Оптический прицел системы наведения управляемого снаряда

 

Изобретение относится к оптическим системам наведения самодвижущихся снарядов и может быть использовано в системах управляемого оружия с телеориентацией в луче лазера. Технический результат - повышение точности и надежности комплекса вооружения посредством приспособленности устройства к проведению автоматизированной выверки пусковой установки с оптической осью прицела. Решение технической задачи достигается тем, что в оптический прицел системы наведения управляемого снаряда, включающий в себя канал визирования цели, дальномерный канал и канал наведения, содержащий излучатель, модулятор, устройство введения превышения и панкратическую оптическую систему, введены логическое устройство, выходы которого соединены с излучателем, модулятором, устройством введения превышения, панкратической оптической системой, дальномерным каналом и шиной управления. К шине управления кроме того подключены дальномерный канал и введенные в прицел элемент оптической связи с пусковой установкой, привод наведения оптической оси прицела и датчик положения оптической оси прицела. Элемент оптической связи с пусковой установкой может быть выполнен в виде излучателя или в виде приемника излучения. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оптическим прицельным приспособлениям систем наведения самодвижущихся снарядов. Оно может быть использовано в системах управляемого оружия, в частности в системах наведения с телеориентацией снаряда в луче лазера.

В настоящее время широко известны системы наведения, использующие принцип телеориентации управляемого снаряда в лазерном луче [2-4], состоящие из снаряда, снабженного приемником лазерного излучения и прицела, состоящего из канала визирования цели и канала наведения, включающего в себя излучатель, модулятор и формирующую панкратическую (с переменным фокусным расстоянием) оптическую систему, обеспечивающую постоянство размера сечения луча наведения на текущей дальности управляемого снаряда, за счет чего достигается постоянство энергетического потенциала и точности канала наведения на всей траектории полета снаряда.

Из-за того, что информационная ось канала наведения совмещена с линией визирования цели, проблемой для таких систем является их низкая помехозащищенность, включающая в себя вопросы помехоустойчивости оптической линии связи и вопросы скрытности.

Проблемы помехозащищенности решены в оптическом прицеле [5], наиболее близком по технической сути к предлагаемому изобретению. Оптический прицел [5] содержит канал визирования цели, устройство ввода дальности цели и канал наведения управляемого снаряда, состоящий из оптически сопряженных лазера, модулятора, плоскопараллельной пластины и панкратической оптической системы. Плоскопараллельная пластина имеет возможность поворота относительно оси, перпендикулярной оптической оси канала наведения, и снабжена механизмом поворота со схемой управления. Наличие плоскопараллельной пластины и устройства ввода дальности позволяет производить наведение снаряда на цель с отклонением его от линии визирования (превышением над линией визирования) на начальном участке траектории и значительно повышает тем самым помехозащищенность системы наведения. Отклонение снаряда от линии визирования на начальном участке траектории сопровождается отклонением информационного луча.

Недостатком прицела [5] является то, что он более приспособлен для использования в носимых системах управления. При использовании прицела [5] в составе самоходных комплексов вооружения необходимо синхронное отклонение осей информационного луча и пусковой установки (ПУ), что требует выверки положений луча и ПУ. В прицеле 5 нет соответствующего устройства, позволяющего осуществить такую выверку. Отсутствие выверки оптической оси (линии визирования) прицела с направлением оси ПУ может приводить к возможным потерям снарядов на начальном участке наведения при встреливании снаряда в зону управления.

Задачей изобретения является создание оптического прицела системы наведения, позволяющего проведение автоматизированной (в составе комплекса) выверки линии визирования прицела с осью ПУ с целью повышения надежности комплекса вооружения.

Поставленные задачи решаются за счет того, что в оптический прицел системы наведения управляемого снаряда, включающий в себя канал визирования цели, дальномерный канал и канал наведения, содержащий излучатель, модулятор, устройство введения превышения и панкратическую (с переменным фокусным расстоянием) оптическую систему, введены логическое устройство, выходы которого соединены с излучателем, модулятором, устройством введения превышения, панкратической оптической системой, дальномерным каналом и шиной управления, к которой кроме того подключены дальномерный канал и введенные в прицел элемент оптической связи с ПУ, привод наведения оптической оси (линии визирования) прицела и датчик положения оптической оси (линии визирования) прицела.

Предлагаемое устройство поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 и 2 приведены структурные схемы оптического прицела системы наведения управляемого снаряда и логического устройства оптического прицела соответственно.

Прицел (фиг.1) включает в себя элемент оптической связи с ПУ 1, визирный канал 2, дальномерный канал 3, логическое устройство 4, привод наведения ЛВ 5 с датчиком положения ЛВ 6 и канал наведения 7. Канал наведения содержит излучатель 8, модулятор 9, устройство введения превышения 10 и панкратическую оптическую систему 11. Управление прицелом осуществляется через шину управления 12.

Устройство работает следующим образом.

Перед стрельбой производится выверка прицела с ПУ, для чего ПУ должно быть снабжено соответствующим элементом устройства оптической связи с прицелом. Элемент оптической связи прицела с ПУ 1 может быть выполнен в виде излучателя, тогда элемент оптической связи ПУ с прицелом выполняется в виде приемника излучения, либо наоборот. Прицел позволяет производить многократную (периодическую) выверку в процессе эксплуатации комплекса. Первоначально производится установочная выверка, например, при регламентных работах. Оптическая ось (ЛВ) прицела и ось ПУ устанавливаются в начальное положение. Начальное положение выбирается таким образом, чтобы установить оптическую связь между прицелом и ПУ. В простейшем случае ПУ может быть установлена в нулевое (заарретированное) положение. После установления оптической связи запоминается точное расположение изображения пятна излучателя в поле зрения приемника излучения и фиксируются сигналы датчиков положения ЛВ. Эти сигналы по шине управления поступают в вычислитель комплекса, где запоминаются запоминающим устройством (ЗУ).

В дальнейшем в процессе эксплуатации комплекса операцию выверки повторяют систематически. При каждой повторной выверке, устанавливая ПУ в заарретированное положение, с помощью привода ЛВ прицела добиваются точного попадания пятна излучателя в ту же область поля зрения приемника, что и при установочной выверке. Далее вычислителем комплекса проверяются показания датчика 6 на соответствие сигналам, полученным при установочной выверке. Если показания датчиков отличаются от установочных, то вычислитель вводит при стрельбе поправки в сигналы отклонения оси ПУ, При установке снаряда на ПУ вырабатывается кодовый сигнал, соответствующий типу установленного снаряда, который поступает по шине управления 12 на шестой вход логического устройства 4.

Оператор наводит прицел на выбранную цель (с помощью привода наведения ЛВ) через визирный канал, оптическая ось (ЛВ) которого съюстирована с оптическими осями дальномерного канала и канала наведения. После наведения на цель оператор измеряет дальность до нее с помощью дальномерного канала. Команда на замер дальности поступает на дальномерный канал по шине управления 12. Измеренное значение дальности поступает на пятый вход логического устройства 4, которое, анализируя это значение и сигнал, присутствующий на его шестом входе и соответствующий типу установленного снаряда, выбирает соответствующие программу введения-снятия превышения и программу изменения фокусного расстояния панкратического объектива. При необходимости введения превышения логическое устройство посылает команду по третьему выходу на устройство введения превышения. Кроме того, с шестого выхода логического устройства измеренное значение дальности поступает по шине управления в вычислитель комплекса для установки нужного направления ПУ.

Запуск снаряда происходит по сигналу ПУСК, который по шине управления 12 поступает на шестой вход логического устройства 4. После получения сигнала ПУСК логическое устройство сначала вырабатывает на втором выходе сигнал на запуск модулятора, а после раскрутки модулятора - на первом выходе сигнал на включение излучения. По наличию излучения и готовности панкратической системы и устройства введения превышения логическое устройство вырабатывает сигнал СХОД который служит командой к началу движения панкратики. Кроме того, сигнал СХОД поступает на шестой выход логического устройства и далее по шине управления на вычислитель комплекса и ПУ для произведения одновременного выстрела снаряда.

По завершении цикла наведения снаряда, т. е. по окончании отработки выбранных программ устройством введения превышения и панкратической системой, логическое устройство 4 вырабатывает команду ВОЗВРАТ, поступающую через выходы 1-4 на излучатель, модулятор, устройство введения превышения и панкратическую систему. По команде ВОЗВРАТ происходит прекращение излучения, остановка модулятора и возвращение механизма превышения и панкратической системы в исходные состояния. Тем самым система приводится в состояние готовности к следующему пуску. Команда ВОЗВРАТ может подаваться по шине управления на шестой вход логического устройства извне, что бывает необходимо для экстренного приведения прицела в состояние готовности к следующему пуску.

Излучатель 8 выполняется в виде лазера, предпочтительно, с излучением в ИК области оптического спектра. Излучение лазера прежде чем выводится из прицела проходит через модулятор 9, формирующий информационное поле управления, устройство введения превышения 10, задающее постоянное отклонение информационного луча от ЛВ, панкратическую оптическую систему 11, поддерживающую постоянный диаметр поля управления на той дальности, на которой находится снаряд в процессе полета. Излучатель, модулятор, устройство введения превышения, панкратическая оптическая система, а также визир и дальномерный канал могут быть выполнены по аналогии с прицелом [5].

Логическое устройство представляет собой в общем виде контроллер, содержащий устройство отсчета времени. Контроллер может быть выполнен на однокристальной микроЭВМ 1830ВЕ51, реализующей, например, структурную схему, приведенную на фиг.2.

Предпочтительной реализацией приводов ЛВ (при использовании оптического прицела в составе мобильного комплекса) является гиростабилизированная платформа, к которой жестко крепятся все элементы конструкции прицела. Исполнительными элементами приводов платформы являются электродвигатели. В качестве датчика 6 могут использоваться вращающиеся трансформаторы, применяемые в контуре стабилизации и наведения платформы по горизонту и вертикали. В качестве приводов ЛВ прицела может быть использовано и гиростабилизированное зеркало.

Описанное выше устройство позволяет повысить точность и надежность комплекса вооружения посредством приспособленности устройства к проведению автоматизированной выверки ГТУ с оптической осью прицела и позволяет, таким образом, решить задачи предлагаемого изобретения.

Источники информации 1. Заявка РФ 97103054/02, МКИ 6 F 42 В 15/00, 28.02.97.

2. Патент США 5427328, НКИ 244-3.13, 12.02.85.

3. Патент ФРГ 4137843, МКИ F 41 G 1/38, 19.05.93.

4. Патент РФ 2126522, МКИ 6 F 41 G 7/26, 20.02.99.

5. Патент РФ 2126946, МКИ 6 F 41 G 7/26, 25.11.97.

Формула изобретения

1. Оптический прицел системы наведения управляемого снаряда, включающий в себя канал визирования цели, дальномерный канал и канал наведения, содержащий излучатель, модулятор, устройство введения превышения и панкратическую оптическую систему, отличающийся тем, что в него введены логическое устройство, выходы которого соединены с излучателем, модулятором, устройством введения превышения, панкратической оптической системой, дальномерным каналом и шиной управления, к которой кроме того подключены дальномерный канал и введенные в прицел элемент оптической связи с пусковой установкой, привод наведения оптической оси прицела и датчик положения оптической оси прицела.

2. Оптический прицел по п. 1, отличающийся тем, что элемент оптической связи с пусковой установкой выполнен в виде излучателя.

3. Оптический прицел по п. 1, отличающийся тем, что элемент оптической связи с пусковой установкой выполнен в виде приемника излучения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2