ОПТИЧЕСКАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПАНОРАМНОГО ПРИЦЕЛА

Оптическая схема автоматизированного панорамного прицела
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а конкретнее к области автоматизации военных оптических приборов прицеливания, которые обеспечивают панорамный обзор местности и непрямую наводку артиллерийских орудий в горизонтальной плоскости. Конкретно полезная модель относится к области разработки оптической схемы автоматизированного панорамного прицела.
Известна оптическая схема панорамного прицела, которая представляет собой перископическую телескопическую систему с призмой АР-0°, которая предназначена для устранения наклона изображения при вращении головной призмы [1]. Панорамный прицел с приведенной оптической схемой относится к классу оптико - механических приборов и предназначен для обеспечения наведения в горизонтальной плоскости буксируемых артиллерийских орудий.
Известен автоматизированный прицельный комплекс самоходного артиллерийского орудия (САО), который включает в себя панорамный прицел, установленный в поворотном бронеколпаке на крыше башни, прицел прямой наводки с окном на лобовом листе башни и электрический привод [1,2]. Панорамный прицел представляет собой перископическую зрительную трубу и конструктивно включает в себя головку панорамы, угломерный механизм, коленчатую трубу, окулярную часть, в качестве точки наводки может использоваться удаленный местный предмет или коллиматор. Оптическая схема панорамного прицела, взятая за прототип, представляет собой перископическую телескопическую систему с призменно - линзовой оборачивающей системой, содержащую последовательно установленные защитное стекло, призму АР-90°, объектив, две линзы для согласования масштаба изображения и защитное стекло две линзы оборачивающей системы, призму АР-0° и защитное стекло, призму АкР-90°, сетку, установленную в фокальной плоскости объектива и защитное стекло, окуляр [2,3].
Задача наводчика при стрельбе удерживать управляющим устройством прицельный знак сетки панорамного прицела на точке наводки.
К недостаткам оптической схемы панорамного прицела следует отнести то, что в горизонтальной плоскости наведение производит наводчик путем слежения за точкой наводки в окулярном поле и совмещения с ней прицельного знака, работая управляющим устройством прицельного комплекса.
Целью предлагаемой полезной модели является преобразование оптической схемы механического панорамного прицела, в оптическую схему автоматизированного прицела со следящей оптико-электронной системой.
Поставленная цель достигается, тем, что в оптическую схему автоматизированного панорамного прицела, представляющую собой перископическую телескопическую систему с призменно - линзовой оборачивающей системой, содержащей последовательно установленные защитное стекло, призму АР-90°, объектив, две линзы для согласования масштаба изображения и защитное стекло, две линзы оборачивающей системы, призму АР-0°, призму АкР-90° и защитное стекло, сетку, установленную в фокальной плоскости объектива и защитное стекло, окуляр, дополнительно введена следящая оптико-электронная система и система юстировки параллельности оптических осей.
Оптическая схема автоматизированного панорамного прицела показана на фиг. 1. Оптическая схема включает в себя оптическую систему панорамного прицела (элементы 1-16), следящую оптико-электронную систему (элементы 17-19) и систему юстировки параллельности оптических осей прицела и следящей оптико-электронной системы (элементы 20, 22-26).
Оптическая система панорамного прицела является визирным каналом и включает:
- защитное стекло (1), предназначенное для защиты деталей оптической системы от влаги и грязи;
- призму АР-90° (2), служащей для изменения хода лучей на 90°. Призма может поворачиваться на угол ±10° в вертикальной плоскости и на 360° в горизонтальной;
- объектив (3), формирующий в своей фокальной плоскости действительное, уменьшенное и обратное изображение точки наводки;
- две линзы (4 и 5), предназначенные для согласования масштаба изображения наблюдаемого предмета с масштабом коллиматорной шкалы сетки. Защитное стекло (6) для защиты от влаги и грязи;
- две линзы оборачивающей системы (7 и 10), предназначенные для получения действительных прямых изображений наблюдаемых предметов;
- призму АР-0° (8), предназначенную для устранения наклона изображения при вращении призмы АР-90° в горизонтальной плоскости. Защитное стекло (9) для защиты от влаги и грязи;
- призму АкР-90° (11), для изменения направления хода лучей на 90° и для оборачивания изображения наблюдаемого предмета;
- сетку (13) с нанесенной дальномерной шкалой, шкалой боковых поправок, перекрестием, коллиматорной шкалой и прицельным знаком;
- окуляра (14,15 и 16), служащего для рассматривания изображения точки наводки под большим углом зрения.
Следящая оптико-электронная система включает широкоугольный четырех линзовый объектив (17), моделирующий диск (18) и приемник излучения (19). Объектив (17) формирует изображение точки наводки в плоскости модулирующего диска (18). Модулирующий диск (18) представляет собой плоскопараллельную стеклянную пластинку с прозрачными и непрозрачными радиальными секторами, расположенными с постоянным шагом.
Оптическая система юстировки параллельности оптических осей визирного канала и следящей оптико-электронной системы включает в себя призмы АР-90° (20), АР-0° (22), светофильтр (23), призму АР-90° (24), светодиод (25), объектив (26).
Оптическая схема автоматизированного панорамного прицела работает следующим образом. На огневой позиции определяют угломер основного направления, наводчик включает следящую оптико-электронную систему, устанавливает значение угломера на отсчетном устройстве панорамного прицела и с помощью оптической системы визирного канала наблюдает точку наводки. Для наведения на цель в горизонтальной плоскости определяется доворот от угломера основного направления. Значение доворота от угломера основного направления устанавливается на отсчетном устройстве панорамного прицела, при этом оптическая ось визирного канала прицела не будут совпадать с линией визирования «прицел - точка наводки», т.е. образуется угол рассогласования. Значение угла рассогласования определяется с помощью следящей оптико-электронной системы следующим образом:
- объектив (17) (фиг. 1) строит изображение точки наводки в плоскости моделирующего диска (18);
- моделирующий диск (18) совершает круговое плоскопараллельное движение. Скорость сканирования модулирующего диска поддерживается постоянной;
- при движении модулирующего диска (18) оптическое изображение точки наводки перекрывается прозрачными и непрозрачными секторами, что приводит к его модуляции.. Определение величины угловых отклонений оптической оси следящей системы от оси визирования «прицел - точка наводки» основано на использовании частотной модуляции оптического излучения точки наводки. Частотная модуляция оптического излучения возникает в результате плоскопараллельного перемещения модулирующего диска по окружности, центр которой совпадает с осью следящей системы. Если излучатель точки наводки находится на оптической оси следящей системы, т.е. его изображение лежит в центре окружности, описываемой центром модулирующего диска, то за равные промежутки времени оптический поток от излучателя перекрывается одинаковым числом непрозрачных секторов. В этом случае в следящей системе будет формироваться сигнал постоянной частоты.
Отклонение излучателя точки наводки от оси следящей системы приводит к смещению изображения источника излучения относительно центра окружности, описываемой центром модулирующего диска.
При этом за равные промежутки времени оптический поток при приближении центра диска к пятну излучателя перекрывается большее число раз, чем при удалении центра диска от пятна. В результате возникает частотная модуляция оптического излучения. Глубина частотной модуляции зависит от положения пятна излучателя относительно центра диска. Частотно-модулированный оптический поток воспринимается фотоприемником (19) (см. фиг. 1) и преобразуется им в соответствующее электрическое напряжение.
Синхронно с моделирующим диском вращается постоянный магнит генератора опорных напряжений. При этом в обмотках статора генератора наводится электродвижущая сила. Напряжения, снимаемые с обмоток статора, используются в качестве опорных при определении отклонений излучателя точки наводки от оси следящей системы.
Сигнал с выхода усилителя фототока поступает в аппаратурный блок, где преобразуется в управляющий сигнал электрического привода, который обеспечивает совмещение оптической оси визирного канала панорамного прицела с точкой наводки, т.е производится автоматическое наведение в горизонтальной плоскости.
Параллельность оптических осей визирного канала и следящей системы проверяется следующим образом. Излучение от светодиода (25) (фиг. 1) поступает на призму (24), которая изменяет ход луча на 90° через светофильтр (23), установленный в фокальной плоскости объектива (26). На светофильтре нанесена непрозрачная марка (28) (фиг. 2), изображение марки попадает на объектив (26) (фиг. 1). После объектива изображение марки посредством призмы (22) разворачивается на 180° и поступает на призму (20) со светоделительным покрытием. Далее передача изображения происходит по визирному каналу. Изображение прицельного знака сетки визира и светящейся марки (28) рассматриваются через окуляр в одной плоскости.
Светящаяся марка представляет собой светящееся перекрестие (28) с центральным просветом (29). Центральный просвет марки (29) находится в пределах прицельного знака сетки (вследствие съюстированности оптических осей), а линии перекрестия совпадают с нулевыми штрихами сетки (27).
Источники информации
1. ПГ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. [Текст] /. - Завод. - 84 с.
2. Изделие ПГ-4 (индекс 10П44). Техническое описание и инструкция по эксплуатации. [Текст] АЛ3. 812.027 ТО. - Завод. - 59 с.
3. Изделие 1П8. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. [Текст] / АЛ3 .812.081 ТО. - Завод. -104 с.