ПЕРИСКОП ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ Российский патент 1999 года по МПК G02B23/08 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, к устройствам оптического наведения и прицеливания, а именно к перископам подводных лодок.

Известен перископ подводной лодки по [1], состоящий из головной и окулярной частей, соединенных трубой. Перископ имеет один визуальный канал наблюдения, содержащий установленные по ходу оптического луча защитное стекло, визирный блок в виде прямоугольной призмы, объектив, оборачивающие системы, коллективы, окулярную прямоугольную призму и сам окуляр.

Описанная конструкция перископа имеет следующие недостатки:
1. Перископ имеет один канал наблюдения, следовательно, у него ограниченные возможности наблюдения при неблагоприятных условиях;
2. Перископ не может визировать на курсовых углах солнца, так как отраженный от поверхности воды свет, попадая в глаз оператору, не позволяет ему видеть цель.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является перископ по [2], состоящий из головной части в виде визирной призмы, установленной в верхней части трубы. Труба содержит оптику и перемещается в вертикальном направлении под воздействием подъемного механизма благодаря подшипникам, установленным в верхней части корпуса подлодки, и оборудована в нижней части подвесным механизмом горизонтального наведения, включающего неподвижную часть и двигатель. Неподвижная часть механизма горизонтального наведения соединена с трубой при помощи роликового упорного подшипника, который позволяет трубе вращаться вокруг вертикальной оси под воздействием двигателя. Перископ содержит также подвижный относительно корпуса подлодки окулярный блок, содержащий отклоняющие зеркала и окуляр.

Прототип обладает следующими недостатками:
1. Конструкция обладает одним каналом наблюдения, что существенно ограничивает информационные возможности прибора;
2. В прототипе не предусмотрена возможность визирования на курсовых углах солнца;
3. При деформации корпуса лодки во время ее эксплуатации (под постоянным давлением воды и внешними воздействиями ударного характера) возможна расцентрировка подшипников перископа и подшипников механизма горизонтального наблюдения, что может привести к заклиниванию трубы при повороте прибора вокруг вертикальной оси.

4. Защитное стекло и визирный блок выполнены из материалов, прозрачных только для излучения видимого диапазона спектра.

Задача изобретения состоит в увеличении многофункциональности перископа, повышении надежности работы устройства при различных внешних условиях.

Задача решается в предлагаемом перископе подводной лодки, состоящем из основного визуального канала, содержащего расположенные последовательно по ходу оптического луча защитное стекло, поворотный визирный блок с механизмом наведения по высоте и систему смены увеличений, расположенные в головной части перископа, а также окулярную часть, соединенную трубой с головной частью перископа, внутри которой размещены по ходу оптического луча объектив и оборачивающие системы, и оборудованной в нижней части механизмом горизонтального наведения. Окулярная часть содержит коллектив, отклоняющее зеркало и окуляр.

Предлагаемый перископ отличается от прототипа тем, что в головную часть перископа введен дополнительный канал наблюдения. Поворотный визирный блок выполнен в виде прямоугольной призмы-куба, оптически связанной с основным и дополнительным каналами наблюдения. Защитное стекло и прямоугольная призма-куб выполнены биспектральными, при этом между осью поворота прямоугольной призмы-куба и механизмом наведения по высоте введен дифференциал, один вход которого подключен к механизму наведения по высоте, а другой к вновь введенной системе управления поворотом призмы на постоянный угол. В окулярную часть перископа, между отклоняющим зеркалом и окуляром, введен поляризационный фильтр, имеющий возможность поворота вокруг оптической оси прибора и удаления из основного визуального канала перископа.

Предложен вариант изобретения, который отличается тем, что неподвижная часть механизма горизонтального наведения в поднятом положении перископа соединена с верхней частью корпуса подводной лодки системой штырей, имеющих две степени свободы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Сущность изобретения пояснена чертежом, на котором показан общий вид предлагаемого устройства.

Предлагаемый перископ подводной лодки состоит из головной части 1 и окулярной части 2, соединенных между собой трубой 3. Головная 1 и окулярная 2 части перископа составляют единое целое с трубой 3 перископа, прикреплены к ней.

Основной (визуальный) канал наблюдения перископа содержит расположенные последовательно по ходу оптического луча защитное стекло 4, поворотный визирный блок в виде прямоугольной призмы-куб 5, систему смены увеличений 6, состоящую из объектива и окуляра, расположенные в головной части 1 прибора, объектив 7, оборачивающие системы 8, находящиеся внутри трубы 3 перископа, коллектив 9, отклоняющее зеркало 10, поляризационный фильтр 11 и окуляр 12, размещенные в его окулярной части 2. С прямоугольной призмой-кубом оптически связан телевизионный или тепловой дополнительный канал наблюдения 13. Прямоугольная призма-куб 5 приводится в движение при помощи дифференциала 14, который связывает ee c механизмом наведения по высоте 15 при нацеливании перископа на объект или системой поворота призмы на постоянный угол 16 при переключении призмы 5 с основного канала на дополнительный 13.

Перископ содержит подъемный механизм, который состоит из многошкифного блока (полистпаста), состоящего из подвижных шкифов, которые приводятся в движение домкратами.

Труба 3 имеет возможность перемещения в вертикальном направлении на подшипниках скольжения 17, расположенных наверху корпуса подлодки. Труба 3 оборудована в нижней части подвесным механизмом горизонтального наведения 18, состоящего из двигателя 19 и неподвижной части 20. В верхнем, поднятом положении перископ фиксируется на верхней части корпуса подлодки при помощи соединительного узла, состоящего из "стыковочной" 21 и "плавающей" 22 шайб. "Стыковочная" шайба 21 крепится к внутренней части 23 подволока подлодки, а "плавающая" 22 свободно закреплена на неподвижной части 20 механизма горизонтального наведения. В "плавающей" шайбе 22 предусмотрены два штыря 24 и два паза 25, сориентированные под 90 градусов друг к другу. При соединении шпонки 26, закрепленные на неподвижной части механизма горизонтального наведения, входят в пазы 25 "плавающей" шайбы. Шпоночное соединение 25-26 дает возможность смещения "плавающей" шайбы на допускаемую величину только в направлении линии, соединяющей два шпоночных паза "плавающей" шайбы. В "стыковочной" шайбе 21 предусмотрены гнезда 27, размер которых четко соответствует рабочему размеру штырей 24 "плавающей" шайбы 22 в направлении, перпендикулярном линии, соединяющей гнезда "стыковочной " шайбы и превышает его (имеет допуск) в диаметральном направлении. Таким образом "плавающая" шайба 22 имеет возможность смещения в горизонтальной плоскости, в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Пучок лучей от цели попадает в защитное стекло перископа 4 и далее на визирную призму-куб 5, которые выполнены бисспектральными и пропускают излучение в видимом и инфракрасном (ИК) диапазонах. Визирная призма-куб 5 на гипотенузной поверхности имеет цветоделительный слой, и пучки видимого диапазона отражаются практически полностью или в основной визуальный канал наблюдения или в дополнительный 13, если он выполнен телевизионным, а пучки ИК излучения полностью отражаются в дополнительный канал, если он выполнен тепловым. Дополнительный канал (в любом варианте) формирует изображение объекта на электронном приемном устройстве. В диапазоне ИК излучения существует два окна (первое - с длинами волн от 3 до 5 мкм, а второе - с длинами волн от 8 до 14 мкм), которые хорошо пропускаются атмосферой Земли, именно в этих диапазонах и работают ИК приборы наблюдения. Телевизионный канал наблюдения работает в спектральном диапазоне от 0,4 мкм до 1,05 мкм, то есть использует все видимое электромагнитное излучение, а основной визуальный канал работает только на длинах волн, воспринимаемых человеческим глазом, то есть от 0,4 до 0,7 мкм. Телевизионный дополнительный канал так же, как и тепловой дополнительный канал, обеспечивает возможность работы перископа при неблагоприятных условиях (в темноте).

Таким образом, основной и дополнительный каналы наблюдения работают абсолютно автономно независимо друг от друга и последовательно, перископ работает либо на визуальном, либо на дополнительном тепловом или телевизионном канале. Единственно, что их объединяет - это защитное стекло и призма-куб, которые выполнены биспектральными и работают как в оптическом, так и ИК диапазонах наблюдения.

Призма-куб 5 устанавливается в головной части 1 перископа с возможностью визирования по высоте (в вертикальном направлении) при нацеливании перископа на объект с помощью дифференциала 14, один вход которого соединен с механизмом наведения по высоте 15, а другой - к системе управления поворотом призмы на постоянный угол 16.

После визирной призмы 5 пучок попадает в систему смены увеличения 6, состоящую из объектива и окуляра. Далее луч проходит объектив 7 и оборачивающие системы 8, размещенные в трубе 3 перископа, и направляется в окулярную часть 2, отражается от зеркала 10 и горизонтальным ходом попадает в линзовую систему окуляра 12. В основной визуальный канал вводится отсекающий и поляризационный светофильтр 11 для увеличения контраста цели, для ликвидации отраженных солнечных или лунных бликов, солнечных и лунных дорожек. Направление пучка лучей в дополнительный канал наблюдения 13 (тепловой или телевизионный) осуществляется переключением призмы-куба 5. Это переключение осуществляется при помощи дифференциала 14, соединенного с системой поворота призмы- куба на постоянный угол 16.

Труба 3 перемещается в вертикальном направлении при помощи подъемного механизма и в верхнем поднятом положении штыри "плавающей" шайбы 21 входят в пазы "стыковочной" шайбы 22, соединяя перископ с верхней частью корпуса подводной лодки 23, так что система штырей имеет две степени свободы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Труба 3 в поднятом положении получает возможность вращения вокруг своей вертикальной оси при помощи двигателя 19 механизма горизонтального наведения 18. Такое соединение перископа с корпусом подводной лодки 23 предотвращает возможность расцентрировки подшипников, соединяющих трубу 3 перископа с верхней частью корпуса подлодки 23, и подшипников, соединяющих трубу 3 перископа с неподвижной частью 20 механизма горизонтального наведения 18, что может привести к заклиниванию трубы при повороте прибора вокруг вертикальной оси при воздействии на нее давления воды и внешних воздействий ударного характера.

Литература
1. С.Г.Бабушкин и др. Оптико-механические приборы, Москва, "Машиностроение", 1965, стр. 286.

2. Франция, заявка N 2488414, приоритет 06. 06. 80, МПК G 02 В 23/08, опубликовано 12. 02. 82 N 6 (прототип).

Перископ подводной лодки относится к устройствам оптического наведения и прицеливания. Перископ состоит из головной части, включающей защитное стекло, поворотный визирный блок с механизмом наведения по высоте и систему смены увеличений, окулярной части, содержащей коллектив, отклоняющее зеркало и окуляр, соединенные трубой, внутри которой размещены по ходу оптического луча объектив и оборачивающие системы, и оборудованной в нижней части механизмом горизонтального наведения. Защитное стекло и поворотный визирный блок в виде прямоугольной призмы-куба выполнены биспектральными. В головную часть перископа введен дополнительный канал наблюдения, соединенный с основным каналом через прямоугольную призму-куб. Между осью вращения прямоугольной призмы-куба и механизмом наведения по высоте введен дифференциал, один вход которого подключен к механизму наведения по высоте, а другой - к вновь введенной системе управления поворотом призмы на постоянный угол. В окулярную часть перископа, между отклоняющим зеркалом и окуляром, введен поляризационный фильтр, имеющий возможность поворота вокруг оптической оси прибора, при этом он может быть удален из прибора. Изобретение позволяет увеличить многофункциональность перископа, повысить надежность работы устройства при различных внешних условиях. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Перископ подводной лодки, состоящий из основного визуального канала, содержащего расположенные последовательно по ходу оптического луча защитное стекло, поворотный визирный блок с механизмом наведения по высоте и систему смены увеличений, расположенные в головной части перископа, а также окулярную часть, соединенную трубой с головной частью перископа, внутри которой размещены по ходу оптического луча объектив и оборачивающие системы, и оборудованной в нижней части механизмом горизонтального наведения, причем окулярная часть содержит коллектив, отклоняющее зеркало и окуляр, отличающийся тем, что в головную часть перископа введен дополнительный канал наблюдения, поворотный визирный блок выполнен в виде прямоугольной призмы-куба, оптически связанной с основным и дополнительным каналами наблюдения, защитное стекло и прямоугольная призма-куб выполнены биспектральными, при этом между осью поворота прямоугольной призмы-куба и механизмом наведения по высоте введен дифференциал, один вход которого подключен к механизму наведения по высоте, а другой - к вновь введенной системе управления поворотом призмы на постоянный угол, в окулярную часть перископа, между отклоняющим зеркалом и окуляром введен поляризационный фильтр, имеющий возможность поворота вокруг оптической оси прибора и удаления из основного визуального канала перископа. 2. Перископ подводной лодки по п.1, отличающийся тем, что неподвижная часть механизма горизонтального наведения в поднятом положении перископа соединена с верхней частью корпуса подводной лодки системой штырей, имеющих две степени свободы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.