СИСТЕМА НАВЕДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО СНАРЯДА Российский патент 1999 года по МПК F41G7/26 F42B15/00 

Изобретение относится к оптическим системам наведения самодвижущихся снарядов и может быть использовано в системах с телеориентацией управляемого снаряда в луче лазера. В настоящее время широко известны системы наведения, использующие принцип телеориентации управляемого снаряда в луче лазера, состоящие из снаряда, снабженного приемником лазерного излучения и прицела, состоящего из канала визирования цели и канала наведения, включающего в себя источник лазерного излучения, модулятор, представляющий собой модулятор интенсивности [1] или модулятор пространственного положения луча [2], и формирующую оптическую систему с переменным фокусным расстоянием, обеспечивающую постоянство размера сечения луча наведения на текущей дальности управляемого снаряда, за счет чего достигается постоянство энергетического потенциала и точности канала наведения на всей траектории полета снаряда.

Недостатками данных технических решений является то, что в них не представлена возможность смены временного закона изменения фокусного расстояния оптической системы в зависимости от конкретного типа управляемого снаряда, то есть отсутствует унификация системы наведения для снарядов с различными баллистическими характеристиками (различными зависимостями текущей дальности снаряда от полетного времени).

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является система оружия [3] с оптическим прицелом, включающим в себя канал визирования цели и канал наведения, содержащий источник лазерного излучения, модулятор и оптическую систему с переменным фокусным расстоянием. Модулятор обеспечивает кодирование информационного поля луча наведения, постоянство линейного размера сечения которого на текущей дальности управляемого снаряда обеспечивается формирующей оптикой с переменным фокусным расстоянием за счет перемещения по определенному закону подвижных компонент оптической схемы.

Данная система оружия также обладает указанным выше недостатком.

Задачей данного изобретения является унификация системы наведения для управляемых снарядов с различными баллистическими характеристиками.

Поставленная задача решается за счет того, что в системе наведения, состоящей из управляемого снаряда и оптического прицела, включающего в себя канал визирования цели и канал наведения, содержащий источник лазерного излучения, модулятор и оптическую систему с переменным фокусным расстоянием, в прицел введена схема управления оптической системой, выход которой подключен к оптической системе с переменным фокусным расстоянием, а в управляемый снаряд введен формирователь признака снаряда по типу баллистических характеристик, выход которого до пуска снаряда соединен с первым входом схемы управления оптической системой, второй вход которой соединен с системой запуска снаряда.

Задача решается также за счет того, что оптическая система с переменным фокусным расстоянием снабжена электромеханическим приводом подвижных оптических компонент, состоящим из механически связанных между собой электродвигателя и редуктора, а также датчика частоты оборотов вала электродвигателя, причем выход датчика частоты оборотов подключен к третьему входу схемы управления оптической системой, выход которой подсоединен ко входу электродвигателя, при этом схема управления оптической системой выполнена в виде последовательно соединенных программируемого задающего генератора, фазового детектора и усилителя мощности, выход которого соединен с выходом схемы управления оптической системой, первый и второй входы которой подключены соответственно к первому и второму входам программируемого задающего генератора, а третий вход - ко второму входу фазового детектора.

Поставленная задача достигается также тем, что в системе программируемый задающий генератор выполнен в виде генератора тактовой частоты, постоянного запоминающего устройства, первого и второго счетчиков и регистра памяти, при этом выход второго счетчика подключен к выходу программируемого задающего генератора, первый вход которого подключен ко входу регистра памяти, а второй - к первому входу первого счетчика, выход которого подключен к первому входу постоянного запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом регистра памяти, а выход - к первому входу второго счетчика, второй вход которого, как и второй вход первого счетчика соединен с выходом генератора тактовой частоты.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена структурная схема системы наведения управляемым снарядом до его пуска, на фиг. 2 представлена блок-схема программируемого задающего генератора.

Система наведения (фиг. 1) состоит из управляемого снаряда 1, содержащего формирователь признака его баллистических характеристик 2, оптического прицела 3, включающего в себя канал визирования цели 4 и канал наведения 5, состоящий из источника лазерного излучения 6, модулятора 7, формирующей оптической системы 8 и схемы управления ею 9, при этом в состав оптической системы входит электродвигатель 10, датчик частоты оборотов его вала 11, выполненный в виде зубчатого диска 12 и оптронной пары 13, редуктор 14 и оптическая схема 15, а схема управления оптической системой 9 выполнена в виде программируемого задающего генератора 16, фазового детектора 17 и усилителя мощности 18, причем программируемый задающий генератор 16 реализован в виде (фиг. 2) генератора тактовой частоты 19, первого счетчика 20, второго счетчика 21, постоянного запоминающего устройства 22 и регистра памяти 23.

Данная система работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на прицел 3 регистр памяти 23 устанавливает на своем выходе код, полученный от формирователя признака снаряда 2, который в простейшем случае представляет собой определенный набор перемычек в разъеме кабеля, связывающего управляемый снаряд 1 и прицел 3 до выстрела снаряда. Разрядность кода зависит от количества типов снарядов с различными баллистическими характеристиками, для которых проводится унификация системы наведения. В простейшем случае при двух типах снарядов регистр памяти может представлять собой триггер, устанавливающий на втором входе постоянного запоминающего устройства 20 уровень "0" или "1" в зависимости от того, установлена в снаряде 1 перемычка или нет. Затем оператор наводит канал визирования 4 на выбранную цель и производит выстрел управляемого снаряда 1, при котором рвется связь снаряда 1 и прицела 3, а также от устройства запуска снаряда на первый вход первого счетчика 20 приходит сигнал разрешения счета импульсов генератора тактовой частоты 19, после чего на первом входе постоянного запоминающего устройства 22 возникает меняющийся код, значение которого пропорционально текущему времени от момента выстрела.

Сформированный этим меняющимся кодом и кодом на выходе регистра памяти 23 адрес принимается заранее запрограммированным для разных типов снарядов постоянным запоминающим устройством 22, на выходе которого формируется меняющийся со временем код, причем закон изменения кода соответствует типу выстреленного снаряда.

Сформированный таким образом код поступает на программируемые входы второго счетчика 21, включенного в режиме деления частоты импульсов генератора тактовой частоты 19. Код представляет собой коэффициент деления, при этом на выходе второго счетчика 21 формируются импульсы, частота которых меняется во времени по заранее определенному закону, соответствующему типу баллистических характеристик выстреленного снаряда 1.

Фазовый детектор 17 определяет фазовый сдвиг между импульсами программируемого задающего генератора 16 и импульсами датчика частоты оборотов вала двигателя 11. Так как в начальный момент сигнал с датчика 11 отсутствует, то фазовый детектор 17 выдает команду на разгон двигателя 10, при вращении вала которого прорези диска 12 прерывают оптическую связь в оптронной паре 13, на выходе которой формируются импульсы с частотой f=f_дв•n, где f_дв - частота оборотов двигателя, n - число радиальных прорезей в диске. При попадании частоты импульсов датчика 11 в полосу захвата детектора 17 начинает функционировать астатический контур подстройки частоты, состоящий из элементов 17, 18, 10, 11 и, таким образом, частота оборотов вала двигателя 10 без статических ошибок соответствует программно меняющейся частоте импульсов задающего генератора 16.

Вращение вала двигателя 10 преобразуется механическим редуктором 14 в линейное перемещение подвижных элементов оптической схемы 15, что при описанной регулировке скорости вращения позволяет изменять фокусное расстояние формирующей оптической системы 8 в соответствии с законом изменения текущей полетной дальности выстреленного типа снаряда. Это обеспечивает унификацию системы наведения для управляемых снарядов с различными типами баллистических характеристик с сохранением энергетического потенциала и точности канала наведения для любого из них, что и является задачей предлагаемого технического решения.

Источники информации
1. Патент США N 5427328, НКИ 244-3.13, 12.02.85.

2. Патент США N 4111385, НКИ 244-3.13, 05.09.78.

З. Патент ФРГ N 4137843, МКИ F 41 С 1/38, 19.05.93.

Изобретение относится к оптическим системам наведения самодвижущихся снарядов и может быть использовано в системах телеориентации управляемых снарядов в дуче лазера. Применение указанного технического решения позволяет унифицировать систему наведения для управляемых снарядов с различными баллистическими характеристиками. Решение технической задачи достигается тем, что в оптический прицел системы наведения, состоящий из визирного канала и канала наведения, включающего в себя источник лазерного излучения, модулятор и формирующую оптическую систему с переменным фокусным расстоянием, введена схема управления оптической системой, а в управляемый снаряд введен формирователь признака снаряда по типу баллистических характеристик, выход которого до выстрела снаряда соединен с первым входом схемы управления, второй вход которой соединен с системой запуска снаряда, а выход - с оптической системой с переменным фокусным расстоянием. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Система наведения управляемого снаряда, содержащая управляемый снаряд с системой запуска и оптический прицел, включающий в себя канал визирования цели и канал наведения, содержащий источник лазерного излучения, модулятор и оптическую систему с переменным фокусным расстоянием, отличающаяся тем, что в прицел введена схема управления оптической системой, а в управляемый снаряд введен формирователь признака снаряда по типу баллистических характеристик, выход которого соединен с первым входом схемы управления оптической системой, второй вход которой соединен с системой запуска снаряда, а выход - с оптической системой с переменным фокусным расстоянием. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что оптическая система с переменным фокусным расстоянием содержит электромеханический привод подвижных компонент оптической схемы, который состоит из механически связанных электродвигателя и редуктора, а также датчика частоты оборотов вала электродвигателя, причем выход датчика частоты оборотов подключен к третьему входу схемы управления оптической системой, выход которой соединен со входом электродвигателя, при этом схема управления оптической системой выполнена в виде последовательно соединенных программируемого задающего генератора, фазового детектора и усилителя мощности, выход которого соединен с выходом схемы управления оптической системой, первый и второй входы схемы управления оптической системой подключены соответственно к первому и второму входам программируемого задающего генератора, а второй вход фазового детектора подключен к третьему входу схемы управления оптической системой. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что программируемый задающий генератор содержит генератор тактовой частоты, постоянное запоминающее устройство, первый и второй счетчики и регистр памяти, при этом выход второго счетчика подключен к выходу программируемого задающего генератора, первый вход которого подключен ко входу регистра памяти, а второй - к первому входу первого счетчика, выход которого подключен к первому входу постоянного запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом регистра памяти, а выход - с первым входом второго счетчика, причем вторые входы обоих счетчиков соединены с выходом генератора тактовой частоты.