EA 013144B1 20100226 Номер и дата охранного документа EA200802153 20080805 Регистрационный номер и дата заявки EAB1 Код вида документа EAb21001 Номер бюллетеня [RU] ПРИЦЕЛ-ПРИБОР НАВЕДЕНИЯ ПЕРЕНОСНОГО КОМПЛЕКСА Название документа [8] F41G 7/26 Индексы МПК [BY] Литвяков Сергей Борисович, [BY] Батюшков Валентин Вениаминович, [BY] Тареев Анатолий Михайлович, [BY] Кирилин Владимир Иванович, [BY] Конев Иван Леонидович, [BY] Горбачевская Ольга Романовна, [BY] Поконечный Здислав Иосифович, [BY] Топленикова Татьяна Васильевна, [BY] Борисов Виктор Викторович, [BY] Дмитрущенков Олег Анатольевич, [BY] Пефтиев Владимир Павлович, [BY] Семериков Игорь Борисович, [BY] Микачев Виталий Валерьевич Сведения об авторах [BY] ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "БЕЛТЕХЭКСПОРТ" (BY) Сведения о патентообладателях [BY] ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "БЕЛТЕХЭКСПОРТ" (BY) Сведения о заявителях RU 2313055 C1 RU 2150073 C1 RU 2126522 C1 US 5350134 A GB 2135761 A Цитируемые документы
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000013144b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

Изобретение относится к области дистанционного управления летательными аппаратами и предназначено, в частности, для наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу в составе противотанкового переносного ракетного комплекса. Прицел-прибор наведения переносного комплекса содержит установленные в корпусе визирный канал, включающий последовательно соединенные телевизионную камеру (1), содержащую объектив (5) и установленное в его фокальной плоскости первое фотоприемное устройство (10), блок формирования прицельной марки (2), подключеный к первому фотоприемному устройству (10) и имеющий выход для подключения к монитору (11), лазерный канал наведения (3), оптическая ось которого параллельна оптической оси визирного канала, включающий установленные последовательно лазерный осветитель (12), оптический модулятор (13), включающий первый привод (15), панкратический объектив (14), включающий второй привод (20) и первый датчик положения (21), а также электронное устройство управления (9) и систему выверки каналов, включающую первую отражательную призму (31), расположенную на выходе визирного канала и лазерного канала наведения (3) так, что ее входная грань оптически связана с панкратическим объективом (14), а выходная грань - с объективом (5) телевизионной камеры (1), и установленную с возможностью вывода ее из хода лучей, выходящих из лазерного канала наведения (3) и входящих в визирный канал. Новым в прицеле-приборе наведения является то, что в него введены устройство превышения (8), размещенное на оптической оси лазерного канала наведения (3) за панкратическим объективом (14), включающее оптический отклоняющий модуль (22), третий привод (23) и второй датчик положения (24), и лазерный дальномер, включающий передающий канал (4), содержащий импульсный лазер (25) и передающую оптическую систему (26), и приемный канал, включающий приемную оптическую систему и второе фотоприемное устройство (7), при этом оптические оси приемного и передающего (4) каналов параллельны оптической оси визирного канала, лазерный осветитель (12) выполнен в виде непрерывного лазера с длиной волны излучения инфракрасного диапазона, оптический модулятор (13) выполнен в виде растра с кодовыми штрихами для осуществления пространственно-временной модуляции излучения непрерывного лазера и установленного с возможностью вращения посредством первого привода (15), и снабжен тахогенератором (16), а электронное устройство управления (9) включает контроллер (27), содержащий первый микропроцессор, и модуль управления лазерным каналом наведения (17), включающий второй микропроцессор, при этом контроллер (27) имеет входы для введения управляющих команд от внешнего устройства управления (28), для подключения внешнего программирующего устройства и контрольной аппаратуры (29), подключения к второму фотоприемному устройству, модулю управления лазерным каналом наведения (3), а также выходы, подключенные к блоку формирования прицельной марки (2), импульсному лазеру 25, лазерному осветителю (12), модулю управления лазерным каналом наведения (3), входы которого подключены к тахогенератору (16), первому (21) и второму (24) датчикам положения, а его выходы - к первому (15), второму (21) и третьему (24) приводам. Система выверки каналов может дополнительно содержать вторую отражательную призму (32), расположенную так, что ее входная грань оптически связана с выходом передающего канала лазерного дальномера 4, а выходная грань - с объективом (5) телевизионной камеры (1), установленную с возможностью вывода ее из хода лучей, выходящих из передающего канала лазерного дальномера (4) и входящих в визирный канал, а также введены два оптических компенсатора (33, 34), один из которых установлен на выходе лазерного канала наведения (33), а другой компенсатор (34) установлен на выходе передающего канала лазерного дальномера (4). На внешней стороне корпуса прицела-прибора наведения выполнено установочное место, снабженное элементами крепления с возможностью размещения на нем дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения (30), при этом блок формирования прицельной марки (2) имеет вход для подключения дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения (30). Изобретение обеспечивает скрытность и повышает помехозащищенность прицела-прибора наведения переносного комплекса, повышает вероятность поражения цели в условиях примыкания неровностей местности к линии визирования за счет введения режимов программно управляемого превышения лазерного поля управления над линией визирования, повышает тем самым точность наведения управляемой ракеты на цель, а также обеспечивает упрощение конструкции лазерного осветителя и оптического модулятора.


Формула

[0001] Прицел-прибор наведения переносного комплекса, содержащий установленные в корпусе визирный канал, включающий последовательно соединенные телевизионную камеру, содержащую объектив и установленное в его фокальной плоскости первое фотоприемное устройство, блок формирования прицельной марки, первый вход которого подключен к выходу первого фотоприемного устройства, и имеющий выход для подключения к монитору, лазерный канал наведения, оптическая ось которого параллельна оптической оси визирного канала, включающий установленные последовательно лазерный осветитель, оптический модулятор, включающий первый привод, панкратический объектив, включающий второй привод и первый датчик положения, а также электронное устройство управления и систему выверки каналов, включающую первую отражательную призму, расположенную на выходе визирного канала и лазерного канала наведения так, что ее входная грань оптически связана с панкратическим объективом, а выходная грань - с объективом телевизионной камеры, и установленную с возможностью вывода ее из хода лучей, выходящих из лазерного канала наведения и входящих в визирный канал, отличающийся тем, что в него введены устройство превышения, размещенное на оптической оси лазерного канала наведения за панкратическим объективом, включающее оптический отклоняющий модуль, третий привод и второй датчик положения, и лазерный дальномер, включающий передающий канал, содержащий импульсный лазер и передающую оптическую систему, и приемный канал, включающий приемную оптическую систему и второе фотоприемное устройство, при этом оптические оси приемного и передающего каналов параллельны оптической оси визирного канала, лазерный осветитель выполнен в виде непрерывного лазера с длиной волны излучения инфракрасного диапазона, оптический модулятор выполнен в виде растра с кодовыми штрихами для осуществления пространственно-временной модуляции излучения непрерывного лазера и установлен с возможностью вращения посредством первого привода, и снабжен тахогенератором, а электронное устройство управления включает контроллер, содержащий первый микропроцессор, и модуль управления лазерным каналом наведения, включающий второй микропроцессор, при этом контроллер имеет, по меньшей мере, первый вход для введения управляющих команд от внешнего устройства управления, второй вход для подключения внешнего программирующего устройства и контрольной аппаратуры, третий вход, подключенный к выходу второго фотоприемного устройства, четвертый вход, подключенный к первому выходу модуля управления лазерным каналом наведения, первый выход, подключенный ко второму входу блока формирования прицельной марки, второй выход, подключенный ко входу импульсного лазера, третий выход, подключенный ко входу лазерного осветителя, четвертый и пятый выходы, подключенные, соответственно, к первому и второму входу модуля управления лазерным каналом наведения, третий, четвертый и пятый входы которого подключены, соответственно, к тахогенератору, первому и второму датчикам положения, а второй, третий и четвертый его выходы - соответственно, ко входам первого, второго и третьего приводов.

[0002] Прицел-прибор наведения по п.1, отличающийся тем, что оптический отклоняющий модуль устройства превышения выполнен в виде длиннофокусной отрицательной линзы, установленной с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси лазерного канала наведения.

[0003] Прицел-прибор наведения по п.1, отличающийся тем, что дополнительно введен спектроделитель, установленный между объективом телевизионной камеры и первым фотоприемным устройством на оптической оси объектива под углом к этой оси и образующий с ним приемную оптическую систему лазерного дальномера, при этом второе фотоприемное устройство оптически связано с объективом с помощью спектроделителя.

[0004] Прицел-прибор наведения по п.1, отличающийся тем, что в качестве непрерывного лазера используется волоконный лазер с длиной волны излучения 1,06 мкм.

[0005] Прицел-прибор наведения по п.1, отличающийся тем, что система выверки каналов дополнительно содержит вторую отражательную призму, расположенную так, что ее входная грань оптически связана с выходом передающего канала лазерного дальномера, а выходная грань - с объективом телевизионной камеры, установленную с возможностью вывода ее из хода лучей, выходящих из передающего канала лазерного дальномера и входящих в визирный канал, а также введены два оптических компенсатора, один из которых установлен на выходе лазерного канала наведения, а другой компенсатор установлен на выходе передающего канала лазерного дальномера.

[0006] Прицел-прибор наведения по п.5, отличающийся тем, что оптические компенсаторы выполнены в виде двух клиньев, при этом каждый из клиньев компенсатора установлен с возможностью вращения вокруг оптической оси, соответственно, лазерного канала наведения и передающего канала лазерного дальномера.

[0007] Прицел-прибор наведения по п.1 или 5, отличающийся тем, что в качестве первой и второй отражательных призм используются призмы типа БкР-180 °.

[0008] Прицел-прибор наведения по п.1, отличающийся тем, что на внешней стороне корпуса выполнено установочное место, снабженное элементами крепления с возможностью размещения на нем дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения, при этом блок формирования прицельной марки имеет третий вход для подключения дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения.


Полный текст патента

Изобретение относится к области дистанционного управления летательными аппаратами и предназначено, в частности, для наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу в составе противотанкового переносного ракетного комплекса.

Приборы наведения являются составными частями наземной аппаратуры комплексов управляемого вооружения и предназначены для управления ракетой, выпущенной из орудия или из специального контейнера. Наведение управляемой ракеты на цель осуществляется благодаря наличию в приборе наведения лазерного канала наведения, который по специальной команде формирует в пространстве предметов лазерное поле управления с переменным углом расходимости для поддержания диаметра лазерного поля управления постоянным в зоне расположения летящей ракеты. При этом обеспечивается пространственно-временное модулирование лазерного излучения с формированием нулевой команды управления на оси лазерного пучка.

Известен прицел-прибор наведения переносного комплекса [1], содержащий визирный канал, включающий объектив, сетку с коллективом, оборачивающую систему и окуляр, лазерный канал наведения, оптическая ось которого параллельна оптической оси визирного канала, включающий установленные последовательно лазерный осветитель на основе двух лазерных излучателей и оптики объединения их излучения на одной оси, оптический модулятор на основе сканирующей призмы и панкратический объектив, снабженный приводом, а также электронное устройство управления.

Недостатками данного прицела-прибора наведения являются сложность обеспечения параллельности визирного канала и лазерного канала управления из-за различия рабочих областей спектра каналов, невозможность обеспечения его скрытности в течение всего времени наведения вследствие облучения лазерным излучением цели, которая может иметь средства обнаружения лазерного излучения и противодействия обнаруженной вовремя ракете, помехозащищенности, т.е. защиты от влияния дыма, пыли и помех, создаваемых наблюдаемой в поле зрения летящей ракетой, а также невозможность наведения ракеты на цель в условиях примыкания рельефа местности к линии визирования из-за высокой вероятности потери ракеты, что уменьшает вероятность поражения цели и обусловливает невысокую точность наведения управляемой ракеты на цель.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является прицел-прибор наведения [2], содержащий установленные в корпусе визирный канал, включающий последовательно соединенные телевизионную камеру, содержащую объектив и установленное в его фокальной плоскости фотоприемное устройство, блок формирования прицельной марки, вход которого подключен к выходу фотоприемного устройства, а выход - к монитору, лазерный канал наведения, оптическая ось которого параллельна оптической оси визирного канала, включающий установленные последовательно лазерный осветитель, включающий два инжекционных лазера с системой вывода лазерного излучения на единую ось, оптический модулятор на основе сканера в виде вращающейся с помощью привода призмы, панкратический объектив, снабженный приводом, обеспечивающим перемещение его подвижных компонентов, включающим датчик положения, электронное устройство управления, обеспечивающее кодирование лазерного излучения и заданную циклограмму работы лазерного канала наведения во время наведения ракеты на цель, а также систему выверки каналов, включающую отражательную призму, установленную на выходе визирного канала и лазерного канала наведения так, что ее входная грань оптически связана с панкратическим объективом лазерного канала наведения, а выходная грань - с объективом телевизионной камеры, с возможностью вывода из хода лучей, выходящих из лазерного канала наведения и входящих в визирный канал.

Недостатками прототипа являются

сложная конструкция лазерного осветителя, включающего два лазерных излучателя со сложной оптикой сопряжения, и оптического модулятора, требующего применения привода с редуктором и включающего довольно сложную систему кодирования лазерного излучения;

невозможность обеспечения скрытности прицела прибора наведения, так как в течение всего времени наведения, которое может достигать 20 с и более, осуществляется облучение лазерным излучением цели, которая может обнаружить противотанковый комплекс и уничтожить его или скрыться, например, под прикрытием дымовой завесы;

невозможность обеспечения помехозащищенности, т.е. защиты прицела-прибора наведения от выброса дыма и пыли в зону поля зрения при пуске ракеты, и наблюдения в поле зрения летящей ракеты на фоне цели, что затрудняет работу наводчика;

невозможность наведения ракеты на цель в условиях примыкания возвышенных частей рельефа местности (кусты, холмы и др.) к линии визирования из-за высокой вероятности потери ракеты, что уменьшает вероятность поражения цели и обусловливает невысокую точность наведения управляемой ракеты на цель.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение скрытности и повышение помехозащищенности прицела-прибора наведения переносного комплекса, повышение вероятности поражения цели в условиях примыкания неровностей местности к линии визирования за счет введения режимов программно управляемого превышения лазерного поля управления над линией визирования, повышение тем самым точности наведения управляемой ракеты на цель, а также упрощение конструкции лазерного осветителя и оптического модулятора.

Для решения этой задачи в прицел-прибор наведения переносного комплекса, содержащий установленные в корпусе визирный канал, включающий последовательно соединенные телевизионную камеру, содержащую объектив, и установленное в его фокальной плоскости первое фотоприемное устройство, блок формирования прицельной марки, первый вход которого подключен к выходу первого фотоприемного устройства, и имеющий выход для подключения к монитору, лазерный канал наведения, оптическая ось которого параллельна оптической оси визирного канала, включающий установленные последовательно лазерный осветитель, оптический модулятор, включающий первый привод, панкратический объектив, включающий второй привод и первый датчик положения, а также электронное устройство управления и систему выверки каналов, включающую первую отражательную призму, расположенную на выходе визирного канала и лазерного канала наведения так, что ее входная грань оптически связана с панкратическим объективом, а выходная грань - с объективом телевизионной камеры, и установленную с возможностью вывода ее из хода лучей, выходящих из лазерного канала наведения и входящих в визирный канал, введены устройство превышения, размещенное на оптической оси лазерного канала наведения за панкратическим объективом, включающее оптический отклоняющий модуль, третий привод и второй датчик положения, и лазерный дальномер, включающий передающий канал, содержащий импульсный лазер и передающую оптическую систему, и приемный канал, включающий приемную оптическую систему и второе фотоприемное устройство, при этом оптические оси приемного и передающего каналов параллельны оптической оси визирного канала, лазерный осветитель выполнен в виде непрерывного лазера с длиной волны излучения инфракрасного диапазона, оптический модулятор выполнен в виде растра с кодовыми штрихами для осуществления пространственно-временной модуляции излучения непрерывного лазера и установлен с возможностью вращения посредством первого привода, и снабжен тахогенератором, а электронное устройство управления включает контроллер, содержащий первый микропроцессор, и модуль управления лазерным каналом наведения, включающий второй микропроцессор, при этом контроллер имеет, по меньшей мере, первый вход для введения управляющих команд от внешнего устройства управления, второй вход для подключения внешнего программирующего устройства и контрольной аппаратуры, третий вход, подключенный к выходу второго фотоприемного устройства, четвертый вход, подключенный к первому выходу модуля управления лазерным каналом наведения, первый выход, подключенный ко второму входу блока формирования прицельной марки, второй выход, подключенный ко входу импульсного лазера, третий выход, подключенный ко входу лазерного осветителя, четвертый и пятый выходы, подключенные соответственно к первому и второму входу модуля управления лазерным каналом наведения, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к тахогенератору, первому и второму датчикам положения, а второй, третий и четвертый его выходы - соответственно ко входам первого, второго и третьего приводов.

Оптический отклоняющий модуль устройства превышения может быть выполнен в виде длиннофокусной отрицательной линзы, установленной с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси лазерного канала наведения.

Дополнительно в прицел-прибор наведения переносного комплекса может быть введен спектроделитель, установленный между объективом телевизионной камеры и первым фотоприемным устройством на оптической оси объектива под углом к этой оси и образующий с ним приемную оптическую систему лазерного дальномера, при этом второе фотоприемное устройство оптически связано с объективом с помощью спектроделителя.

В качестве непрерывного лазера может быть использован волоконный лазер с длиной волны излучения 1,06 мкм.

Система выверки каналов может быть дополнена второй отражательной призмой, расположенной так, что ее входная грань оптически связана с выходом передающего канала лазерного дальномера, а выходная грань - с объективом телевизионной камеры, и установленной с возможностью вывода ее из хода лучей, выходящих из передающего канала лазерного дальномера и входящих в визирный канал, и двумя оптическими компенсаторами, один из которых установлен на выходе лазерного канала наведения, а другой компенсатор установлен на выходе передающего канала лазерного дальномера. При этом оптические компенсаторы могут быть выполнены в виде двух клиньев, каждый из этих клиньев установлен с возможностью вращения вокруг оптической оси соответственно лазерного канала наведения или передающего канала лазерного дальномера.

В качестве первой и второй отражательных призм могут использоваться призмы типа Б к Р-180 °.

На внешней стороне корпуса прицела-прибора наведения переносного комплекса может быть выполнено установочное место, снабженное элементами крепления с возможностью размещения на нем дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения, при этом блок формирования прицельной марки может иметь третий вход для подключения дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения.

Введение устройства превышения, размещенного на оптической оси лазерного канала наведения за панкратическим объективом, включающего оптический отклоняющий модуль, третьий привод и второй датчик положения, обеспечивает скрытность и повышение помехозащищенности прицела-прибора наведения, так как позволяет навести управляемую ракету на цель в режиме превышения над линией визирования, исключая облучение цели лазерным излучением в течение большего времени полета ракеты до цели. Одновременно улучшаются условия наблюдения оператором цели, так как летящая ракета находится за пределами поля зрения в момент пуска, либо наблюдается через некоторое время в поле зрения в стороне от цели, что исключает потерю цели оператором и повышает вероятность поражения цели особенно в условиях примыкания неровностей местности к линии визирования.

Введение лазерного дальномера, включающего передающий канал, содержащий импульсный лазер и передающую оптическую систему, и приемный канал, включающий приемную оптическую систему и второе фотоприемное устройство, при этом оптические оси приемного и передающего каналов параллельны оптической оси визирного канала, вместе с электронным устройством управления обеспечивает выбор и реализацию по результатам измерения дальности до цели оптимальной траектории полета ракеты до момента снятия режима превышения, достигая максимальной скрытности прицела-прибора наведения до момента снятия режима превышения, что происходит за доли секунды перед встречей ракеты с целью, обеспечивая за счет высокой точности измерения дальности высокую точность наведения управляемой ракеты на цель.

Введение в состав устройства превышения третьего привода и второго датчика положения, а в состав оптического модулятора - тахогенератора и выполнение электронного устройства управления в составе контроллера, содержащего первый микропроцессор, и модуля управления лазерным каналом наведения, включающего второй микропроцессор, обеспечение связи контроллера с вторым фотоприемным устройством, блоком формирования прицельной марки, импульсным лазером дальномера, лазерным осветителем и модулем управления лазерным каналом наведения, который, в свою очередь, связан с первым, вторым и третьим приводами, тахогенератором, первым и вторым датчикам положения, а также возможность подключения к внешнему устройству управления обеспечивают возможность программного управления превышением лазерного поля управления над линией визирования, что позволяет повысить точность наведения управляемой ракеты на цель. Микропроцессорный тип исполнения контроллера и модуля управления лазерным каналом наведения и возможность подключения контроллера к внешнему программирующему устройству позволяют оперативно корректировать алгоритм работы прицела-прибора наведения в соответствии с заданной циклограммой работы всех его исполнительных механизмов и ее изменениями в процессе эксплуатации, а возможность подключения к контрольной аппаратуре - контролировать исправность всех систем прицела-прибора наведения и оперативно вводить необходимые поправки в их работу, что обеспечивает высокую точность наведения управляемой ракеты на цель в течение всего срока службы прицела-прибора наведения.

Выполнение лазерного осветителя в виде непрерывного лазера с длиной волны излучения инфракрасного диапазона, а оптического модулятора в виде растра с кодовыми штрихами для осуществления пространственно-временной модуляции излучения непрерывного лазера и установленного с возможностью вращения посредством первого привода, и снабженного тахогенератором обеспечивает упрощение конструкции лазерного осветителя и оптического модулятора, так как в лазерном осветителе используется только один лазер, исключена сложная оптика сопряжения лазеров, в оптическом модуляторе отсутствует редуктор, обеспечивающий вращение призмы, который может быть заменен муфтой, передающей вращение вала двигателя на ось вращения растра с кодовыми штрихами. Использование в лазерном осветителе волоконного лазера позволяет улучшить компоновку системы, повысить точность согласования лазерного осветителя с оптическим модулятором, обеспечив дополнительно упрощение конструкции лазерного осветителя.

Введение в систему выверки каналов дополнительно второй отражательной призмы, расположенной так, что ее входная грань оптически связана с выходом передающего канала лазерного дальномера, а выходная грань - с объективом телевизионной камеры, и установленной с возможностью вывода ее из хода лучей, выходящих из передающего канала лазерного дальномера и входящих в визирный канал, а также двух оптических компенсаторов, выполненных в виде двух клиньев, и установка одного из компенсаторов на выходе лазерного канала наведения, а другого - на выходе передающего канала лазерного дальномера с возможностью вращения каждого из клиньев компенсаторов вокруг оптической оси соответственно лазерного канала наведения и передающего канала лазерного дальномера также обеспечивает высокую точность наведения управляемой ракеты на цель в течение всего срока службы прицела-прибора наведения, так как позволяет проводить контроль согласования оптических осей визирного канала и передающего канала лазерного дальномера, а при необходимости оперативно устранять ошибки согласования оптических осей этих каналов, связанные с механическими и температурными воздействиями, которым подвергается прицел-прибор наведения в процессе эксплуатации.

Выполнение на внешней стороне корпуса прицела-прибора наведения переносного комплекса установочного места, снабженного элементами крепления для размещения на нем дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения, и наличие у блока формирования прицельной марки третьего входа для подключения дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения повышают точность наведения управляемой ракеты на цель в сложных условиях наблюдения цели, например ночью, так как позволяет использовать дополнительный оптико-электронный модуль, например тепловизионную камеру, обеспечивающий наилучшие условия наблюдения в ночное время суток, без доработки конструкции и электроцепей прицела-прибора наведения. Для его использования необходимо только закрепить модуль на установочном месте корпуса прицела прибора наведения и кабелем подключить к блоку формирования прицельной марки. При отсутствии необходимости использования тепловизионной камеры она может быть легко снята с прицела-прибора наведения.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже представлена принципиальная схема прицела-прибора наведения переносного комплекса.

Прицел-прибор наведения переносного комплекса включает установленные в едином корпусе визирный канал, состоящий из последовательно соединенных телевизионной камеры 1 и блока формирования прицельной марки 2, лазерный канал наведения 3, лазерный дальномер, выполненный в виде передающего канала 4 и приемного канала, включающего объектив 5, спектроделитель 6, второе фотоприемное устройство 7, а также устройство превышения 8 и электронное устройство управления 9.

Телевизионная камера 1 выполнена в виде объектива 5 и установленного в его фокальной плоскости первого фотоприемного устройства 10. Первый вход блока формирования прицельной марки 2 подключен к выходу первого фотоприемного устройства 10 и имеет выход для подключения к монитору 11, условно показанному на чертеже, входящему в конкретном исполнении в состав переносного комплекса.

Лазерный канал наведения 3, оптическая ось которого параллельна оптической оси визирного канала, включает установленные последовательно лазерный осветитель 12, оптический модулятор 13, панкратический объектив 14. Лазерный осветитель 12 выполнен в виде непрерывного волоконного лазера с длиной волны излучения 1,06 мкм. В конкретном исполнении используется лазер с волоконным резонатором и диодной накачкой, имеющий мощность излучения около 2 Вт.

Оптический модулятор 13 выполнен в виде растра, имеющего по меньшей мере две модуляционные дорожки, внутреннюю и внешнюю, для осуществления пространственно-временной модуляции излучения лазерного осветителя 12. Вращение растра осуществляется с помощью первого привода 15, выполненного на базе электродвигателя со стабилизатором скорости вращения растра. В конкретном исполнении в первом приводе 15 используется коллекторный двигатель ДПР-32-Н6-02 с тахогенератором 16 типа ТС-22, выполняющим функцию датчика выхода системы стабилизации скорости вращения первого привода 15 на заданную скорость вращения и наличия готовности первого привода 15. В цифровой системе стабилизации скорости вращения растра используется контроллер ATMEGA8-16AU, входящий в состав модуля управления лазерным каналом наведения 17 электронного устройства управления 9. В качестве сигнала обратной связи используются компарированные сигналы с тахогенератора 16. Выработка управляющего сигнала системой стабилизации скорости вращения производится по программе ПИ-регулятора. Управление коллекторным двигателем ДПР-32-Н6-02 производится ШИМ-сигналом с соответствующего выхода контроллера ATMEGA8-16AU через буферный каскад.

Панкратический объектив 14 состоит из подвижных оптических компонентов 18 и неподвижного объектива 19. Нелинейные перемещения подвижных оптических компонентов 18 по заданному закону, соответствующему закону движения управляемой ракеты, осуществляются с помощью электромеханического второго привода 20 с функциональными кулачками, связанными посредством редуктора с шаговыми двигателями, которые обеспечивают перемещение каждого из подвижных оптических компонентов 18. В конкретном исполнении используются шаговые двигатели AM2224-2R-AV-18-10 (фирма ARSAPE). Каждый из них управляется через драйвер шагового двигателя A3980KLP своим контролером, на чертеже не показан, входящим в состав модуля управления лазерным каналом наведения 17. Функциональные возможности драйвера A3980KLP обеспечивают реализацию микрошагового режима работы шагового двигателя, что позволяет существенно увеличить точность позиционирования каждой подвижной оптической компоненты 18 как в процессе движения, так и в исходном состоянии. Контроль позиционирования каждого из подвижных оптических компонентов 18 в исходном состоянии осуществляется первым датчиком положения 21, выполненным в виде двухотсчетной системы, включающей оптронные датчики грубого и точного отсчетов. Лимб грубого отсчета располагается на одном валу с функциональным кулачком, а лимб точного отсчета непосредственно связан с валом шагового двигателя. Ширина зоны пропускания светового потока оптронного датчика для лимба грубого отсчета выбрана такой, что в ее пределах возможно появление только одного сигнала с датчика точного отсчета. Помимо технологичности операции прецизионного позиционирования подобная система позиционирования позволяет существенно упростить процесс управления шаговыми двигателями в процессе позиционирования.

При нелинейных перемещениях подвижных оптических компонентов 18 происходит изменение эквивалентного фокусного расстояния панкратического объектива 14, а значит расходимости лазерного излучения, выходящего в пространство предметов, обеспечивая постоянство линейных размеров поля управления, формируемого оптическим модулятором 13 в плоскости летящей ракеты.

За панкратическим объективом 14 на оптической оси лазерного канала наведения 3 установлен оптический отклоняющий модуль 22 устройства превышения 8, выполненный в виде длиннофокусной отрицательной линзы, установленный с возможностью перемещения перпендикулярно этой оси. В исходном состоянии оптическая ось оптического отклоняющего модуля 22 совпадает с оптической осью панкратического объектива 14.

Перемещение оптического отклоняющего модуля 22 осуществляется с помощью электромеханического третьего привода 23, который выполнен по однотипной схеме с использованием тех же комплектующих, что и второй привод 20 - закон перемещения оптического отклоняющего модуля 22 задается функциональным кулачком, связанным с шаговым двигателем посредством редуктора, обеспечивающим перемещение оптического отклоняющего модуля 22. Контроль позицирования оптического отклоняющего модуля 22 в исходном состоянии обеспечивается вторым датчиком положения 24, выполненным аналогично первому датчику положения 21 с использованием оптронных датчиков грубого и точного отсчета.

Лазерный дальномер состоит из передающего 4 и приемного каналов. Передающий канал лазерного дальномера 4 включает твердотельный лазер 25 с рабочей длиной волны 1,064 мкм, работающий в импульсном режиме, и передающую оптическую систему 26, формирующую направление излучения и необходимую диаграмму направленности в пространстве предметов в направлении расположения цели. В состав приемного канала дальномера входит общий с телевизионной камерой 1 объектив 5 и спектроделитель 6, образующие приемную оптическую систему лазерного дальномера, и второе фотоприемное устройство 7, оптически связанное с объективом 5 посредством спектроделителя 6 и установленное в его фокальной плоскости.

Электронное устройство управления 9 включает контроллер 27 и модуль управления лазерным каналом наведения 17.

Электронное устройство управления 9 по запрограммированным алгоритмам управляет лазерным дальномером, лазерным каналом наведения 3, устройством превышения 8 и визирным каналом в соответствии с командами, поступающими на первый вход его контроллера 27 от внешнего устройства управления 28 или на второй вход его контроллера 27 от контрольной аппаратуры 29, при этом этот же вход может быть использован для подключения внешнего программирующего устройства 29. Особенностью контроллера 27 является возможность одновременного управления прицелом-прибором наведения как по командам от внешнего устройства управления 28, так и от контрольной аппаратуры 29.

Контроллер 27 через первый вход получает команду от внешнего устройства управления 28 или через второй вход от контрольной аппаратуры 29 декодирует ее и формирует на своих первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах, подключенных соответственно ко второму входу блока формирования прицельной марки 2, ко входу импульсного лазера 25 передающего канала лазерного дальномера 4, ко входу лазерного осветителя 12, к первому и второму входам модуля управления лазерным каналом управления 17, соответствующие управляющие сигналы. Третий вход контроллера 27 подключен к выходу второго фотоприемного устройства 7, четвертый вход подключен к первому выходу модуля управления лазерным каналом наведения 17.

В конкретном исполнении контроллер 27 выполнен на одной плате, которая содержит: одну цифровую программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС1) на основе статической памяти (FPGA серии SPARTAN-2, фирмы Xilinx) и электрически связанные с ней: микропроцессор со встроенным CAN-контроллером, реализованный в виде отдельной микросхемы (АТ89С51СС03, фирмы ATMEL); два приемопередатчика последовательного канала стандарта EIA RS-232, один из которых используется для обмена данными с модулем управления лазерным каналом наведения 17, а другой - для обмена данными с контрольной аппаратурой и внешним программирующим устройством 29; два приемопередатчика последовательного канала стандарта EIA RS-422, один из которых используется для обмена данными с блоком формирования прицельной марки 2 визирного канала, а другой - для обмена данными с дополнительным оптико-электронным модулем наблюдения 30 в случае его использования совместно с прицелом-прибором наведения; кварцевый генератор на 29,979 МГц, который используется в качестве задающего генератора для измерителя временных интервалов, реализованного в ПЛИС1; приемопередатчик последовательного канала стандарта CAN 2.0А, электрически связанного с микропроцессором. На плате контроллера 27 также установлены: цифровая программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС2) на основе флэш-памяти (CPLD серии XC9500XL, фирмы Xilinx), которая связана с микропроцессором и ПЛИС1; электрически связанная с ПЛИС2 последовательная перепрограммируемая энергонезависимая память, в которой хранится программа логической конфигурации ПЛИС1; кварцевый генератор на 22,118 МГц, электрически связанный с ПЛИС2, который используется в качестве задающего генератора для микропроцессора, ПЛИС1 и ПЛИС2.

Через ПЛИС2 на плате контроллера 27 реализовано внутрисхемное программирование микропроцессора и последовательной перепрограммируемой энергонезависимой памяти для ПЛИС1.

Плата контроллера 27 также содержит преобразователи уровня (ADUM1200BR, фирмы Analog Devices, HCPL-2232, фирмы AVAGO) по третьему и четвертому входам и второму, третьему, четвертому и пятому выходам для согласования уровней сигналов между входами и выходами ПЛИС1 и соответствующими выходом второго фотоприемного устройства 7, первым выходом модуля управления лазерным каналом наведения 17, входом импульсного лазера 25, входом лазерного осветителя 12, первому и второму входам модуля управления лазерным каналом наведения 17.

Внутри ПЛИС1 платы контроллера 27 реализованы: измеритель временных интервалов лазерного дальномера, электрически связанного с его передающим 4 и приемным каналом (посредством второго выхода и третьего входа контроллера 27 соответственно); устройство управления лазерным каналом наведения, электрически связанным (посредством третьего выхода) с лазерным осветителем 12 и (посредством четвертого входа, а также четвертого и пятого выходов) с модулем управления лазерным каналом наведения 17; четыре универсальные асинхронные приемопередатчика (UART) с двухпортовой статической памятью, используемой в качестве буфера для хранения данных в процессе обмена, каждый, два из которых электрически связаны с двумя приемопередатчиками последовательного канала стандарта EIA RS-232, а два других - с двумя приемопередатчиками последовательного канала стандарта EIA RS-422 платы контроллера 27.

Обмен данными между рабочими каналами прицела-прибора наведения в процессе работы осуществляется через оперативную память микропроцессора и регистры ПЛИС1, доступные ему для чтения и записи.

Микропроцессор платы контроллера 27 содержит CAN-контроллер, электрически связанный с приемопередатчиком последовательного канала стандарта CAN 2.0А, и служит для получения команд от внешнего устройства управления 28 и обмена данными с ним. Микропроцессор получает команду от внешнего устройства управления 28 (первый вход) или через ПЛИС1 от контрольной аппаратуры 29 (второй вход) декодирует ее и записывает или читает по определенным адресам регистры ПЛИС1, данные из которых преобразуются в соответствующие сигналы управления на первом-пятом выходах платы контроллера 27.

Электронное устройство управления 9 может быть выполнено в виде одной платы, в которой совмещены функции контроллера 27 и модуля управления каналом наведения 17, содержащей по меньшей мере одну цифровую программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС1) на основе статической памяти (FPGA, фирмы Xilinx) и электрически связанные с ней: микропроцессор со встроенным CAN-контроллером, реализованный в виде отдельной микросхемы; микросхемы приемопередатчиков последовательных каналов стандартов EIA RS-232, EIA RS-422/RS-485 и CAN 2.0А; кварцевые генераторы; микросхемы драйверов (например, A3980KLP, фирмы Allegro) для управления шаговыми двигателями первого 15, второго 20 и третьего 23 приводов лазерного канала наведения 3; микросхему последовательной перепрограммируемой энергонезависимой памяти для хранения конфигурации для ПЛИС1; одну цифровую программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС2) на основе флэш-памяти (CPLD, фирмы Xilinx), электрически связанную с ПЛИС1, микропроцессором и последовательной перепрограммируемой энергонезависимой памятью.

В состав прицела-прибора наведения также входит система выверки, включающая первую отражательную призму 31, вторую отражательную призму 32 и два оптических компенсатора 33, 34. Оптический компенсатор 33 установлен на выходе лазерного канала наведения 3, оптический компенсатор 34 установлен на выходе передающего канала лазерного дальномера 4. Оптические компенсаторы 33, 34 выполнены в виде двух клиньев, каждый из которых установлен с возможностью вращения вокруг оптической оси соответственно лазерного канала наведения 3 и передающего канала лазерного дальномера 4.

В конкретном исполнении концевики приводов механизмов вращения клиньев оптических компенсаторов 33, 34 выведены на корпус прицела-прибора наведения, первая 31 и вторая 32 отражательные призмы, в качестве которых используются призмы типа Б к Р-180 °, установлены в отдельном конструктивно завершенном съемном модуле выверки 35. На корпусе прицела-прибора наведения имеется посадочное место для установки модуля выверки 35 при проведении выверки. На корпусе модуля выверки 35 имеется переключатель для введения и вывода их хода лучей первой 31 либо второй 32 отражательной призмы, при этом конструктивно обеспечена установка отражательной призмы 31 на выходе визирного канала и лазерного канала наведения 3 так, что ее входная грань оптически связана с панкратическим объективом 14, а выходная грань - с объективом 5 телевизионной камеры 1 и отражательной призмы 31, установленной так, что ее входная грань оптически связана с выходом передающего канала лазерного дальномера 4, а выходная грань - с объективом 5 телевизионной камеры 1.

На корпусе прицела-прибора наведения имеются установочные места для крепления дополнительного оптико-электронного модуля наблюдения 30.

На чертеже условно показаны наблюдаемые на экране монитора 11 телевизионное изображение N выбранного объекта и электронная прицельная марка М визирного канала.

Работает прицел-прибор наведения переносного комплекса следующим образом.

Прицел-прибор наведения размещают на пусковой установке на посадочном месте рядом с контейнером, в котором установлена управляемая ракета. Проводят подключение электронного устройства управления 27 к внешнему устройству управления 28 (или контрольной аппаратуре 29). При подаче команды на включение питания, поступающей на первый (или второй) вход контроллера 27, через первый выход контроллера 27 поступает сигнал на включение блока формирования прицельной марки 2 и подключенного к первому входу этого блока первого фотоприемного устройства 10.

Контроллер 27 включает модуль управления каналом наведения 17, который, в свою очередь, включает первый привод 15 оптического модулятора 13, второй привод 20 панкратического объектива 14 и третий привод 23 устройства превышения 8 .

При наличии сигнала на выходе тахогенератора 16 системы стабилизации скорости вращения первого привода 15 оптического модулятора 13 с заданной скоростью и наличия позиционирования подвижных компонентов 18 панкратического объектива 14 и оптического отклоняющего модуля 22 устройства превышения 8 в исходном состоянии (есть сигналы на четвертом и пятом входах модуля управления лазерным каналом наведения 17 от первого 21 и второго 24 датчиков положения соответственно) модуль управления лазерным каналом наведения 17 выключает второй 20, третий 23 приводы и формирует на первом выходе сигнал готовности, который поступает на четвертый вход контроллера 27.

Через визирный канал оператор наблюдает за местностью.

Объектив 5 телевизионной камеры 1 визирного канала формирует в плоскости первого фотоприемного устройства 10 изображение наблюдаемой местности. Первое фотоприемное устройство 10 преобразует поступающий на него оптический сигнал в стандартный телевизионный сигнал. Видеосигнал с выхода первого фотоприемного устройства 10 поступает на первый вход блока формирования прицельной марки 2, где в телевизионный сигнал вводится электронная прицельная марка и алфавитно-цифровая служебная информация. Видеосигнал с введенной в него электронной прицельной маркой, определяющей положение оси визирного канала, и служебной информацией поступает на монитор 11.

При необходимости контроля параллельности визирного, дальномерного и лазерного канала наведения прицела-прибора наведения на корпусе прицела-прибора наведения крепят модуль выверки 35. Поворотом рукоятки на корпусе модуля выверки 35 оператор вводит в ход лучей вторую отражательную призму 32. По сигналу, поступающему от внешнего устройства управления 28 (или контрольной аппаратуры 29) посредством электронного устройства управления 9, оператор включает коллиматор (коллиматор и связь с электронным устройством управления 9 на чертеже не показаны), оптическая ось которого совмещена с оптической осью импульсного лазера 23 передающего канала лазерного дальномера 4. Пучок излучения коллиматора падает на вторую отражательную призму 32, затем после отражения от ее отражающих граней попадает в объектив 5 телевизионной камеры 1, формирующий в плоскости первого фотоприемного устройства 10 изображение марки коллиматора. Это изображение оператор наблюдает на экране монитора 11 одновременно с электронной прицельной маркой визирного канала. Посредством выверочных механизмов оператор совмещает центры этих изображений, тем самым устанавливает параллельность осей передающего канала лазерного дальномера 4 и визирного канала. Поворотом рукоятки на корпусе модуля выверки 35 оператор вводит в ход лучей первую отражательную призму 31. При наличии сигнала готовности на четвертом входе контроллера 27 от модуля управления лазерным каналом наведения 17 контроллер 27 по команде от внешнего устройства управления 28 (или контрольной аппаратуры 29) формирует на третьем его выходе сигнал включения лазерного осветителя 12. Модулированный пучок лазерного излучения после отражения от отражающих граней отражательной призмы 31 попадает в объектив 5 телевизионной камеры 1. Изображение кодовых дорожек растра оптического модулятора 13 рассматривается на экране монитора 11 одновременно с электронной прицельной маркой визирного канала. Посредством выверочных механизмов оператор совмещает центры этих изображений, тем самым устанавливает параллельность осей лазерного канала наведения 3 и визирного канала. По сигналу от внешнего устройства управления 28 (или контрольной аппаратуры 29) контроллер 27 снятием сигнала на третьем выходе выключает лазерный осветитель 12.

При выполнении боевой задачи оператор наблюдает на экране монитора изображение контролируемой местности. При обнаружении цели оператор, используя подвижки платформы пусковой установки, совмещает центр электронной марки М визирного канала с центром выбранной цели N.

По команде на измерение дальности, поступающей от внешнего устройства управления 28, контроллер 27 формирует на втором выходе сигнал запуска излучения (Кд) импульсного лазера 25 передающего канала дальномера 4. При этом в направлении выбранной цели, с которой совмещена на мониторе 11 электронная прицельная марка визирного канала, через передающую оптическую систему 26 передающего канала лазерного дальномера 4 посылается импульс лазерного излучения, который, отразившись от цели, попадает через объектив 5 и спектроделитель 6 на чувствительную площадку второго фотоприемного устройства 7. На выходе второго фотоприемного устройства 7 формируется электрический сигнал (Д), пропорциональный дальности до цели, который поступает на третий вход контроллера 27. По этому сигналу контроллер 27 вычисляет дальность до цели.

Дальность до цели используется контроллером 27 для вычисления с помощью микропроцессора промежутка времени от момента выхода ракеты из контейнера, во время которого в переносном ракетном комплексе формируется команда СХОД, до момента формирования команды СНЯТИЕ ПРЕВЫШЕНИЯ. В момент выхода ракеты из контейнера команда СХОД поступает на первый вход контроллера 27.

По команде СХОД контроллер 27 формирует на третьем выходе сигнал включения лазерного осветителя 12 и на четвертом выходе сигнал включения второго привода 20 лазерного канала наведения, запускающий рабочий цикл панкратического объектива 14, и сигнал включения третьего привода 23, запускающий перемещение оптического отклоняющего модуля 22 устройства превышения 8.

Перемещение оптического отклоняющего модуля 22 в направлении, перпендикулярном оптической оси панкратического объектива 14, вызывает угловое отклонение выходящего в пространство предметов пучка лазерного излучения, что обеспечивает режим полета ракеты с превышением, когда ось нулевых команд поля управления в плоскости летящей ракеты, вдоль которой стремиться лететь управляемая ракета, смещена на заданную величину h относительно линии визирования прицела-прибора наведения. Режим превышения оси нулевых команд над линией визирования поддерживается до момента формирования на пятом выходе контроллера 27 команды на снятие режима превышения (СНЯТИЕ ПРЕВЫШЕНИЯ). По данному сигналу третий привод 23 переводит за строго нормированное время оптический отклоняющий модуль 22 устройства превышения 8 в положение снятия превышения. В течение этого времени происходит ускоренное перемещение оптического отклоняющего модуля 22 в исходное состояние, когда ось нулевых команд поля управления опускается на линию визирования и ракета движется по линии визирования до встречи с целью. Оптический отклоняющий модуль останавливается в этом положении до момента снятия сигнала на четвертом выходе контроллера 27 (на первом входе модуля управления каналом наведения 17). По окончании заданного промежутка времени контроллер 27 снимает сигнал на третьем выходе, выключая тем самым лазерный осветитель 12, и снимает сигнал на четвертом выходе, по которому модуль управления лазерным каналом наведения 17 возвращает подвижные оптические компоненты 18 панкратического объектива 14 и оптического отклоняющего модуля 22 устройства превышения 8, обеспечивая подачу соответствующих команд на первый 15, второй 20 и третий 23 приводы, в начальное положение.

При установке подвижных компонентов 18 панкратического объектива 14 и оптического отклоняющего модуля 22 устройства превышения 8 в исходном состоянии (есть сигналы на четвертом и пятом входах модуля управления лазерным каналом наведения 17 от первого 21 и второго 24 датчиков положения соответственно) модуль управления лазерным каналом наведения 17 выключает второй 20, третий 23 приводы и формирует на первом выходе сигнал готовности лазерного канала наведения и устройства превышения для наведения на цель следующей управляемой ракеты, поступающий на четвертый вход контроллера 27.

Таким образом, заявляемый прицел-прибор наведения обеспечивает скрытность и повышение помехозащищенности, а также повышение вероятности поражения цели в условиях примыкания неровностей местности к линии визирования и повышение тем самым точности наведения управляемой ракеты на цель при одновременном упрощении его конструкции за счет использования более простой конструкции лазерного осветителя и оптического модулятора.

Использованные источники информации:

1. Патент RU №2249782, F41G 7/00, F41G 11/00.

2. Патент RU №2313055, F41G 7/26, F41G 3/00, Н03К 5/00 (прототип).

Перечень ссылочных обозначений на чертеже

1 - телевизионная камера;

2 - блок формирования прицельной марки;

3 - лазерный канал наведения;

4 - передающий канал лазерного дальномера;

5 - объектив;

6 - спектроделитель;

7 - второе фотоприемное устройство;

8 - устройство превышения;

9 - электронное устройство управления;

10 - первое фотоприемное устройство;

11 - монитор;

12 - лазерный осветитель;

13 - оптический модулятор;

14 - панкратический объектив;

15 - первый привод;

16 - тахогенератор;

17 - модуль управления лазерным каналом наведения;

18 - подвижные оптические компоненты;

19 - неподвижный объектив;

20 - второй привод;

21 - первый датчик положения;

22 - оптический отклоняющий модуль;

23 - третий привод;

24 - второй датчик положения;

25 - импульсный лазер;

26 - передающая оптическая система;

27 - контроллер;

28 - внешнее устройство управления;

29 - внешнее программирующее устройство и контрольная аппаратура;

30 - оптико-электронный модуль наблюдения;

31 - первая отражательная призма;

32 - вторая отражательная призма;

33 - оптический компенсатор;

34 - оптический компенсатор;

35 - модуль выверки