Оптико-лазерная система для прицеливания и дальнометрирования воздушных целей

 

Изобретение относится к системам измерения дальности, а именно к лазерным дальномерам, и предназначено для применения в оптико-лазерных системах прицеливания, дальнометрирования и сопровождения воздушных целей. Технической задачей изобретения является создание оптико-лазерной прицельной системы, обеспечивающей возможность прицеливания, сопровождения и дальнометрирования различных видов вооружения. Кроме того, система обеспечивает выдачу целеуказания головкам самонаведения. Оптико-лазерная система для прицеливания, сопровождения и дальнометрирования воздушных целей состоит из лазерного излучателя с блоком накачки и приемника излучения, входящих в состав оптической прицельной следящей системы и дальномерного канала, а также блока вычислений. Прицельная следящая система содержит зеркало, установленное с возможностью поворота, положение которого определяется по сигналу, вырабатываемому блоком вычислений, лазерный излучатель содержит блок модуляции излучения на частотах f₁ и f₂, выход которого соединен со входом блока накачки лазерного излучателя, и второй приемник оптического излучения, выполненный на лавинном фотодиоде, а также телескопический объектив для уменьшения расходимости луча. 1 ил.

Изобретение относится к системам измерения дальности, а именно к лазерным дальномерам, и предназначено для применения в оптико-лазерных системах прицеливания, дальнометрирования и сопровождения воздушных целей.

Известна система управления оружием и полетом летательного аппарата, содержащая блок сопровождения цели, дальномер и блок вычислений, вырабатывающий сигналы наведения на цель (патент US N 5331881, кл. F 41 G 3/22, 1944).

Известна также система прицеливания, содержащая блок наведения, дальномер и блок вычислений, вырабатывающий сигнал, характеризующий положение цели (заявка FR N 2542863, кл. F 41 G 3/22, 1984).

Указанные системы не предназначены для применения управляемых ракет (УР) класса "воздух-воздух" с тепловой головкой самонаведения (ГСН), а также для поражения наземных целей. Кроме того, в этих системах в блоке наведения и дальномере используются разные источники оптического излучения, что усложняет схему блока вычислений.

Наиболее близкой к предложенной является оптико-лазерная прицельная система (ОЛПС), содержащая лазерный излучатель, прицельную следящую систему, фотоприемное устройство и дальномер, в котором используется лазерный излучатель прицельной следящей системы (заявка GB N 1408230, кл. F 41 G 3/22, 1975). Данная прицельная система также не позволяет производить прицеливание УР с тепловой ГСН, а также другие виды УР и авиабомб с лазерными ГСН и телевизионными ГСН для поражения наземных целей, поскольку не имеет теплового канала поиска, обнаружения и автоматического сопровождения воздушной цели, а также не обеспечивает требуемую дальность.

Задачей изобретения является создание ОЛПС, обеспечивающей возможность прицеливания, сопровождения и дальнометрирования различных видов вооружения, что позволяет придать самолету, оборудованному таким прицелом, характеристики многофункционального назначения. Кроме того, система обеспечивает выдачу целеуказания ГСН, т.е. обеспечивает выставку оптической линии визирования ГСН на цель, по которой летчик может производить прицеливание с использованием индикатора (визира).

Поставленная задача решается тем, что в оптико-лазерной системе для прицеливания, сопровождения и дальнометрирования воздушных целей, состоящей из лазерного излучателя с блоком накачки и приемника излучения, входящих в состав оптической прицельной следящей системы и дальномерного канала, а также включающий блок вычислений, прицельная следящая система содержит зеркало, установленное с возможностью поворота, положение которого определяется по сигналу, вырабатываемому блоком вычислений, лазерный излучатель содержит блок модуляции излучения на частотах f₁ и f₂, выход которого соединен со входом блока накачки лазерного излучателя, и второй приемник оптического излучения, выполненный на лавинном фотодиоде, а также телескопический объектив для уменьшения расходимости луча.

При этом для обеспечения требуемого диапазона измерения дальности частоты модуляции излучения f₁ = 2Гц, f₂ = 10 Гц.

Кроме того, для обеспечения возможности прицеливания с использованием визира оптико-лазерная система для прицеливания, сопровождения и дальнометрирования воздушных целей содержит индикатор для выставки линии визирования на цель.

На чертеже изображена блок-схема ОЛПС.

ОЛПС содержит следящую систему 1 управления зеркалом прицельной системы (с зеркалом), тепловой канал 2 поиска, обнаружения и автоматического сопровождения воздушной цели, лазер (оптический квантовый генератор) 3, возбудитель 4 частоты f₁ модуляции излучения лазера, возбудитель 5 частоты f₂ модуляции излучения лазера, фотоприемное устройство 6 отраженного лазерного излучения f₁, фотоприемное устройство 7 отраженного лазерного излучения f₂ на лавинном фотодиоде, коммутатор 8 сигналов, связанный с пультом в кабине, электронный блок 9 лазерного дальномера, бортовую цифровую вычислительную машину 10, электронный блок 11 целеуказания ГСН, телевизионную (лазерную) ГСН ракет (корректируемых авиабомб) 12, индикатор 13 на лобовом стекле самолета.

Обзор воздушного пространства осуществляется с помощью зеркала, управляемого следящей системой 1, которое осуществляет сканирование (обзор) по азимуту и углу места по сигналам от бортовой цифровой вычислительной машины 10 прицельного комплекса. Тепловое излучение цели воспринимается зеркалом и отражается на фотоприемное устройство теплового канала 2, электроника которого обеспечивает выделение сигнала цели и управление зеркалом для сопровождения.

Для измерения дальности до сопровождаемой теплоизлучающей воздушной цели в состав ОЛПС входят оптический квантовый генератор (лазер) 3, обеспечивающий излучение, частота модуляции которого определяется возбудителем 4 частоты f₁ и блоком ламп накачки оптического квантового генератора.

Отраженный от цели сигнал лазерного излучения воспринимается зеркалом и отражается на фотоприемное устройство 6, сигналы с которого в виде интервала времени между посланным и отраженным импульсами излучения передаются в электронный блок 9 лазерного дальномера.

ОЛПС используется для прицеливания ракет класса "воздух-воздух" с тепловой ГСН, применяемых, в основном, в заднюю полусферу цели, для которой характерна достаточно небольшая дальность (не более 5 км) пуска и небольшие скорости сближения. Указанная максимальная дальность обеспечивается частотой модуляции излучения 10 Гц.

Для обеспечения возможности применения УР и корректируемых авиабомб лазерными ГСН и телевизионными ГСН для поражения наземных целей, а также неуправляемых авиабомб, необходимы измерение дальности не менее 10 км и подсветка цели для УР с ЛГСН излучением с частотой модуляции не менее 10 Гц.

Для решения этих задач ОЛПС содержит возбудитель 5 частоты модуляции излучения лазера и фотоприемное устройство 7 изучения с частотой модуляции f₂, выполненное на лавинном фотодиоде, что существенно повышает чувствительность дальномерного канала, обеспечивает устойчивость сопровождения цели и позволяет обеспечить измерение дальности до 10 км без увеличения энергии излучения лазера 3.

Блок 11 электроники, бортовая цифровая вычислительная машина 10 и коммутатор (пульт) 8 для переключения режимов работы лазера 3 и блока 9 лазерного дальнометрирования на разные частоты (f₁ или f₂) обеспечивают возможность выдачи целеуказания ГСН, т.е. обеспечивают выставку их оптической линии визирования на цель, по которой летчик прицеливается с использованием индикатора (визира) 13 на лобовом стекле самолета.

Формула изобретения

Оптико-лазерная система для прицеливания, сопровождения и дальнометрирования воздушных целей, состоящая из лазерного излучателя с блоком накачки и приемника излучения, входящих в состав оптической прицельной следящей системы и дальномерного канала, а также блок вычислений, отличающаяся тем, что прицельная следящая система содержит зеркало, установленное с возможностью поворота, положение которого определяется по сигналу, вырабатываемому блоком вычислений, лазерный излучатель содержит блок модуляции излучения на частотах f₁ = 2 Гц и f₂ = 10 Гц, выход которого соединен со входом блока накачки лазерного излучателя и второй приемник оптического излучения, выполненный на лавинном фотодиоде, а также телескопический объектив для уменьшения расходимости луча и индикатор для выставки линии визирования на цель.

РИСУНКИ

Рисунок 1