КОРОТКОДУГОВАЯ КСЕНОНОВАЯ ЛАМПА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к источникам некогерентного оптического излучения, в частности, к ксеноновым импульсным газоразрядным лампам с короткой дугой, которые используются в качестве излучающего элемента в устройствах защиты от высокоточного ракетного оружия с оптико-электронными системами наведения на цель, например в устройствах активной защиты объектов бронетанковой техники от противотанковых управляемых ракет (ПТУР) с инфракрасным (ИК) трассером.
Противодействие ПТУР осуществляется путем введения в оптико-электронный канал обратной связи системы управления ракеты активной помехи в виде импульсного некогерентного ПК излучения. Устройство оптико-электронного противодействия по существу представляет собой световой прибор прожекторного типа, содержащий излучающий элемент, световой центр которого совмещен с фокусом зеркального отражателя. Излучающий элемент выполнен в виде короткодуговой ксеноновой лампы сверхвысокого давления, в которой электрическая энергия преобразуется в оптическое излучение при прохождении электрического тока через плазмообразующую среду (ксенон).
Известен излучающий элемент в виде короткодуговой ксеноновой лампы сверхвысокого давления типа ДКсМБ 35М [1], который используется в изделии ТШУ-1-7 [2]. Недостаток указанной лампы заключается в том, что спектральный диапазон пропускания ее кварцевой колбы в ИК области не превосходит 4,2 мкм и, следовательно, лампа не обеспечивает возможность подавления ПТУР, у которых спектр излучения трассеров соответствует диапазону ИК излучения от 4,2 до 5,5 мкм.
Известен, предназначенный для использования в устройстве оптико-электронного противодействия, излучающий элемент в виде короткодуговой ксеноновой лампы с колбой из бесцветного лейкосапфира [3].
Эта лампа, выбранная в качестве прототипа, содержит наполненную ксеноном прямую трубчатую колбу из бесцветного лейкосапфира, на противоположных концах которой установлены электродные узлы. Следует отметить, что до настоящего времени цилиндрический спай электродного узла с колбой из лейкосапфира выполняется, как правило, охватываемым, т.е. по внутренней поверхности колбы [4, 5].
Короткодуговая газоразрядная лампа, выбранная в качестве прототипа, позволяет получить излучение, основные характеристики которого (спектральный состав, пиковая сила излучения, временная структура) полностью соответствуют требованиям к помеховому излучению для эффективной защиты от ПТУР с ПК трассером.
Известно, что эффективность функционирования световых приборов прожекторного типа и в частности устройства оптико-электронного противодействия тем выше, чем меньше размеры тела свечения излучающего элемента и больше его яркость. Но, при этом, чем меньше отношение диаметра зеркального отражателя светооптического блока устройства к размерам тела свечения излучающего элемента, тем больше должна быть точность установки элементов светооптического блока относительно друг друга (совмещение центра светящего тела излучающего элемента с фокусом зеркального отражателя).
Недостаток короткодуговой ксеноновой лампы, выбранной в качестве прототипа, состоит в том, что ее конструкция не обеспечивает стабильного состояния светооптической системы устройства оптико-электронного противодействия при замене излучающего элемента (лампы), что приводит к необходимости в каждом отдельном случае дополнительной юстировки светооптического блока устройства.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в обеспечении самовосстановления первоначально заданного состояния светооптической системы устройства после замены излучающего элемента (лампы) без ее дополнительной юстировки.
Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции электродных узлов (как катодного, так и анодного) предлагаемой короткодуговой ксеноновой лампы.
Заявляемая короткодуговая ксеноновая лампа, как и лампа, выбранная в качестве прототипа, содержит прямую трубчатую колбу из бесцветного лейкосапфира, в которой герметично установлены электродные узлы.
Отличие от прототипа состоит в том, что электродные узлы содержат неразъемно соединенные герметизирующий элемент и держатель электрода, причем герметизирующий элемент выполнен в виде полого цилиндра, внутренняя поверхность которого снабжена кольцевой ступенью, примыкающей к торцу колбы, а его торец сопряжен с кольцевой ступенью на боковой поверхности держателя электрода, примыкающего по части боковой поверхности к внутренней поверхности колбы, и спай герметизирующего элемента с колбой выполнен охватывающим.
На фиг.1 приведено схематическое изображение варианта конкретного исполнения заявляемой короткодуговой ксеноновой лампы.
Лампа содержит выполненную из бесцветного лейкосапфира прямую трубчатую колбу 1, в которой установлены электродные узлы (на фиг.1 показан только один из них) в составе электрода (в данном случае - катода) 2, держателя электрода 3 и герметизирующего элемента 4. Держатель электрода 3 снабжен осевым отверстием 5, в котором установлен керн электрода 2, и кольцевой ступенью 6 на боковой поверхности держателя. Торцевая поверхность ступени 6 ориентирована к электроду и расстояние между вершиной электрода 2 и торцевой поверхностью кольцевой ступени 6 держателя электрода 3 строго фиксировано. В данном конкретном случае диаметр держателя электрода 3 между кольцевой ступенью 6 и электродом 2 выполнен равным внутреннему диаметру колбы 1, т.е. боковая поверхность держателя электрода 3 и внутренняя поверхность колбы 1 примыкают друг к другу. Герметизирующий элемент 4 выполнен в виде полого металлического цилиндра, внутренняя поверхность которого снабжена кольцевой ступенью 7, ширина которой, в данном конкретном случае, равна толщине стенки колбы 1. Герметизирующий элемент 4 установлен относительно колбы 1 так, что кольцевая ступень 7 примыкает к торцу колбы 1, а цилиндрический спай герметизирующего элемента 4 с колбой 1 выполнен охватывающим, т.е. по наружной поверхности колбы 1. Держатель электрода 3 установлен относительно герметизирующего элемента 4 так, что кольцевая ступень 6 на его боковой поверхности сопряжена с торцом герметизирующего элемента 4. Держатель электрода 3 и герметизирующий элемент 4 неразъемно соединены между собой (в данном случае сваркой).
Предлагаемая конструкция короткодуговой ксеноновой лампы обеспечивает высокую точность пространственного размещения вершины электрода 2 в колбе 1, причем контролю геометрических параметров подлежит каждый отдельный элемент электродного узла (2, 3, 4) и при сборке лампы их взаиморасположение обеспечивается автоматически с высокой степенью точности.
Таким образом предлагаемая конструкция короткодуговой ксеноновой лампы обеспечивает самовосстановление заданного состояния светооптической системы устройства оптико-электронного противодействия после замены лампы без ее дополнительной юстировки.
Короткодуговая ксеноновая лампа в соответствии с заявляемым решением разработана для серийного производства с использованием типовых технологий и стандартного оборудования.
Литература:
1. Лампа ДКсМБ 35М, КПАШ 433223.019 ТУ
2. Устройство ТШУ-1-7, ЮЩ 2431.000 ТУ
3. Заявка на ПМ №2009100130, решение о выдаче патента 15.05.2009.
7
4. А.с. 1043764 МПК Н01J 61/36 (СССР). Герметичный токоввод в газоразрядную лампу высокого давления / В.Б.Браиловский, Е.Н.Гайдуков, А.Е.Рыжков // Б.И. - 1983. - №35.
3
5. А.с. 1085435 СССР, МКИ Н01J 61/36 (СССР). Токоввод в газоразрядную лампу высокого давления / Гайдуков Е.Н., Леонов Г.С., Павлов В.В. // БИ. - 1982. №23.