ЛАЗЕРНЫЙ ИМИТАТОР СТРЕЛЬБЫ И ПОРАЖЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F41G3/26 

Изобретение относится к лазерным устройствам имитации стрельбы прямой наводкой и может быть использовано для обучения личного состава тактике боя с имитацией взаимного поражения противоборствующих сторон, преимущественно с использованием стрелкового оружия.

Известен легкий лазерный имитатор простой конструкции, способный имитировать стрелковое вооружение, но не имитирующий ввод углов прицеливания, зависящих от дальности стрельбы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является лазеpный имитатор стрельбы и поражения, который состоит из оптически сопряженных лазера и оптической формирующей системы, размещенных на оружии, и фотоприемника, размещенного на цели (мишени).

Оптически формирующая система выполнена с возможностью перемещения вдоль оптической оси, что позволяет изменить расходимость лазерного излучения в зависимости от дальности стрельбы и тем самым учитывать дальность до цели при имитационной стрельбе.

Недостатком устройства является отсутствие компенсации углов прицеливания при вводе дальности в прицельное устройство имитируемого оружия.

При введении в оружие некоторого угла прицеливания α ствол оружия вместе с имитатором поднимается на угол α а между осью излучения имитатора и осью прицела возникает рассогласование, приводящее к отклонению точки попадания лазерного луча от точки прицеливания.

Необходимо компенсировать ввод угла прицеливания в имитатор путем отклонения оси излучения на угол α с обратным знаком.

Автоматическая компенсация углов прицеливания в указанном устройстве отсутствует из-за сложности, а действия стрелка по вводу в имитатор угла α с обратным знаком не характерны для штатной работы с боевым оружием и приводят к выработке у личного состава неправильных навыков обращения с оружием.

Поэтому углы прицеливания при имитационной стрельбе не вводятся, а ввод дальности осуществляется не прицелом оружия, а с помощью маховика имитатора стрельбы, т.е. не штатными средствами.

Целью изобретения является приближение условий имитации к реальным за счет ввода углов прицеливания.

Для этого в имитатор стрельбы и поражения, содержащий расположенные на имитаторе оружия оптически сопряженные источник излучения, объектов и расположенные на объекте поражения приемник излучения, блок определения попадания, перед объективом дополнительно установлен светофильтр переменной плотности, а блок определения попадания, выполнен в виде порогового устройства.

Кроме того, светофильтр переменной плотности выполнен в виде n окружностей, имеющих общую точку касания, центры которых лежат на вертикальной прямой с радиусами r₁<r₂<r₃<.<r_n и коэффициентами пропускания τ₁>τ₂>τ₃>.>τ_n.

На фиг. 1 представлена схема лазерного имитатора, стрельбы и поражения, 1 источник излучения; 2 светофильтр переменной плотности; 3 объектив; 4 приемник излучения; 5 пороговое устройство; на фиг. 2 расположение зон светофильтра переменной плотности; на фиг. 3 распределение плотности мощности излучения Р в вертикальном сечении лазерного луча на дальностях _Lмин (см.фиг. 3,а) и L_макс (см.фиг.3,б); на фиг. 4 поясняется соотношение между геометрическими размерами фильтра и лазерного луча; на фиг. 5 показано согласование имитатора стрельбы с оружием, где 6 прицел; 7 имитируемое оружие; 8 имитатор стрельбы; 9 лазерное пятно; 10 мишень; на фиг. 6 поясняется работа имитатора стрельбы и поражения, где 11 и 12 пятна подсвета от источника излучения 1.

Источник излучения 1, светофильтр 2 переменной плотности 2 и объектив 3 оптически сопряжены между собой и размещены на имитируемом оружии 7 (см.фиг. 5). Приемник излучения 4 с пороговым устройством 5 размещены на мишени 10 (см.фиг.5).

В качестве источника излучения может быть использован полупроводниковый лазер с объективом, позволяющим получить равномерную освещенность диафрагмы 2 в фокальной плоскости объектива 3.

Приемник излучения 4 с пороговым устройством 5 имеют фиксированный порог срабатывания Р_пор (по плотности мощности падающего излучения).

Светофильтр 2 переменной плотности (см.фиг.2) выполнен в виде диафрагмы диаметром Н и состоит из n окружностей имеющих общую точку касания, центры n окружностей лежат на вертикальной прямой, а сами n окружностей имеют радиусы r₁ < r₂ < r₃ < < r_n, и коэффициенты пропускания τ₁>τ₂>τ₃>.>τ_n.

Светофильтр 2 расположен в фокальной плоскости объектива 3. Центр светофильтра лежит на оси объектива 3.

Рассмотрим пример, когда поле светофильтра 2 имеет 5 круговых зон (см. фиг. 2): зона 2-1 диаметром Н, зона 2-2 диаметром h₂, зона 2-3 диаметром h₃, зона 2-4 диаметром h₄ и зона 2-5 диаметром С.

Указанные зоны могут иметь следующие коэффициенты пропускания τ
зона 2-5 τ₅ 1;
зона 2-4 τ₄ 1/4;
зона 2-3 τ₃ 1/9;
зона 2-2 τ₂ 1/16;
зона 2-1 τ₁ 1/25.

Указанные значения τ₁-τ₅ могут быть выбраны для хороших погодных условий, когда пропускание атмосферы для дальности 100-500 м можно принять за 1.

Размеры зон диафрагмы при фокусном расстоянии объектива 3 f 100 мм могут быть выбраны следующими: Н 0,6 мм, h₂0,5 мм, h₃ 0,34 мм, h₄ 0,14 мм, С 0,06 мм.

Эти размеры определены, исходя из следующих углов прицеливания на дальностях 100-500 м:
α₅₀₀ 2,8˙ 10^-3;
α₄₀₀ 2,3˙ 10^-3;
α₃₀₀ 1,3˙ 10^-3;
α₂₀₀ 0,52˙ 10^-3;
α₁₀₀ 0.

Имитатор стрельбы 8 согласован с прицелом 6 оружия 7 (см.фиг.5) так, что для дальности 100 мм центр пятна О₁ совпадает с точкой прицеливания.

Лазерный имитатор стрельбы и поражения работает следующим образом: лазерное излучение формируется в пятно размерами и распределением плотности мощности, зависящими от дальности (см.фиг.3).

На дальности L_min вертикальный размер пятна по уровню Р_пор равен H/f˙ L_min.

Для L_min 100 м, Н 0,6 мм, f 100 мм это составляет 0,6 м.

На дальности Lmax вертикальный размер пятна по уровню Р_пор равен L_max.

Для L_max 500 м, f 100 мм, С 0,06 мм это составляет 0,3 м.

Увеличение размеров лазерного пятна сопровождается уменьшением плотности мощности в пятне. За счет выбора начального распределения плотности мощности в лазерном луче и пороговой плотности мощности срабатывания приемника излучения 4 можно получить на дальности стрельбы лазерное пятно плотностью мощности, соответствующей Р_пор, причем смещение центра пятна в зависимости от дальности будет соответствовать закону изменения угла прицеливания оружия от дальности.

На дальности 100 м приемник излучения 4 срабатывает в любой точке лазерного пятна 12, так как плотность мощности в пятне 12 больше Р_пор.

На дальности, например, L 500 м плотность мощности излучения в верхней части пятна 12 (см.фиг.6) меньше Р_пор и для того, чтобы приемник излучения 4 на цели 10 зарегистрировал излучение, стрелок должен поднять оружие на угол α (L), т. е. направить на цель нижнюю часть пятна 12, а именно пятно 11, плотность мощности в котором больше Р_пор.

Таким образом, применение данного устройства обязывает стрелка вводит в оружие угол прицеливания или учитывать его выносом точки прицеливания выше цели, что соответствует требованиям, предъявляемым при стрельбе из реального оружия. При этом компенсация ввода угла прицеливания в имитаторе осуществляется автоматически.

Кроме того, в данном устройстве размер лазерного пятна (по уровню Р_пор) не увеличивается пропорционально L², а распределение мощности в луче, что позволяет избежать увеличения вероятности попадания с увеличением дальности, не характерного для реального оружия.

Изобретение относится к лазерным устройствам имитации стрельбы прямой наводкой. Целью изобретения является приближение условий к реальным за счет ввода углов прицеливания. Это достигается тем, что в лазерный имитатор стрельбы и поражения, содержащий расположенные на имитаторе оружия оптически сопряженные источник излучения и объектив и расположенные на объекте поражения приемник излучения и блок определения попадания, перед объективом дополнительно установлен светофильтр переменной плотности, а блок определения попадания выполнен в виде порогового устройства, при этом светофильтр переменной плотности выполнен в виде h окружностей, имеющих общую точку касания, центры окружностей лежат на вертикальной прямой, радиусы h окружностей удовлетворяют соотношению r₁< r₂< r₃< ...< r_n , а коэффициенты пропускания удовлетворяют соотношению τ₁> τ₂> τ₃>...> τ_n. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. ЛАЗЕРНЫЙ ИМИТАТОР СТРЕЛЬБЫ И ПОРАЖЕНИЯ, содержащий расположенные на имитаторе оружия оптически сопряженные источник излучения, объектив и расположенные на объекте поражения приемник излучения, блок определения попадания, отличающийся тем, что, с целью приближения условий имитации к реальным за счет ввода углов прицеливания, перед объективом дополнительно установлен светофильтр переменной плотности, а блок определения попадания выполнен в виде порогового устройства. 2. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что светофильтр переменной плотности выполнен в виде n окружностей, имеющих общую точку касания, центры которых лежат на вертикальной прямой, с радиусами r₁ < r₂ < r₃ <.< r_n, и коэффициентами пропускания τ₁>τ₂>τ₃... > τ_n