ЛАЗЕРНЫЙ ИМИТАТОР СТРЕЛЬБЫ
LASER FIRE SIMULATOR

Изобретение относится к лазерным учебно-тренировочным средствам и может быть использовано для имитации стрельбы из стрелкового оружия на тактических учениях по целям, оснащенным фотоэлектронными имитаторами поражения, а также для отработки навыков прицеливания как по фотоэлектронным, так и по обычным мишеням.
К лазерным имитаторам стрельбы при установке их на оружие предъявляются требования обеспечения согласования осей излучения и прицела оружия, т.е. лазерное излучение должно попадать в точку прицеливания.
Известны лазерные имитаторы стрельбы, в которых предусмотрены механизмы, позволяющие поворачивать ось излучения имитатора стрельбы для согласования его с осью прицела имитируемого оружия, например имитатор стрельбы, используемый в армии США, описанный в разделе «Уровень техники» описания изобретения к патенту РФ №2123163, дата приоритета 28.04.1995 г., МПК F41A 33/02. Имитатор содержит размещенные в корпусе излучающий канал, имитирующий выстрел, содержащий лазер с длиной волны излучения в ИК-области спектра и устройство запуска лазера при имитационном выстреле. Для юстировки имитатора используется специальное приспособление, которое содержит фотоэлектронную мишень из 144 детекторов и 35 схем, выполненных на печатных платах, размещаемую на расстоянии 25 м от имитатора стрельбы, и электромеханический дисплей. Мишень используется для определения точки попадания луча лазера относительной прицельной сетки при имитационном выстреле.
В указанном приспособлении считают количество ошибочных "щелчков", соответствующих отклонению луча от мишени по азимуту и углу возвышения. Затем количество щелчков отображают, используя четыре комплекта индикаторов дисплея. После этого стрелок должен повернуть обычные регулировки своего лазерного передатчика в правильном направлении на соответствующее количество щелчков. Затем стрелок должен вновь нацелить оружие, произвести выстрел и выполнить дополнительную соответствующую регулировку. Этот процесс продолжается до тех пор, пока стрелок не добьется отображения нулевой поправки. Вследствие обычных ошибок при прицеливании, возникающих каждый раз, когда приходится вновь совмещать прицел с прицельной сеткой, этот процесс является утомительным и занимает много времени.
Недостатками такого решения являются длительность процесса юстировки и необходимость использования специального приспособления с фотоэлектронной мишенью.
Известен лазерный имитатор стрельбы для ручного огнестрельного оружия, предназначенный для тактических учений. Имитатор крепится к ложу винтовки, например, M16. Имитатор содержит размещенный в корпусе лазерный излучатель, имитирующий выстрел, оптическую систему, датчик выстрела, поворотные отклоняющие оптические клинья и два вала, поворачивающие эти клинья. С помощью клиньев производится отклонение лазерного луча по азимуту и углу возвышения. Согласование оси излучения имитатора стрельбы с осью прицела имитируемого оружия производят с помощью специальной юстировочной головки. Оружие с имитатором устанавливают в зажим перед специальным приспособлением с фотоприемниками для определения точки попадания лазерного луча и управления юстировочной головкой.
К имитатору подсоединяют юстировочную головку для вращения клиньев и отклоняют луч клиньями до тех пор, пока его ось не совпадет с осью прицела винтовки (WO 9530124 А1, дата приоритета 28.04.1995 г., МПК F41A 33/02; US 5476385 (А), дата приоритета 03.04.1995 г., МПК F41A 33/02).
Недостатком такого имитатора является необходимость иметь юстировочную головку для вращения клиньев и специальное приспособление с фотоприемниками для определения точки попадания лазерного луча и управления юстировочной головкой.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому - прототипом - является лазерный имитатор стрельбы ИС1 комплекта 9Ф838, выпускаемого ФГУП «ПО «НПЗ», г.Новосибирск (Комплект 9Ф838. Руководство по эксплуатации АЛ2.890.019 РЭ, 2008 г., стр.11-14, 27-29, 66-67). Лазерный имитатор стрельбы содержит излучающий канал, имитирующий выстрел, содержащий оптически связанные лазер с длиной волны излучения в ИК-области спектра и формирующую оптическую систему, а также устройство запуска лазера при имитационном выстреле. Излучающий канал размещен в корпусе, который оснащен устройством его крепления на имитируемом оружии или макете оружия и механизмом выверки имитатора стрельбы с осью прицела имитируемого оружия или макета оружия.
Кроме того, в прототипе имеется второй излучающий канал с длиной волны излучения в ИК-области спектра, имитирующий выстрел, а именно обстрел цели.
Прототип имеет следующие недостатки.
Для согласования оси ИК-излучения имитатора стрельбы и оси прицела имитируемого оружия или макета оружия требуется специальное выверочное устройство (одно устройство на несколько имитаторов), которое позволяет определить точку попадания лазерного луча. Наличие дополнительного устройства усложняет эксплуатацию имитаторов.
Перед согласованием имитатора стрельбы с прицелом оружия стрелок должен сначала закрепить выверочное устройство на имитаторе стрельбы и перемещением сетки выверочного устройства согласовать ось выверочного устройства с осью излучения имитатора стрельбы. Затем стрелок наводит прицел оружия на удаленную точку и, наблюдая в выверочное устройство, вращением винтов механизма выверки имитатора стрельбы наводит сетку выверочного устройства на эту же удаленную точку.
При выверке имитатора с оружием оператор не может одновременно наблюдать точку прицеливания оружия и точку наведения выверочного устройства. Поэтому при согласовании требуется жесткое закрепление оружия с имитатором в станке, чтобы не сбивалась наводка прицела на цель. Поочередное наблюдение в два устройства увеличивает время согласования, что увеличивает время подготовки подразделения к учениям.
Кроме того, в имитаторе не имитируются место попадания при промахе и вспышка выстрела в режиме электронной стрельбы (без использования холостых патронов).
В ряде случаев при боевой стрельбе стрелок видит место попадания пули (фонтанчики пыли, щепки, искры) и имеет возможность скорректировать свою стрельбу. В прототипе с излучением в ИК-диапазоне спектра имитация этого эффекта отсутствует: стрелок видит реакцию фотоэлектронной мишени при попадании лазерного луча, но не видит место попадания при промахе.
Кроме того, обстреливаемый стрелок в реальном бою наблюдает вспышку выстрела противника, а в имитаторе-прототипе этот эффект реальной стрельбы ИК-лучом не имитируется.
При обучении навыкам стрельбы бойца необходимо обучить умению правильно прицеливаться в мишень (цель). В прототипе эта задача решается отчасти, и только при стрельбе по специальной фотоэлектронной мишени, регистрирующей попадание ИК-излучения: боец видит результат только при попадании в цель и не видит, куда он попал при промахе.
Задачей изобретения является упрощение согласования оси излучения имитатора стрельбы и оси прицела имитируемого оружия или макета оружия, приближение условий обучения к реальным путем имитации вспышки выстрела и визуализации точки попадания, а также расширение функциональных возможностей имитатора путем визуализации точки попадания в обычную мишень, не являющуюся фотоэлектронной мишенью.
Поставленная задача решается тем, что в лазерном имитаторе стрельбы, как и в прототипе, содержащем излучающий канал, имитирующий выстрел, содержащий оптически связанные первый лазер с длиной волны излучения в ИК-области спектра и первую формирующую оптическую систему, а также устройство запуска лазера, причем излучающий канал размещен в корпусе, оснащенном устройством его крепления на имитируемом оружии или макете оружия и механизмом выверки имитатора стрельбы с осью прицела имитируемого оружия или макета оружия, в отличие от прототипа выполнено следующее: он оснащен размещенным в корпусе вторым излучающим каналом, содержащим оптически связанные второй лазер и вторую формирующую оптическую систему, и связанным с устройством запуска лазера устройством включения режима согласования оси излучения имитатора стрельбы с оптической осью прицела; оптические оси обоих излучающих каналов согласованы между собой; второй лазер имеет длину волны излучения в видимой области спектра; устройство запуска лазера выполнено с возможностью запуска лазеров следующим образом: при имитационном выстреле - запуска второго лазера в импульсном режиме работы, а при включении режима согласования вышеназванным устройством - запуска второго лазера в непрерывном или мигающем режиме работы.
Достаточно точное согласование оси излучения имитатора стрельбы и оси прицела имитируемого оружия или макета оружия достигается при расходимости луча второго излучающего канала, не превышающей 0,5 мрад. При узком луче повышается освещенность лазерного пятна, его видно на большей дальности стрельбы, следовательно, имитация вспышки выстрела и визуализация точки попадания осуществляется на большей дальности стрельбы.
В общем случае может быть использован полупроводниковый, твердотельный или газовый лазер. Полупроводниковый лазер предпочтительней из-за его массогабаритных характеристик и технологичности.
На рисунке представлен пример конкретной реализации лазерного имитатора стрельбы, установленного на имитируемом оружии.
Лазерный имитатор стрельбы содержит корпус 1, в котором размещены излучающие каналы 2, 3, оптические оси которых технологически согласованы. Излучающий канал 2 содержит оптически связанные лазер 4 с длиной волны излучения в ИК-области спектра и формирующую оптическую систему 5, его излучение имитирует выстрел. Излучающий канал 3 содержит оптически связанные лазер 6 с длиной волны излучения в видимой области спектра и формирующую оптическую систему 7. Имитатор также содержит устройство включения режима согласования оси излучения имитатора стрельбы с оптической осью прицела, выполненное в виде кнопки 8. Лазеры 4 и 6 связаны с устройством 9 запуска лазера. Корпус 1 оснащен устройством 10 крепления на оружии 11 и механизмом 12 выверки имитатора стрельбы с осью прицела (на рисунке не показан) оружия 10. Выверку лазерного имитатора стрельбы проводят по экрану 13.
Имитационный выстрел может производиться при запуске лазеров 4 и 6 от холостого выстрела или при электронном запуске при нажатии на спусковое устройство оружия 11. Устройство 9 запуска лазера может содержать, например, пьезокерамический элемент и/или кнопку электронного запуска, запускающие цикл подготовки имитационного выстрела, и устройство управления (микропроцессор), выдающее команду на запуск лазеров 4 и 6 в зависимости от состояния собственного имитатора поражения участника занятий и других условий.
Устройство работает следующим образом. Имитатор стрельбы закрепляют на оружии 11 и перед началом имитационной стрельбы проводят согласование имитатора стрельбы с прицелом оружия. Механизм 12 выверки имитатора стрельбы с осью прицела имитируемого оружия или макета оружия может быть выполнен в виде кронштейна, закрепленного на оружии и соединенного с корпусом имитатора через подпружиненные маховички, как, например, в прототипе 9Ф838.
Согласование оси излучения излучающего канала 2, имитирующего стрельбу, и прицела оружия 11 проводится с использованием экрана 13, установленного на дальности, как правило, 20-30 м. Экраном 13 может служить обычная мишень или стена.
Стрелок, глядя в прицел, наводит оружие на экран 13 и кнопкой 8 включает режим согласования. При этом устройство 9 запуска лазера запускает лазер 6 и излучающий канал 3 посылает на экран 13 видимое излучение, например луч красного цвета. Лазер 6 может работать в непрерывном режиме свечения или в мигающем режиме с частотой 2,5-12 Гц. Диапазон частоты определяется частотой мельканий, воспринимаемой глазом. В мигающем режиме работы достигается лучшее обнаружение излучения глазом. Поскольку заметность мигающего пятна выше, это позволяет видеть его на большей дальности.
При несовпадении прицельной марки прицела с пятном лазерного излучения стрелок с помощью маховичков механизма 12 выверки имитатора стрельбы с осью прицела оружия разворачивает имитатор относительно оружия, добивается совмещения лазерного пятна и марки прицела и выключает лазер 6. Имитатор стрельбы подготовлен к работе. Наличие видимого канала позволяет упростить процесс согласования, не требуется специальное выверочное устройство. Согласование может проводиться без жесткого крепления оружия 11 на станке, т.к точкой прицеливания служит видимое лазерное пятно.
При имитационной стрельбе стрелок прицеливается в цель-стелка, оснащенного фотоэлектронным имитатором поражения, и нажимает на спусковой крючок оружия 11. При этом устройство 9 запуска запускает лазеры 4 и 6, на цель посылаются импульсы ИК-излучения и видимого излучения. При правильном прицеливании ИК-луч регистрируется фотоприемниками на цели и имитируется попадание в цель.
При расходимости луча излучающего канала 3, не превышающей 0,5 мрад, красное пятно хорошо видно на экране 13 на дальностях согласования.
Размер пятна обеспечивает достаточную точность согласования имитатора стрельбы с прицелом.
Стрелок, на которого попадает излучение, видит красную вспышку "стреляющего" оружия. Таким образом, достигается имитация реального эффекта стрельбы, повышается наглядность обучения.
Стрелок, который производит стрельбу, видит точку попадания красного луча и может оценить правильность прицеливания и скорректировать стрельбу. Этим тоже достигается имитация реального эффекта стрельбы.
При обучении навыкам стрельбы имитатор можно использовать с обычной, не фотоэлектронной мишенью, тем самым расширить его функциональные возможности. Стрелок видит красную точку на любой мишени и при попадании, и при промахе.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемое техническое решение позволяет упростить согласование оси излучения имитатора стрельбы и оси прицела имитируемого оружия или макета оружия, приблизить условия обучения к реальным путем имитации вспышки выстрела и визуализации точки попадания, а также расширить функциональные возможности имитатора стрельбы путем визуализации места попадания при использовании обычных мишеней, не являющихся фотоэлектронными мишенями.