Имитатор видимости в сложных метеорологических условиях

 

Использование: на маневренных летательных аппаратах при испытаниях систем управления. Цель изобретения - повышение точности имитации видимости в сложных метеорологических условиях на маневренных летательных аппаратах. Имитатор видимости в сложных метеорологических условиях содержит очки, выполненные на основе жидких кристаллов, взглядоотметчик, телевизионную камеру, схемы ИЛИ, блок управления секторами, задатчик расстояния видимости, на каждый глаз - полупрозрачный отражатель, линзу Френеля, слой жидкого кристалла в виде оптического клина с дискретным градиентом, источники света, датчики высоты, крена, расстояния, мигания глаз, блоки деления, определения арктангенса, управления полосами жидкокристаллического оптического клина, блок модуляторов, импульсные источники света, расположенные в кабине, фотоприемники, расположенные на шлеме летчика, генератор опорной частоты, фазово - частотный детектор, управляемый источник питания, компараторы, усилители, блок обработки выходного сигнала телекамеры, схему съема сигналов с глаз летчика и блок обработки данных для измерения межцентрового расстояния глаз. 6 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к области тренажерных средств, и может быть использовано для установки на маневренные летательные аппараты (ЛА) при испытании систем управления.

Известны устройства для имитации видимости в сложных метеоусловиях (СМУ) бортовой имитатор ограничения видимости [1] выполненный в виде очков на основе жидких кристаллов (ЖК) и пульта управления для них. Установка расстояния видимости осуществляется с помощью изменения напряжения, подаваемого на электроды ЖК. Для того, чтобы летчик мог переводить взгляд из внекабинного пространства на приборную доску, в поле линз ЖК очков находятся два центральных сектора из ЖК, которые имеют независимое управление и на которые подаются напряжения с датчиков акселерометров, установленных на оправе очков, и фотометрических датчиков фоторезисторов, установленных между стеклами очков. Раскрытие данных секторов из ЖК происходит при переносе взгляда летчика на приборную доску при поднятии его головы.

Недостаток известной конструкции невысокая точность воспроизведения помехи изображения возмущений тумана, видимого летчиком. Изображение видится "рядом", не в бесконечности, вследствие фокусировки глаз. Кроме того, отсутствует видимость градиента плотности тумана по высоте в условиях переноса взгляда вниз (эффект оптического клина).

Известен имитатор видимости в сложных метеорологических условиях [2] взятый за прототип, в котором изображение помехи, видимой в сложных метеоусловиях, создается в виде равномерного поля различной плотности ("мутности"), изменяющей контраст видимости и дальность видимости Д_огр. В имитаторе содержится оптическая система ЖК очков с открывающимися секторами, блоком управления секторами, модулятором, сумматором и фотометрическим блоком.

Однако видимость в реальных сложных метеоусловиях имеет другой физический механизм. Предметы, которые оказываются ближе, чем Д_огр, видны лучше, отчетливее, чем на границе видимости (эффект оптического клина), что дает возможность производить посадку в этих условиях. Производить посадку ЛА в очках-имитаторе, по отзывам летчиков, невозможно.

Цель изобретения повышение точности и достоверности имитации видимости в СМУ на маневренных ЛА. При осуществлении данного изобретения имитация заходов на посадку в данном устройстве позволит воспроизводить пониженные метеоминимумы (с I до III А категории). Использование данного имитатора видимости в СМУ позволяет ускорить проведение летных испытаний САУ без ожидания естественных СМУ.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство имитатора видимости в сложных метеорологических условиях, содержащее очки, выполненные на основе жидких кристаллов, перед которыми расположены два центральных сектора из жидких кристаллов, связанных с блоком управления секторами, задатчик расстояния видимости и фотоприемники, дополнительно введены на каждый глаз полупрозрачный отражатель, линза френеля, слой жидкого кристалла в виде оптического клина с дискретным градиентом, источники света, взглядоотметчик, датчик миганий глаз, датчики высоты, крена и расстояния, внешней освещенности, блок деления, блок определения арктангенса, блок управления полосами жидко-кристаллического оптического клина, блок модуляторов, схема съема сигналов с глаз летчика, связанная волоконными световодами с источниками света, установленными на оправе очков, телевизионная камера, блок обработки данных для измерения межцентрового расстояния глаз, блок обработки выходного сигнала телекамеры, сумматоры, компараторы, две схемы ИЛИ, блок усилителей, генератор опорной частоты, фазовочастотный детектор и управляемый источник питания, соединенный с излучающими фотодиодами, расположенными в кабине летчика. Выход схемы съема сигналов с глаз летчика через последовательно соединенные телекамеру, блок обработки данных для измерения межцентрового расстояния глаз, первый компаратор и первую схему ИЛИ, второй вход которой соединен датчиком мигания глаз со входом блока управления ЖК-секторами, третий выход которого соединен с первым входом блока управления полосами оптического клина, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом второй схемы ИЛИ, входы которой соединены с выходами второго, третьего и четвертого компараторов, входом задатчика расстояния видимости и выходом датчика внешней освещенности. Выходы блока управления полосами через блок модуляторов связаны с полосами оптического клина. Второй и третий выходы телекамеры через блок обработки ее выходного сигнала соединены с первыми входами первого и второго сумматоров, вторые входы которых соединены с фазовочастотным детектором, а выходы с третьим и четвертым компараторами. Выходы датчиков расстояния и высоты через последовательно соединенные блок деления и блок определения арктангенса подключены к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединены с датчиком крена. Генератор опорной части подключен ко входу управляемого источника питания и первому входу фазовочастотного детектора, второй и третий входы которого соединены с блоком усилителей непосредственно, а четвертый вход через инвертор. Блок модуляторов соединен с генератором импульсов. Фотоприемники расположены на шлеме летчика.

Отличия объекта изобретения характеризуется тем, что в устройство введена новая совокупность признаков на каждый глаз полупрозрачный отражатель, линза Франеля, слой жидкого кристалла в виде оптического клина с дискретным градиентом, взглядоотметчик, датчик миганий глаз, источники света, датчики высоты, крена, расстояния, внешней освещенности, блоки деления, блок управления оптическим клином, блок модуляторов, блок определения арктангенса, схема съема сигналов глаз летчика, телевизионная камера, блок обработки данных для измерения межцентрового расстояния глаз, блок обработки выходного сигнала телекамеры, две схемы ИЛИ, генератор опорного напряжения, фазочувствительный детектор, управляемый источник питания, компараторы, сумматоры и усилители.

Эта совокупность признаков позволяет получить повышение точности и достоверности имитации видимости в СМУ за счет: введения перед каждым элементом коллиматорной оптики видения предметов внекабинного пространства и возмущений в бесконечности в отличие от прототипа, что позволяет получить объективную оценку летчика; воспроизведение возмущений ЖК полосами в виде оптического клина, создаваемого с помощью блоков арктангенса и блоков деления значений высоты на дальность, дает возможность приблизить процесс имитации возмущений к реальным.

Каждый из признаков необходим, а вместе взятые они достаточны для того, чтобы характеризовать его в качестве улучшения точности и достоверности имитации видимости в СМУ. Введенные признаки образуют новые связи.

На фиг. 1 представлена структурная схема имитатора видимости в сложных метеорологических условиях; на фиг. 2 структурная схема определения углов поворота головы летчика; на фиг. 3 схема фазочувствительного детектора; на фиг. 4 векторная диаграмма определения напряжений в фазовочувствительном детекторе; на фиг. 5 области движения головы и глаз летчика; на фиг. 6 схема создания оптического клина на линзах очков ЖК.

Имитатор видимости в сложных метеорологических условиях содержит датчик 1 крена, датчик 2 расстояния, датчик 3 высоты, задатчик 4 расстояния видимости, блок 5 управления секторами, схемы ИЛИ 6 и 7, компараторы 8-11, блок 12 определения арктангенса, блок 13 деления, полосы 14 жидких кристаллов (ЖК), сектор 15 поля ЖК, генератор 16 импульсов, блок 17 управления полосами оптического клина, блок 18 модуляторов, блок 19 усилителей, малогабаритные источники 20 и 21 света, очки 22 на лице летчика, датчик 23 внешней освещенности, волоконные световоды 24 и 25, блок 26 обработки выходного сигнала телекамеры, датчик 27 миганий глаз, полупрозрачный отражатель 28, линзу 29 Френеля, взглядоотметчик 30, сумматоры 31 и 32, фазочастотный детектор (ФЧД) 33, генератор 34 опорной частоты, инвертор 35, управляемый источник 36 питания, фотоприемники-приемники лучистой энергии (ПЛЭ) 37, 38, 39, схему 40 съема сигналов с глаз летчика, источники 41 и 42 света, телевизионную камеру 43, блок 44 обработки данных для измерения межцентрового расстояния глаз.

Выход схемы 40 съема сигналов с глаз летчика через последовательно соединенные телекамеру 43, блок 44 обработки данных для измерения межцентрового расстояния глаз, первый компаратор 8 и первую схему ИЛИ 6, второй вход которой соединен с датчиком 27 мигания глаз, со входом блока 5 управления ЖК-секторами, третий выход которого соединен с первым входом блока 17 управления полосами оптического клина, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом второй схемы ИЛИ 7, входы которой соединены с выходами второго 9, третьего 10 и четвертого 11 компараторов, выходом задатчика 4 расстояния видимости и выходом датчика 23 внешней освещенности. Выходы блока 17 управления полосами через блок 18 модуляторов связаны с полосами 14 оптического клина. Второй и третий выходы телекамеры 43 через блок 26 обработки ее выходного сигнала соединены с первыми входами первого 31 и второго 32 сумматоров, вторые входы которых соединены с фазовочастотным детектором 33, а выходы с третьим 10 и четвертым 11 компараторами. Выходы датчиков 2 расстояния и высоты 3 через последовательно соединенные блок 13 деления и блок 12 определения арктангенса подключены к первому входу второго компаратора 9, второй вход которого соединен с датчиком 1 крена. Генератор 34 опорной частоты подключен ко входу управляемого источника 36 питания и первому входу фазовочастотного детектора 33, второй и третий входы которого соединены с блоком 19 усилителей непосредственно, а четвертый вход через инвентор 35. Блок 18 модуляторов соединен с генератором 16 импульсов. Фотоприемники 37, 38, 39, расположенные на шлеме летчика, соединены с блоком 19 усилителей. На оправе очков ЖКО слоем 14 установлены миниатюрные источники 20 света, оптическая схема из полупрозрачных зеркал линз и зеркал, связанных оптическими волоконными световодами 29 со схемой 40 съема сигналов глаз и призмой, далее с объективом телевизионной камеры 43. Управляемый блок 36 питания соединен с излучающими фотодиодами 41 и 42, установленными в кабине летчика.

Устройство работает следующим образом.

Задача имитации видимости в СМУ решается заданием напряжений U по полосам ЖК и такого изменения его во времени, при котором реализуются условия видимости в данном типе СМУ при снижении ЛА по глиссаде.

Для каждой комбинации тип СМУ условия освещенности плотность тумана существует своя зависимость V_n (t), а видимость ВПП есть функция высоты Н и наклонной L_н дальности до ВПП, которые связаны выражением L_н а ϕ_n= arctg+ν, где S ширина полосы, d смещение верхней границы поля очков относительно направления на линию горизонта, a удаление от глаз летчика, ν- угол тангажа ЛА, n число полос ЖК с автономным напряжением U. Вычисление ϕ_n производится в имитаторе с помощью траекторных параметров H и L. Выходы датчиков расстояния L 2 и высоты H 3 через последовательно соединенные блок 13 деления H/L и блок 12 определения арктангенса ( ϕ_n arctgH/L) подключены к первому входу второго компаратора 9, второй вход которого соединен с датчиком 1 крена. Компаратор 9 ограничивает влияние угла крена. При больших углах крена γ> 5-7^о процесс имитации выключается.

Зависимость U_n(t) вычисленных значений ϕ_n с компаратора 9 через блок ИЛИ 7 и блок 17 управления ЖК полосами поступает на блок модуляторов 18. С помощью блока 18 модуляторов, на который поступают сигналы с генератора 16 импульсов, достигается изменение во времени условий видимости через полосы стекол очков 22.

Электрические сигналы для изменения прозрачности пластин очков 22 поступают через блок 18 модуляторов с генератора 16 импульсов. Генератор, например, прямоугольных импульсов выполнен с помощью активных нелинейных полупроводниковых устройств, например мультивибратора различного типа.

Плоские ячейки типа сэндвич на очках 22, изготовленные из прозрачных стеклянных электродов, покрытых проводящим слоем, между которыми помещен нематический жидкий кристаллический (ЖК) слой 14. При включении напряжения стекла становятся молочно-мутными, при выключении прозрачными, т.е. наблюдается эффект динамического рассеяния света, позволяющий имитировать рассеивающие среды. В нематическом ЖК с отрицательной диэлектрической анизотропией под действием электрического поля при пороговом напряжении U_пор образуется доменная структура. Дальнейшее повышение напряжения до другого порогового значения вызывает в ЖК турбулентное движение из-за протекания ионного тока в нематике, в результате чего возникают произвольно ориентированные зоны, обладающие двулучепреломлением. Благодаря наличию этих зон образец ЖК сильно рассеивает свет.

Однако приборную доску можно видеть при закрытии секторов, но можно и через оптический клин при большом повороте головы, запрокидывании головы. Для предотвращения данного движения головы летчика при имитации видимости в СМУ необходимо ограничивать видимость по линии взора летчика. Это достигается настройкой напряжений компараторов 10 и 11. При осмотре летчиком приборов приборной доски оптический клин на секторах ЖК 14 непрозрачен.

В имитаторе видимости в СМУ необходимо для функционирования обеспечить пространственно-временную последовательность переносов взгляда летчика при восприятии разноудаленных по глубине объектов, находящихся на одной линии визирования.

При фиксации взгляда на разноудаленных по глубине объектах зрительные оси глаз либо сходятся вследствие конвергенции при восприятии вблизи расположенных объектов (приборная доска), либо направлены параллельно друг другу при восприятии предметов внекабинного пространства. В среднем время конвергенции составляет 0,13-0,18 с.

Использование отраженного блика с помощью взглядоотметчика 28 позволяет получить точку фиксации взгляда летчика в виде световых индексов, сформированных оптической системой из световых потоков, отраженных от роговицы глаз. Наличие таких индексов позволяет осуществлять с помощью изменения расстояния между зрительными осями перенос глубинного взгляда из внекабинного пространства на приборную доску. На каждом из проектируемых кадрах телевизионной камеры 43 изображается отраженные индексы от глаз на фоне соответствующих удаленных планов.

Во взглядоотметчике 30 отраженный блик от лампочки 20, направленной в глаз, отражаясь от поверхности роговицы и полупрозрачного зеркала фиксируется оптической системой линзами, зеркалами и далее по световодам 25 подается на призму и на передающую телевизионную камеру 43.

Телевизионная камера 43 выполняется на основе плюмбикона-преобразователя с внутренним фотоэффектом или видикона с использованием принципа накопления световой энергии. Это электровакуумная трубка, один из торцов колбы которой служит входным окном, через которое проецируется изображение на мишень, состоящую из полупроводникового слоя на полупрозрачной пластине. Потенциальный рельеф коммутируют пучком электронов. Выходной сигнал снимается с нагрузочного резистора, включенного в цепь сигнальной пластины, на которую подается положительный потенциал. Вся система представляет собой мозаику pin-фотодиодов, включением обеспечивающих снижение темнового тока по полю изображения. Для формирования пучков электронов используется термокатод. Формирующая катушка обеспечивает фокусировку коммутирующего пучка в плоскости мишени, отклонение пучка по вертикали и горизонтали осуществляется двумя парами отклоняющих катушек.

Так как наблюдаемые метки имеют небольшие размеры, то при развертке изображения по строкам будут получены короткие видеоимпульсы, сдвинутые во времени от начала строки. При смещении глаз по высоте (ниже, выше) метки будут смещаться по кадровой развертке.

Сигнал с выхода передающей камеры 43 поступает на блок 44 обработки данных. Здесь видеосигналы меток выделяются на основе различия их амплитуды и амплитуды сигнала фона. Это осуществляется путем отсечки импульсов с меньшей амплитудой. Далее пики видеоимпульсов поступают на схему ключа, где электрические импульсы открывают схему ключа на время T_x. Интервал времени T_x заполняется квантующими импульсами с периодом повторения T_o от генератора импульсов.

Сигнал от счетчика импульсов поступает в цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который запускается в работу при появлении второго импульса-метки с телевизионной камеры 43. ЦАП усредняет напряжение на выходе и сбрасывается, пока не пришел следующий импульс. С помощью ЦАПа выдается в аналоговой форме управляющие воздействия. ЦАП состоит из регистра, в который заносится и хранится цифровой код, подлежащий преобразованию в аналоговую величину, источника стабильного напряжения и цифрового делителя напряжения, состоящего из декодирующей сети сопротивлений и ключей.

Цифровой код, подлежащий преобразованию в аналоговую величину по импульсу "занесение" заносится на триггеры регистра ЦАП, где и хранится до прихода следующего импульса "занесение". В зависимости от состояния триггеров происходит переключение ключей.

Общее выходное напряжение ЦАП U_вых. равно сумме напряжений включенных разрядов с учетом их веса.

Сигнал с ЦАП поступает на компаратор 8, настройка напряжения сравнения в котором выбирается таким образом, чтобы при переносе взгляда на приборную доску, закрывались сектора в стеклах ЖК 15. Сигнал из компаратора 8 поступает на схему ИЛИ 6 для того, чтобы при мигании глаза не разрывалась электрическая цепь открытия-закрытия секторов ЖК. Частота миганий у летчика меняется в широких пределах и измеряется датчиком 27 миганий, размещенном в оправе очков 22. Он реагирует на разность коэффициентов отражения ИК-света от кожи век и от роговицы глаза. В нем ИК-светодиод облучает глаз в импульсном режиме; питается от опорного генератора. Отраженное глазом излучение падает на фотоприемник (фотодиод), сигнал с которого поступает на компаратор, срабатывающий при закрытом состоянии глаз. Импульсы с компаратора через ограничитель уровня и инвертор подаются на триггер и на вход логической схемы И-НЕ, соединенный с опорным генератором. На выход схемы И-НЕ проходят импульсы от генератора только при открытом состоянии глаз, т.е. когда сигнал с компаратора не поступает. Сигналы со схемы И-НЕ через интегратор поступают на триггер. Перепад напряжения с выхода триггера это сигнал, характеризующий длительность и частоту миганий глаз поступает на схему ИЛИ 6.

Кольцевая линза Френеля дает сфокусированное изображение в бесконечности слепящей подсветки возмущений (слоя ЖК).

Композиции видимости через очки имитатора следующие. Если летчик смотрит внекабинное пространство, то он смотрит через накладываемый оптический клин и секторы 15 открыты-подсвечены. Оптический клин создается подсветом реального изображения за счет того, что изображение ЖК полос вводится на полупрозрачном стекле 28 вблизи глаза. Если летчик смотрит на приборы, то он видит открытыми сектора темные места ЖК и подсвеченные поля ЖК полос внекабинного пространства.

При переносе взгляда вдаль (например, челюсть выдвинута вперед) схема определения углов головы летчиков не позволяет подсматривать через оптический клин на приборы приборной доски. Это производится настройкой углов поворота головы летчика, когда зрачки летчика смотрят на приборную доску.

Передающая камера 43 соединена с блоком 26 обработки выходного сигнала, на выходном усилителе которого смешиваются сигналы зрачков глаз, наложенные на пилообразную строчную развертку схемы измерения расстояния между зрачками. При этом запускается схема измерения угла поворота головы в горизонтальной плоскости, для чего считаются импульсы, с начала такта кадровой развертки до первого импульса глаза. Схему запускает триггер схема совпадения, далее эти сигналы идут на ЦАП.

Подобным же образом измеряется величина угла поворота головы летчика в продольной плоскости. С усилителя смесителя кадровой развертки, входящего в блок обработки выходного сигнала, сигналы поступают на схему измерения углов. Для этого считаются импульсы с этого усилителя счетчиком, который соединен с генератором импульсов. Данный счетчик запускается при нулевом сигнале кадрового генератора и останавливается схемой совпадения зрачка и кадровой развертки.

Основной трудностью является обеспечение высокой точности измерения углов поворота осей глаз при сохранении естественности условий работы пилота. Это обусловлено трудностью выделения информации о величине отклонения оси глаза летчика при одновременном смещении его головы. Задача фиксации взаимного положения головы летчика и глаза и регистратора движений глаза решается путем размещения приемников лучистой энергии (ПЛЭ) на шлеме летчика.

Принцип выделения сигналов рассогласования между каналами ν и Ψ следующий. Если оптические расстояния одинаковы для ПЛЭ, то на каждый из них попадают два световых потока, равных по амплитуде и противоположных по фазе. Поэтому на фазовочастотном (фазово-чувствительном) детекторе (ФЧД) 33 сигнал равен нулю. В том случае, когда оптические расстояния не равны, на ПЛЭ попадают неравные по амплитуде световые потоки противоположных фаз. Управляющий сигнал на выходе ФЧД 33 будет отличен от нуля и его полярность соответствует знаку угла Δ Ψ.

Фазовый детектор 33 создает на своем выходе напряжение, пропорциональное сдвигу фаз между двумя сигналами: между сигналом U_м, соответствующим сигналу от излучателя, и сигналом U_оп, от генератора опорного напряжения; сдвиг фаз ϕ как следует из диаграммы напряжений, определяется: U₁= U₂= если обозначить С U_м/U_оп, находим U₁= U U₂= U при C << 1 U₁ ≈ U_оп(1 + С ˙ cos ϕ), U₂≈ U_оп(1 C cos ϕ), следовательно: U_c K _дт(U₁ U₂) 2 K_дтU_оп С˙ сosϕ где K_дт коэффициент передачи интегрирующей цепочки детектора.

Схема фазовочувствительного детектора может быть выполнена, например, в виде четырехплечевого моста, управляемого синусоидальным напряжением от трансформатора, с выводом средней точки от вторичной обмотки трансформатора с нагрузочным сопротивлением R_н1 параллельно которому подключена интегральная цепочка R₁C₁. При этом выводы детектора подключены к емкости С₁. В мост включены транзисторы Т₁-Т₂, Т₃-Т₄, таким образом, что их базы и коллекторы Т₁-Т₂, Т₃-Т₄ подключены к генератору 34 опорной частоты. Формирование сигналов, содержащих информацию о величине и направлении рассогласования, осуществляется с помощью ФЧД 33.

Чтобы обеспечить работу схемы и выделение управляющих сигналов, соответствующих направлению рассогласованию, на промежутки коллектор-базе каждого транзистора подается опорное синусоидальное напряжение.

Опорное напряжение U_оп2 сдвинуто по фазе на четверть периода по сравнению с U_оп1. По отношению к транзисторам Т₅-Т₈ эти знаки характеризуют полярности опорных напряжений в I и II четвертях периода.

Принцип работы указанного ФЧД 33 основан на том, что при потенциале базы, отрицательном по сравнению с коллектором, триод становится проводящим как в направлении эмиттер-коллектор, так и в обратном. Поэтому каждая пара (Т₁-Т₂ и так далее) является проводящей в те полупериоды, когда минус опорного напряжения приложен к базе. Каждая пара триодов работает со своей половиной вторичной обмотки трансформатора.

Когда входной сигнал и опорное напряжение совпадают по фазе и полярность соответствует рисунку, то в течение первого полупериода транзисторы Т₁ и Т₂ открыты, а Т₃ и Т₄ заперты. Сигнал с выхода вторичной обмотки трансформатора (верхней ее половины) выделяется на нагрузочном сопротивлении R_н1, по которому течет ток i₁.

Во втором полупериоде полярность опорных напряжений и входного сигнала меняется, транзисторы Т₃ и Т₄ отпираются, а транзисторы Т₁ и Т₂запираются. Сигнал с выхода нижней половины вторичной обмотки (полярность показана знаками в кружках) через транзисторы Т₃ и Т₄выделяются в той же полярности на сопротивлении R_н1, по которому протекает ток i₂. Аналогичным образом прослеживается характер изменения выходного сигнала по второму каналу при сдвиге фаз между входным и опорным напряжениями, равном π/2, а также при произвольной фазе входного сигнала.

Для выравнивания освещенности рабочих полей 14 очков имитатора в соответствии с изменением освещенности внекабинного пространства служат фотоприемник 23, включенный в мостовую схему блока 17 управления. Блок управления 17 выполняется на основе усилителей постоянного тока, выполненного из реле с последовательно включенными контактами, каждый в цепь резисторов 51, где их сигналы складываются с сигналами задатчика расстояния видимости 4, выполняемого в виде потенциометрического задатчика напряжений, проградуированных в шкале расстояний.

Сигналы с сумматоров блока 17 поступают на блок 18 модуляторов (блок умножения), на который также поступают сигналы с генератора 16 импульсов. В модуляторах происходит изменение амплитуды колебаний, осуществляемое значительно медленное по сравнению с периодом этих колебаний (малое изменение за период). Модуляторы содержат нелинейные электрические цепи, способные менять амплитуду параметров. Низкочастотный сигнал блока 17 управления изменяет параметры модуляторов, в которые поступают высокочастотные колебания.

Формула изобретения

ИМИТАТОР ВИДИМОСТИ В СЛОЖНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ, содержащий очки, выполненные на основе жидких кристаллов, перед которыми расположены два центральных сектора из жидких кристаллов, связанных с блоком управления секторами, задатчик расстояния видимости и фотоприемники, отличающийся тем, что в него введены на каждый глаз полупрозрачный отражатель, линза Френеля, слой жидкого кристалла в виде оптического клина с дискретным градиентом, источники света, взглядоотметчик, датчик миганий глаз, датчики высоты, крена и расстояния, внешней освещенности, блок деления, блок определения арктангенса, блок управления полосами жидкокристаллического оптического клина, блок модуляторов, схема съема сигналов с глаз летчика, связанная волоконными световодами с источником света, установленными на оправе очков, телевизионная камера, блок обработки данных для измерения межцентрового расстояния глаз, блок обработки выходного сигнала телекамеры, сумматоры, компараторы, две схемы ИЛИ, блок усилителей, генератор опорной частоты, фазово-частотный детектор и управляемый источник питания, соединенный с излучающими фотодиодами, расположенными в кабине летчика, при этом выход схемы съема сигналов с глаз летчика через последовательно соединенные телекамеру, блок обработки данных для измерения межцентрового расстояния глаз, первый компаратор и первую схему ИЛИ, второй вход которой соединен с датчиком мигания глаз, с входом блока управления ЖК-секторами, третий выход которого соединен с первым входом блока управления полосами оптического клина, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом второй схемы ИЛИ, входы которой соединены с выходами второго, третьего и четвертого компараторов, выходом задатчика расстояния видимости и выходом датчика внешней освещенности, а выходы блока управления полосами через блок модуляторов связаны с полосами оптического клина, второй и третий выходы телекамеры через блок обработки ее выходного сигнала соединены с первыми входами первого и второго сумматоров, вторые входы которых соединены с фазочастотным детектором, а выходы - соответственно с третьим и четвертым компараторами, выходы датчиков расстояния и высоты через последовательно соединенные блок деления и блок определения арктангенса подключены к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с датчиком крена, при этом генератор опорной частоты подключен к входу управляемого источника питания и первому входу фазово-частотного детектора, второй и третий входы которого соединены с блоком усилителей непосредственно, а четвертый вход - через инвертор, причем блок модуляторов соединен с генератором импульсов, а фотоприемники расположены на шлеме летчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6