СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИЦЕЛА СИСТЕМЫ ТЕЛЕОРИЕНТИРОВАНИЯ С ИЗЛУЧАЮЩИМИ КАНАЛАМИ НА ИНЖЕКЦИОННЫХ ЛАЗЕРАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F41G1/54 

Изобретение относится к средствам контроля прицелов, предназначенных для телеориентирования в оптическом луче машин, в частности летательных аппаратов, использующих в качестве источников излучения инжекционные лазеры.

Контроль параметров прицела, например, таких как несоосность визирного и излучающих каналов, вид пеленгационной характеристики, величина поля управления и др., является сложной технической задачей, требующей специального технологического оборудования, обеспечивающего требуемые точностные параметры контроля. Высокая точность юстировки и контроля параметров прицела позволяет обеспечить его заданные эксплуатационные характеристики. Одним из основных требований при контроле является высокая точность наведения прицельной марки на отверстие диафрагмы, угловой размер которого соответствует угловому размеру фотоприемного устройства летательного аппарата на максимальной дальности. Вследствие малых размеров отверстие диафрагмы в прицел практически не видно. Поэтому для обеспечения высокой точности наведения прицельной марки диафрагму подсвечивают источником света.

Известен способ контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах путем излучения через диафрагму с отверстием в перекрестии, которую устанавливают в фокальной плоскости объектива, подсвечивают прямым источником света и производят совмещение перекрестия сетки прицельной марки прицела с перекрестием диафрагмы с последующим снятием сигнала излучения регистрирующим устройством, расположенным на оптически сопряженных осях, которым сигнал преобразуют в координаты, после этого оценивают параметры прицела.

При этом устройство для осуществления данного способа контроля включает объектив, установленную в его фокальной плоскости диафрагму, фотоприемник и электронный блок измерения параметров сигнала, а диафрагма выполнена в виде перекрестия из двух вертикальной и горизонтальной щелей, центр которых расположен на оптической оси объектива, за диафрагмой установлен светоделитель, на оптически сопряженных осях которого расположены источник света и фотоприемник, а перед объективом в отверстиях, выполненных в непрозрачной перегородке, установлены светофильтры. Данный способ, реализованный устройством, выбран нами в качестве прототипа (1).

Недостатками прототипа являются:
1. Невозможность обеспечения равномерной освещенности прозрачных штрихов перекрестия прямым источником света, в результате чего снижается точность совмещения перекрестия сетки прицела с перекрестием диафрагмы.

2. Появление паразитного сигнала и дополнительных шумов из-за засветки фотоприемного устройства лазерным излучением через прозрачные штрихи диафрагмы и источником света.

Целью изобретения является разработка способа контроля и создание устройства для его осуществления, обеспечивающих наивысшую точность измерения параметров прицела за счет высокой точности наведения прицельной марки на отверстие диафрагмы при высокой технологичности и простоте конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в способе контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах путем излучения через диафрагму с отверстием в перекрестии, которую устанавливают в фокальной плоскости объектива, подсвечивают прямым источником света и производят совмещение перекрестия сетки прицельной марки прицела с перекрестием диафрагмы с последующим снятием сигнала излучения регистрирующим устройством, которым сигнал преобразуют в координаты, после этого оценивают параметры прицела, при этом в нем перед совмещением перекрестия сетки прицельной марки с перекрестием диафрагмы и регистрацией сигнала регистрирующим устройством с преобразованием его в координаты, перекрестие диафрагмы подсвечивают в закрытом объеме рассеянным светом, а отверстие фотоприемного устройства защищают от засветки.

Предложенный способ контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах позволяет повысить точность контроля излучающих каналов прицела и, следовательно, правильно оценить его эксплуатационные характеристики. Предложенный способ реализуется устройством, содержащим диафрагму с отверстием в центре перфорированного прозрачного перекрестия на непрозрачном фоне, выполненную в виде пластины, которая расположена в фокальной плоскости объектива коллиматора, фотоприемное устройство, источник света, кассетницу для светофильтров, электронную и контрольно-измерительную аппаратуру выделения координат, при этом в него дополнительно введен корпус, в котором размещены диафрагма и рассеивающий экран, выполненный в виде ламбертовской поверхности, создающие между собой закрытый объем, в котором расположены трубка-бленда, установленная соосно отверстиям диафрагмы и фотоприемного устройства, и источник света.

Сравнение заявленного способа и устройства для его осуществления показывает, что заявленный способ и устройство отличаются новым качеством подсветки прозрачных штрихов перекрестия диафрагмы и наличием в устройстве защитной трубки-бленды, обеспечивающими равномерную подсветку перекрестия и защиту фотоприемного устройства от засветки излучением лазера через прозрачные штрихи и непосредственно от источника света. Это обеспечивает изобретению соответствие критерию "новизна".

Сравнение заявленного способа и устройства с другими техническими решениями показывает, что совокупность отличительных признаков, которыми характеризуется заявленный способ и устройство, обеспечивают ему новое качество - позволяют повысить точность контроля параметров прицела и, соответственно, его эксплуатационные характеристики. Это обеспечивает соответствие заявленного способа и устройства критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлено устройство для осуществления способа контроля параметров прицела, на фиг. 2 представлена диафрагма, а на фиг. 3 представлена диафрагма с рассеивающим экраном, где:
1 - прицел системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах;
2 - коллиматор с объективом, позволяющим искусственно создать бесконечно удаленный объект (диафрагму, шкалу, миру и т. д.);
3 - диафрагма с отверстием 4 в центре перекрестия на непрозрачном фоне 5 и прозрачными взаимно перпендикулярными штрихами 6, создающими при совмещении перекрестия сетки прицела 1 с перекрестием диафрагмы 3 эффект "биссектора";
7 - фокальная плоскость объектива коллиматора 2;
8 - фотоприемное устройство с отверстием 9, установленным на сопряженных осях 10;
11 - кассетница для светофильтров 12, коэффициенты пропускания которых выбраны из условия выравнивания сигналов, создаваемых разными каналами прицела на фотоприемном устройстве, а также с учетом параметров контролируемого прицела (мощности излучения лазеров, диаметра и фокусного расстояния объективов излучающих каналов). Выравнивание сигналов на выходе фотоприемного устройства упрощает их обработку и обеспечивает повышенную точность измерений;
13 - электронная аппаратура измерения координат;
14 - контрольно-измерительная аппаратура выделения координат;
15 - оптическая скамья;
Z и Y - координаты, характеризующие положение луча относительно оси визирования;
16 - корпус с рассеивающим экраном 17, выполненным в виде ламбертовской поверхности с трубкой-блендой 18, который с диафрагмой 3 образует закрытый объем 19, в котором размещен источник света 20;
21, 22, 23, 24, 25 - крепежные элементы (гайки) для крепления диафрагмы 3 к фотоприемному устройству 7 и крепления диафрагмы 3 в корпусе 16.

Работа устройства осуществляется следующим образом: прибор-прицел 1 устанавливается на оптическую скамью 15, в фокальную плоскость 7 коллиматора 2 устанавливают диафрагму 3 вместе с фотоприемным устройством 8 и кассетницей 11 со светофильтрами 12.

Диафрагма 3 представляет собой прозрачное отверстие 4 и прозрачные взаимно перпендикулярные штрихи 6 на непрозрачном фоне 5. При этом точка пересечения осей штрихов с высокой точностью совмещена с центром отверстия 4 диафрагмы 3.

При наведении производится совмещение перекрестия сетки прицельной марки прицела 1 с штрихами 6 диафрагмы 3. Такое наведение обеспечивает высокую точность совмещения прицельной марки с центром диафрагмы, так как сама диафрагма из-за малых размеров в визир прицела практически не видна.

Диафрагму 3 устанавливают в корпус 16 при помощи крепежных элементов 23, 24, 25. Корпус имеет рассеивающий экран 17, выполненный в виде ламбертовской поверхности. Подсветка штрихов диафрагмы осуществляется рассеянным светом от источника света 20, обеспечивающего равномерную освещенность по всей длине штрихов 6. Ширина штрихов выполнена такой, чтобы при наведении выполнялся эффект "биссектора", обеспечивающий наибольшую точность. Для исключения возможности засветки фотоприемного устройства 8 через прозрачные штрихи 6 от излучения лазера, а также непосредственно от источника света 20 используется трубка-бленда 18, которая контактирует соосно отверстиям 4 и 9 диафрагмы 3 и фотоприемного устройства 8. Таким образом, диафрагма 3, корпус 16 и экран 17 с трубкой-блендой 18 создают закрытый объем, в котором установлен источник света 20.

После подключения устройства производят совмещение перекрестия сетки прицельной марки прицела с перекрестием диафрагмы, затем снимают сигнал излучения регистрирующим устройством 13 и преобразуют его в координаты, после этого оценивают параметры прицела. Равномерность подсветки штрихов 6 диафрагмы 3 обеспечивается рассеивающим экраном 17, покрытие которого имеет высокий коэффициент отражения видимого света. Например, многослойное белое покрытие на основе этилцеллюлозы и сернистого бария имеет коэффициент отражения 85-92% в видимой области спектра. Кроме того, для обеспечения наилучшего контраста штрихов диафрагмы можно экспериментальным путем добиться наилучшего сочетания цветов штрихов и фона.

Экспериментальные проверки контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах подтвердили, что предложенный способ и устройство для его осуществления с заявленной совокупностью признаков обеспечивает технологичность, высокую точность наведения перекрестия прицельной марки и ее совмещение с перекрестием диафрагмы с надежным контролем параметров прицела, так как постороннее излучение не попадает на фотоприемное устройство и не искажает результатов замеров.

Источники информации
1. Патент 2115878 RU от 20.07.98 г.

2. Заявка 96124587/02 от 30.12.96 г., МПК 6 F 41 G 1/54.

Группа изобретений относится к средствам контроля прицелов. Их реализация позволит повысить точность снятия энергетических характеристик прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах. Сущность изобретений заключается в том, что перед совмещением перекрестия сетки прицельной марки с перекрестием диафрагмы и регистрацией сигнала регистрирующим устройством с преобразованием его в координаты перекрестие диафрагмы подсвечивают в закрытом объеме рассеянным светом, а отверстие фотоприемного устройства защищают от засветки. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах путем излучения через диафрагму с отверстием в перекрестии, которую устанавливают в фокальной плоскости объектива, подсвечивают прямым источником света и производят совмещение перекрестия сетки прицельной марки прицела с перекрестием диафрагмы с последующим снятием сигнала излучения регистрирующим устройством, которым сигнал преобразуют в координаты, после этого оценивают параметры прицела, отличающийся тем, что в нем перед совмещением перекрестия сетки прицельной марки с перекрестием диафрагмы и регистрацией сигнала регистрирующим устройством с преобразованием его в координаты, перекрестие диафрагмы подсвечивают в закрытом объеме рассеянным светом, а отверстие фотоприемного устройства защищают от засветки. 2. Устройство для контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах, содержащее диафрагму с отверстием в центре перфорированного прозрачного перекрестия на непрозрачном фоне, выполненную в виде пластины, которая расположена в фокальной плоскости объектива коллиматора, фотоприемное устройство, источник света, кассетницу для светофильтров, электронную и контрольно-измерительную аппаратуру выделения координат, отличающееся тем, что в него дополнительно введен корпус, в котором размещены диафрагма и рассеивающий экран, выполненный в виде ламбертовской поверхности, создающие между собой закрытый объем, в котором расположены трубка-бленда, установленная соосно отверстиям диафрагмы и фотоприемного устройства, и источник света.