СПОСОБ ВИЗИРОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F41G3/02 

Изобретение относится к процессам управления, а более конкретно к способам визирования объектов, например целей при стрельбе из различных типов вооружения.

Для решения задачи поражения цели необходимо прежде всего решить задачу встречи снаряда (ракеты) с целью. В настоящее время эта задача решается путем придания вооружению такого положения перед выстрелом, которое обеспечило бы совмещение траектории снаряда (ракеты) с целью в момент достижения снарядом (ракетой) цели. Это обеспечивается различными прицельными устройствами, одной из основных функций которых является визирование цели. От эффективности визирования (прежде всего точности визирования) зависит и эффективность вооружения, а вместе с тем, и эффективность стрельбы в целом.

Известен, например, способ визирования, реализованный в прицельном устройстве комплекса вооружения танка Т-62 (см. например "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62", Воениздат, М. 1968, 195-210).

В этом комплексе при стрельбе в обычных условиях с места по неподвижной цели прицеливание осуществляется путем совмещение точки прицеливания с прицельной маркой, а изменение условий стрельбы учитывается перемещением прицельной марки на определенную угловую величину до выстрела.

При этом возникает угловое рассогласование между линией визирования и вооружением (осью канала ствола). Это обеспечивает однообразие прицеливания (совмещение цели с прицельной маркой). Вместе с этим это приводит к недостатку: отклонению линии визирования от оптической оси прицельного устройства, что сопровождается ухудшением видимости и снижением разрешающей способности оптической системы. Кроме того, при стрельбе в условиях, отличных от обычных (стрельба с ходу, по движущейся цели, стрельба при сильном боковом ветре и т.д.), приходиться вводить поправку в положение линии визирования относительно цели, что вызывает смещение визирования относительно цели, что вызывает смещение визирного индекса (прицельной марки) относительно цели. В этом случае нарушается однообразие прицеливания, снижается его точность, а вместе с этим резко падает и эффективность стрельбы.

Известен также способ визирования (см. например, А.Н.Латухин "Противотанковое вооружение", М. Воениздат, 1974, с.218-238), являющийся прототипом предлагаемого. Он заключается в определении и установке исходных размеров поля зрения, совмещении его оптической оси с объектом визирования и удержании его (поля зрения) в таком положении в течение заданного времени. В этом способе, в отличие от других известных (см. выше), поправки на отклонение условий стрельбы от нормальных вводятся в положении вооружения по отношению к прицельной марке, а не наоборот. Совмещение оптической оси (линии визирования) с целью при прицеливании и ввод поправок в положение вооружения относительно линии визирования обеспечивают однообразие при прицеливании, предотвращает ухудшение видимости и снижение разрешающей способности оптической системы, а вместе с этим и улучшают эргономические условия при визировании.

Однако этот способ визирования также имеет недостатки. Несмотря на однообразие прицеливания при стрельбе по различным целям наводчик должен удерживать линию визирования на цели (на точке прицеливания) в течение продолжительного времени, чтобы обеспечить ввод в положение вооружения всех поправок. Это время довольно продолжительное и составляет не менее 3с. Это время еще более увеличивается, если стрельба производится управляемой ракетой. Например, при стрельбе управляемой ракетой на максимальную дальность наводчик вынужден удерживать линию визирования на цели более 15с (см. например, А. Н. Латухин "Противотанковое вооружение", М.Воениздат, 1974, с. 192-235). Такое прицеливание несмотря на то, что оно точнее и проще, чем в танке Т-62, вызывает повышенную напряженность наводчика, в частности, его зрительного аппарата, что очень часто приводит к потере цели или прицельной марки в условиях действия пыледымовых и, особенно, световых помех.

Целью изобретения является улучшение условий и повышение помехоустойчивости и точности визирования.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе после совмещения оптической оси поля зрения с объектом визирования уменьшают поле зрения до размера B = B_o+ 6σ_в где B размер поля зрения, B₀ размер объекта визирования, σ_в среднеквадратическое значение ошибки визирования, а по истечении времени t_з-t_и, где t_з заданное время визирования, t_и время инерции системы "глаз-визирное хозяйство", восстанавливают поле зрения в исходных размерах.

Использование предлагаемого способа применительно к объектам вооружения происходит следующим образом. Наводчик, наблюдая через оптическую формирующую систему, обнаруживает цель, определяет и устанавливает необходимый размер поля зрения (как правило, угол поля зрения) и как можно точнее совмещает линию визирования с объектом визирования (с целью). Определение и выбор исходных размеров поля зрения зависят от типа прицельного устройства. Если это оптический прибор, то основным размером будет угол поля зрения, изменяемый, как правило, плавно или дискретно в зависимости от необходимого увеличения, размеров объекта визирования (цели), скорости его движения, наличия помех в поле зрения и т.д. В процессе разведки целей, до их обнаружения размеры поля зрения, как правило, максимальны, что необходимо для сокращения времени поиска цели. Если же разведка (обнаружение) объекта визирования производится по экрану электронно-оптического устройства, то основными размерами поля зрения будут его ширина и высота, которые, как правило, соответствуют ширине и высоте объекта визирования. Совмещение линии визирования с целью производится с помощью визирного индекса (прицельной марки), который в прототипе съюстирован с оптической осью поля зрения прицельного устройства. Поэтому при совмещении линии визирования с объектом визирования одновременно происходит совмещение с ним и оптической оси поля зрения визирного устройства, благодаря чему достигается увеличение разрешающей способности прицела и видимости цели, уменьшается вероятность оптических искажений.

Убедившись в совмещении визирного индекса с точкой визирования на цели, наводчик уменьшает поле зрения до величины B = B_o+ 6σ_в, где B размер поля зрения (уменьшенный), B₀ размер объекта визирования (цели), σ_в - среднеквадратическое значение ошибки визирования. Составляющая 6σ_в - обеспечивает запас поля зрения (относительно размеров объекта визирования), который с вероятностью 0,98 исключает возможность выхода объекта слежения из поля зрения прицельного устройства из-за ошибок визирования. Уменьшение поля зрения может происходить либо по специальной команде наводчика, например, нажатием на введенную для этих целей в систему управления огнем специальную кнопку, либо до совпадающей по времени штатной команде системы управления. Такими штатными командами могут быть команды на замер дальности, на заряжение орудия и др. Если размеры поля зрения угловые, то информацию о размерах объекта слежения определяют после замера дальности до него. Информация о размерах типовых целей и ошибках визирования в типовых ситуациях вводится в систему управления огнем заблаговременно. Уменьшение поля зрения производится с помощью специально введенной в оптическую систему прицельного устройства диафрагмы (например, апертурой) с регулируемым с помощью специального привода осевым отверстием.

Уменьшение поля зрения обеспечивает снижение яркости фона и повышение четкости изображения цели (см. например, Е.И. Бутиков "Оптика", М. "Высшая школа", 1986, с. 347-352). Кроме того, за счет снижения яркости фона обеспечивается увеличение контраста визирного индекса (прицельной марки). Основное же значение уменьшения поля зрения заключается в экранировании пыледымовых и, прежде всего, световых помех. Все это обеспечивает повышение помехоустойчивости и точности прицеливания. По истечении времени t_з-t_и, где t_з заданное время визирования, t_и - время инерции системы "глаз-визирное устройство" поле зрения восстанавливается в исходных размерах. Применительно к стрельбе по целям противника заданным временем, как правило, считается время от момента совмещения линии визирования с объектом визирования до попадания снаряда (ракеты) в цель. Команду на восстановление размеров поля зрения может подать как сам наводчик (как и команду на его уменьшение, путем нажатия специальной кнопки), так и автоматически система управления огнем на основании информации о дальности до цели и скорости полета снаряда (ракеты). Своевременное восстановление исходных размеров поля зрения необходимо для сохранения высокого уровня достоверности оценки результата выстрела и эффективной разведки последующих целей (в случае поражения предыдущей).

Предложенный способ прицеливания обеспечивает получение положительного эффекта. Он заключается в повышении помехоустойчивости и точности процесса визирования, что обеспечивается экранированием световых и пыледымовых помех, снижением яркости фона и повышением четкости изображения. Экспериментальная оценка эффективности предложенного способа визирования (прицеливания) свидетельствует о существенном повышении точности визирования (прицеливания) при стрельбе в сложных условиях (пестрый и яркий фон, быстрое изменение яркости фона и цели, наличие световых и пыледымовых помех в поле зрения прицельного устройства и др.). Частость попадания при электронных стрельбах в условиях световых помех, полученная наводчиками с использованием предложенного способа, превысила на 10-15% частость попадания, полученную известным (см. прототип) способом визирования (прицеливания) в аналогичных условиях.

Предложенный способ визирования может быть использован не только в военных целях, но и в других областях науки и техники, например при визировании объектов на фоне звездного неба, в телевидении и др.

Использование: управление стрельбой. Сущность изобретения: способ визирования, заключающийся в том, что определяют и устанавливают исходные размеры поля зрения, совмещают его оптическую ось с объектом визирования, затем уменьшают поле зрения до размера B = B_o+ 6σ_в, где B-размер поля зрения, B_o-размер объекта визирования, σ_в - среднеквадратическое значение ошибки визирования, а по истечение времени t₃-t_n, где t₃-заданное время визирования, t_n-время инерции системы "глаз-визирное устройство", восстанавливают поле зрения до исходных размеров.

Способ визирования, заключающийся в определении и установке исходных размеров поля зрения, совмещении его оптической оси с объектом визирования и удержании в таком положении в течение заданного времени, отличающийся тем, что после совмещения оптической оси поля зрения с объектом визирования уменьшают поле зрения до размера B = B_o+ 6σ_в, где В размер поля зрения; В_о размер объекта визирования, σ_в - среднеквадратическое значение ошибки визирования, а по истечении времени t_з t _и, где t_з заданное время визирования; t_и время инерции системы глаз визирное устройство, восстанавливают поле зрения до исходных размеров.