СПОСОБ ТРЕНИРОВКИ СТРЕЛКА НА СТЕНДЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F41J5/00 F41J9/00 A63B69/00 

Изобретение относится к стрельбищам и тренировочным устройствам для упражнений в особых видах спорта и может быть с использовано для тренировки стрелков на стендах с перемещаемыми при ведении огня мишенями.

Для тренировки стрелка из охотничьего оружия оборудуется стрельбище в виде круглого стенда или стенда бегущий олень. На круглом стенде, обычно, стрелок ведет огонь по тарелочкам, запускаемым специальным механизмом и летящим по баллистической траектории. Средством поражения цели является дробовое облако. На стенде бегущий олень движущаяся горизонтально мишень показывается перед стрелком на определенное время. Средством поражения в этом случае является охотничья пуля.

Тренировка стрелков на стендах боевыми патронами весьма дорогое удовольствие.

Известен способ тренировки стрелка на стенде, при котором оружие наводят на имитатор мишени, задействуют средство поражения мишени и учитывают результаты тренировки в прицеливании [1]
Недостатками известного способа тренировки стрелка являются статичность условий и процесса тренировки, не позволяющая развивать у стрелка навыки прицеливания по движущейся цели, и недостаточная информативность об отклонении средства поражения от цели (мишени).

Известно устройство для поражения мишени стрелком, в котором содержатся вертикальный экран, на котором имитируют цель (мишень), оружие, наводимое на имитатор мишени, генератор средства поражения мишени, узел приема средства поражения и информационный блок [1]
Известное устройство имеет те же недостатки, что и способ.

Задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков и обеспечение условий тренировки стрелка-спортсмена (охотника) на стендах-имитаторах (круглом, бегущий олень), позволяющих развить навыки прицеливания по движущейся цели и повысить информативность результатов прицеливания.

Указанная задача решается за счет того, что по способу тренировки стрелка на стенде, по которому наводят оружие на имитатор мишени, задействуют средство поражения цели и учитывают результаты тренировки, согласно изобретению формируют первый световой луч, имитирующий движущуюся мишень на экране с длиной волны излучения, соответствующей основному цвету реальной мишени, и контролируют перемещение имитатора, формируют второй световой луч в качестве средства поражения цели, которым подсвечивают движущуюся на экране мишень, при этом подсветку вторым лучом задерживают относительно момента задействования средства поражения цели в зависимости от позиции стрелка на стенде, а размеры пятна подсветки на экране формируют до размера дробового снопа при натурном выстреле в плоскости пролета мишени и определяют взаимное расположение световых пятен от двух световых лучей на экране, по которому судят о результатах тренировки. Кроме того, контроль положения второго луча на траектории мишени осуществляют при помощи двух параллельных рядов фотодатчиков, при имитации выстрела одновременно имитируют звук выстрела ружья, и длину волны излучения второго луча выбирают из другой части спектра, а зону поражения для имитатора движущейся мишени определяют в пятне подсветки второго луча как область, ограниченную равнобедренным треугольником, в вершинах которого размещены два фотодатчика из одного ряда и один фотодатчик из другого ряда, параллельного ему.

Способ тренировки стрелка на стенде реализуется следующим образом.

При появлении на экране стенда светового пятна, перемещающегося как имитируемая цель, стрелок наводит оружие на него и нажимает на спусковой крючок оружия в момент, когда по его мнению ствол сопровождает цель, и последняя будет поражена. Пучок света (он может быть невидимым глазу человека или другого цвета чем имитатор мишени) посылается в цель с задержкой, обусловленной скоростью света, превышающей скорость перемещения средства поражения цели (в данном случае пучка дроби), и положением стрелка на стенде по отношению к экрану, на котором имитируется перемещение цели. Этот экран плоскость перемещения тарелочки в реальном стенде. Пятно подсветки от второго светового луча на экране в зависимости от положения стрелка на стенде имеет размеры дробового облака, которое образуется от реального выстрела боевым патроном на этой дальности. Это обеспечивается устройством, генерирующим средство поражения имитатора мишени второй световой луч, находящимся в стволе оружия.

Перемещение имитатора мишени по экрану осуществляется специальным устройством по траектории реальной мишени (тарелочки). Контроль за движением второго луча осуществлен при помощи двух блоков фотодатчиков, размещенных параллельно друг другу на некотором расстоянии. Электронное устройство определяет взаимное расположение световых пятен от двух световых лучей на экране. По результатам расположения световых пятен на экране судят о качестве прицеливания. Для усиления эмоционального воздействия на стрелка одновременно с нажатием на спусковой крючок оружия имитируют звук выстрела ружья.

Чтобы ужесточить условия тренировки в поражении движущейся мишени, зону поражения имитатора в пятно подсветки второго светового луча ограничивают и выбирают как область, очерченную равнобедренным треугольником, равновеликим треугольнику, в вершинах которого размещены два фотодатчика из одного ряда и один из другого ряда.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для тренировки стрелка; на фиг.2 принципиальная схема узла генерации средства поражения цели; на фиг.3 принципиальная схема блока определения координат места нахождения средства поражения цели. Применяемый в устройстве оптический имитатор перемещения цели выполнен известным образом [2]
Устройство для тренировки стрелка на стенде содержит вертикально установленное основание с глубокоматовым покрытием экран 1, на котором имитируют цель (мишень) 2, охотничье ружье 3, в стволе которого размещается узел 4 генерации средства поражения мишени. На экране 1 размещается узел 5 приема средства поражения цели. Устройство содержит также информационное табло 6. Узел 5 приема средства поражения цели выполнен в виде двух блоков фотодатчиков 7, 8 и двух блоков фотоприемников 9, 10, оптического имитатора 11 перемещения цели, трех элементов ИЛИ 12, 13, 14, первого элемента И 15, блока 16 определения координат места нахождения средства поражения цели и блока 17 вычитания координат, узла 18 звукосигнализации, аналого-цифрового преобразователя (АПЦ) 19 и схемы 20 сравнения кодов. Оптический выход имитатора 11 перемещения цели сопряжен с продольной осью рядов фотодатчиков, а его электрический выход через АЦП 19 подключен к первому информационному входу блока 17 вычитания координат. Электрические выходы первого блока фотодатчиков 7 через одноименный блок фотоприемников 9 подключены одновременно к входам блока 16 определения координат места нахождения средства поражения цели и первого элемента ИЛИ 12, электрические выходы второго блока фотодатчиков 8 через одноименный блок фотоприемников 10 подключены к входам второго элемента ИЛИ 13. Выходы первого 12 и второго 13 элементов ИЛИ подключены через первый элемент И 15 к стробирующему входу блока 17 вычитания координат, к второму информационному входу которого подключен выход блока 16 определения координат места нахождения средства поражения цели, а через третий элемент ИЛИ 14 к узлу 18 звукосигнализации, Выход блока 17 вычитания координат через схему 20 сравнения кодов подключен к первому входу информационного табло 6, второй вход которого соединен с выходом блока 17 вычитания координат.

Узел 4 генерации средства поражения цели выполнен в виде установленных в ружейном патроне (фиг.2) формирующей оптической системы 21, ждущего мультивибратора 22, светодиода 23, посылающего пучок света средство 24 поражения цели, схемы 25 задержки светового пучка, микробатарейки 28 и датчика 27 удара. Светодиод 23 подключен к выходу схемы 25 задержки, вход которой подключен к выходу ждущего мультивибратора 22, стартовый вход которого подключен к датчику 27 удара. Светодиод 23 установлен в фокусе формирующей оптической системы 21. Датчик 27 удара выполнен в виде плоских пластин 28 с контактом 29. Он установлен на месте капсюля боевого патрона.

Блок 16 определения координат места нахождения средства поражения цели (пятна подсветки от второго луча) содержит мультиплексор 31 (фиг.3), соединенный через триггер 32 управления с регистрами 33, 34 координат (регистры минимума и максимума) и последовательно соединенными схемами сложения координат 35 и деления кодов 36. Генератор 37 тактовых импульсов соединен через второй элемент И 38 и формирователь 39 адреса (кода) с вторым входом мультиплексора 31 и двумя регистрами 33 и 34 координат, причем первый вход мультиплексора через четвертый элемент ИЛИ 40 соединен с вторым элементом И 38.

На вертикально установленный экран 1 нанесено глубокоматовое покрытие, диффузно отражающее свет, например краска типа АК-12. Первый 7 и второй 8 блоки фотодатчиков размещены параллельно друг другу, и их продольная ось повторяет траекторию движения мишени. Это может быть горизонтальная прямая или баллистическая кривая. Элементы блоков фотодатчиков (фотодиод или фоторезисторы) размещены так, что между ними (по продольной оси ) перемещается световое пятно, которое имитирует перемещающуюся мишень (цель) 2 по ее размерам и форме, при этом фотодатчики размещены от имитатора мишени на некотором расстоянии.

Мишень имитируется на экране 1 оптическим имитатором 11 перемещения цели, выполненным в виде отражающего зеркала в кардановом подвесе, на которое падает, проходя через формирующую оптику, луч от оптического лазера типа ЛГ-72 (не показан). Формирующая оптика (линзы, диафрагмы и т.п.) обеспечивает в точке падения отраженного луча на экране пятно 2 подсвета необходимого размера и формы. Перемещение пятна подсвета по заданной траектории обеспечиваетcя угловыми перемещениями зеркала. Схема управления перемещением отражающего зеркала оптического имитатора перемещения цели по одной координате является типовой и включает в себя усилитель, на вход которого подается управляющий сигнал, а к выходу в качестве нагрузки подключен двигатель, ось которого через редуктор связана с соответствующей осью карданового подвеса. Оптически имитатор перемещения цели в данном техническом решении обеспечивает перемещение пятна подсвета, размер и форма которого связаны линейно через коэффициент геометрического подобия с размерами и формой мишени.

Коэффициент геометрического подобия определяется исходя из соотношений расстояния стрелок мишень в реальном, например, круглом стенде и расстояния стрелок мишень (в плане) в описываемом устройстве. Пятно подсвета от оптического имитатора перемещения цели, видимое глазу, перемещается по экрану 1 между рядами фотоприемников. Тренирующийся спортсмен или охотник с оружием 3 становится на определенное относительно экрана 1 (траектории перемещения имитатора мишени) место. Порядок расположения мест может соответствовать, например, расположению позиций стрелков. В ствол вставляется узел 4 генерации средства поражения мишени, представляющий собой ружейный патрон, в котором установлены формирующая оптическая система, ждущий мультивибратор, светоизлучающий диод, датчик удара бойка оружия, схема задержки и источник питания (микробатарейка). Затем стрелок прицеливается по перемещающемуся имитатору мишени и в необходимый на его взгляд момент для поражения нажимает на спусковой крючок (не показан). Боек оружья, перемещаясь замыкает контакты датчика удара, размещенные на двух пластинчатых пружинах, и мультивибратор формирует электрический импульс, длительность которого равна отношению длины дробового облака при реальном выстреле с боевым патроном к средней скорости полета одной дробины. Этот импульс, проходя через схему задержки, задерживается на время, равное времени полета дроби от позиции стрелка на реальном стенде до траектории пролета мишени. Светодиод, например, ЭЛ128А-1, подключенный к схеме задержки, излучает световой импульс длиной волны, отличной от оптического имитатора перемещения цели в невидимой глазу области спектра. Светодиод размещен на оптической оси формирующей оптической системы в фокусе, и при ее помощи световое пятно подсветки на экране 1 формируется до диаметральных размеров дробового облака при натуральном выстреле в плоскости пролета мишени с учетом коэффициента геометрического подобия.

Оптический импульс (средство поражения мишени), попав на экран 1, засвечивает фотодатчики в первом и втором блоках фотодатчиков. Электрические сигналы с выходов фотодиодов поступают на соответствующий блок фотоприемников, представляющий собой набор усилителей, вход каждого из которых связан с выходом соответствующего фотодиода.

При засветке фотодиода на выходе соответствующего усилителя появляется уровень логической "1". Таким образом, факт засветки элементов в первом и втором блоках фотодатчиков регистрируется в виде появления уровня логической "1" на выходе соответствующих усилителей в первом и втором блоках фотоприемников. Как показано на фиг. 1, выходы всех фотоприемников первого блока подключены к блоку вычисления координат места нахождения средства поражения цели и к первому элементу ИЛИ.

Блок вычисления координат (фиг.3) объединяет выходы фотоприемных каналов в один канал управления через четвертый элемент ИЛИ 40 вторым элементом И, на другой вход которого поступают импульсы с генератора тактовых импульсов. При появлении на выходе первого блока фотоприемников сигнала уровня логической "1" (при попадании второго светового пятна 29 узла генерации средства поражения цели) на имитаторе мишени 2 засвечивается, как правило, несколько соседних фотодиодов. Тактовые импульсы с генератора тактовых импульсов поступают через второй элемент И 38 на вход формирователя 39 адреса, представляющего собой двоичный счетчик импульсов, код с выхода которого подается на адресные входы (шины) мультиплексора 31 и информационные входы регистров координат минимума 33 и максимума 34. Мультиплексор последовательно опрашивает выходы усилителей первого блока фотоприемников. В момент появления на выходе мультиплексора уровня логической "1" происходит срабатывание триггера 32 управления и по перепаду из логической "1" в логический "0" на его инверсном выходе происходит запись в регистр 33 минимума присутствующей на его информационном входе информации (код, соответствующий минимальному значению координаты). При дальнейшем опросе в момент пропадания уровня логической "1" на выходе мультиплексора 31 происходит сброс триггера 32 управления и по перепаду из логической "1" в логический "0" на его прямом выходе в регистр максимума записывается информация о максимальном значении координаты. Таким образом, на входе схемы 35 сложения кодов присутствует информация о массиве засвеченных фотодатчиков в первом блоке фотоприемников. Схема сложения и деления кодов определяют полусумму координат, т.е. координату центра круга пятна 2 подсветки от второго луча 30 в системе отсчета, связанной с линией перемещения имитатора мишени. Координаты центра пятна подсвета от узла генерации средства поражения мишени можно определить и по координатам засвеченных фотодатчиков во втором блоке фотоприемников, так как данное пятно подсвета имеет форму круга.

Выход блока 16 определения координат подключен к информационному входу блока 17 вычитания, на второй информационный вход которого подается двоичный код с выхода АЦП 19. Код на выходе АЦП формируется следующим образом. К оси зеркала в кардановом подвесе оптического имитатора перемещения цели, обеспечивающей перемещение пятна подсвета первого светового луча 2 (имитатора мишени) между первым и вторым блоками фотодатчиков, подключается механически датчик положения имитатора мишени, выполненный в виде потенциометра типа ПЛ 1.1. ось вращения которого связана механически с осью зеркала, перемещающего имитатор мишени по траектории, а к крайним электрическим контактам потенциометра подключен источник постоянного напряжения. С ползуна потенциометра снимается напряжение, пропорциональное углу поворота оси зеркала, а значит, пропорциональное положению имитатора мишени в системе отсчета, связанной с линией его перемещения по экрану. Напряжение с движка потенциометра (датчика положения имитатора мишени, не показан) подается на АЦП, где преобразуется в соответствующий двоичный код, выдаваемый на блок вычитания координат. Процедура вычитания кодов, т.е. определение разности в положении пятен подсвета на экране, осуществляется по команде "разрешение" с выхода первого элемента И. Команда "разрешение" формируется с помощью первого и второго элементов ИЛИ, объединяющих электрические выходы усилителей первого и второго блоков фотоприемников. Команда вырабатывается только при наличии засвеченных элементов в первом и втором блоках фотодатчиков. Следует отметить, что с помощью третьего элемента ИЛИ и узла звуковой сигнализации осуществляются контроль попадания пятна подсвета от узла генерации средства поражения мишени на экран, а также звуковая сигнализация выстрела. Код, соответствующий разности положений пятен подсвета, с выхода блока вычитания подается на схему сравнения кодов, на второй вход которой подается код зоны поражения имитатора мишени (датчик кода зоны поражения не показан). Величина кода зоны поражения определяется тренером, и сравнение осуществляется по модулю (без учета знака). Если разность кодов с блока вычитания меньше или равна коду зоны поражения, то на информационном табло 6 высвечивается индикация "поражение", в противном случае индикация "промах". Кроме того, на информационном табло 6 высвечивается величина разности в положениях пятен подсвета имитатора мишени и средства поражения мишени, т.е. промах.

Такое одновременное информирование промаха при прицеливании позволяет вносить поправки в выполняемые приемы при прицеливании и делает процесс тренировки занимательным.

Из сказанного следует, что средства и методы, с помощью которых возможно осуществление изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимых пунктах формулы, известны, что подтверждает его промышленную применимость.

Изобретение предназначено для использования на стрельбищах и в тренировочных устройствах при выполнении упражнений в особых видах спорта с целью развития навыков прицеливания по движущейся цели и повышение информативности иренировки. Сущность изобретения заключается в имитации одним световым лучом движущейся мишени на вертикальной плоскости с контролем перемещения имитатора. Другим световым лучом иной длины волны имитируют действие средства поражения с обеспечением геометрического подобия его области действия по отношению к реальному. При этом осуществляется задержка второго излучения, соответствующая времени движения средства поражения, и имитируется звук выстрела. 2 с. и 8 з.ф-лы, 3 ил.

1. Способ тренировки стрелка на стенде, при котором наводят оружие на имитатор мишени, задействуют средство поражения цели и учитывают результаты тренировки, отличающийся тем, что формируют первый световой луч, имитирующий движущуюся мишень на экране, с длиной волны излучения, соответствующей основному цвету реальной мишени, и контролируют перемещение имитатора, измеряя его координаты на экране, формируют второй световой луч в качестве средства поражения цели, которым подсвечивают движущуюся на экране мишень, при этом подсветку вторым лучом задерживают относительно момента задействования средства поражения цели в зависимости от позиции стрелка на стенде, а размеры пятна подсветки на экране формируют до размеров дробового снопа при натуральном выстреле в плоскости пролета мишени и определяют взаимное расположение световых пятен от двух световых лучей на экране, по которому судят о результатах тренировки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль положения второго луча на траектории мишени осуществляется при помощи двух параллельных рядов фотодатчиков. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при имитации выстрела одновременно имитируют звук выстрела ружья. 4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что длину волны излучения второго луча выбирают из другой части спектра. 5. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что зону поражения для имитатора движущейся мишени определяют в пятне подсветки второго луча как область, ограниченную равнобедренным треугольником, в вершинах которого размещены два фотодатчика из одного ряда и один из другого ряда, параллельному ему. 6. Устройство для тренировки стрелки на стенде, включающее экран, на котором имитируют цель (мишень), узел генерации средства поражения цели, узел приема средства поражения цели и информационное табло, отличающееся тем, что узел приема средства поражения цели выполнен в виде двух параллельных рядов фотодатчиков, размещенных на плоскости, а в устройство дополнительно введены оптический имитатор перемещения цели, первый и второй блоки фотоприемников, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый элемент И, блок определения координат места нахождения средства поражения цели и блок вычитания координат, узел звукосигнализации, аналого-цифровой преобразователь, схема сравнения кодов и задатчик кода зоны поражения, причем оптический выход имитатора перемещения цели сопряжен с продольной осью рядов фотодатчиков, а элеткрический его выход через аналого-цифровой преобразователь подключен к первому информационному входу блока вычитания координат, электрические выходы первого блока фотодатчиков через одноименный блок фотоприемников подключены одновременно к входам блока определения координат места нахождения средства поражения цели и первого элемента ИЛИ, электрические выходы второго блока фотодатчиков через одноименный блок фотоприемников подключены к входам второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены через первый элемент И к стробирующему выходу блока вычитания координат, к второму информационному входу которого подключен выход блока определения координат места нахождения средства поражения цели, а через третий элемент ИЛИ к узлу звукосигнализации, выход блока вычитания координат через схему сравнения кодов подключен к первому входу информационного табло, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания координат, при этом второй вход схемы сравнения кодов подключен к выходу задатчика кода зоны поражения, а узел генерации средства поражения цели выполнен в виде установленных в специальном ружейном патроне формирующей оптической системы, ждущего мультивибратора, светодиода, схемы задержки, микробатарейки и датчика удара, причем светодиод подключен к выходу схемы задержки, вход которой подключен к выходу ждущего мультивибратора, стартовый вход которого подключен к датчику удара, микробатарейка своим выходом подсоединена с входам мультивибратора и схемы задержки, при этом светодиод установлен в эквивалентном фокусе формирующей оптической системы, а специальный ружейный патрон устанавливается в казенной части оружия. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что на экран нанесено глубокоматовое покрытие, диффузно отражающее свет. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что датчик удара выполнен в виде плоских пластин с контактами. 9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что блок определения координат места нахождения средства поражения цели содержит мультиплексор, соединенный через триггер управления с регистрами координат и последовательно соединенными схемами сложения и деления кодов, генератор тактовых импульсов, соединенный через элемент И и формирователь адреса (кода) с вторым входами мультиплексора и регистров координат, причем первый вход мультиплексора через четвертый элемент ИЛИ соединен с вторым элементом И. 10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что узел приема средства поражения цели, выполненный в виде двух параллельных рядов фотодатчиков, образующих первый и второй блоки фотодатчиков, размещен на экране по баллистической кривой.