НАШЛЕМНАЯ СИСТЕМА ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F41G3/22 

Изобретение относится к области построения нашлемных систем целеуказания, определяющих угловые координаты наблюдаемого объекта относительно наблюдателя, в частности проектированию малогабаритных авиационных систем целеуказания с использованием формирователя визирной линии, размещенного на шлеме (каске) летчика, и может найти применение в авиации, космонавтике, тренажеростроении и других областях техники.

Известно большое количество нашлемных систем целеуказания, использующих различные физические принципы построения: магнитные, оптические, акустические и т.п. Изобретение относится к системам, использующим принцип оптической локации. К таким нашлемным системам целеуказания относятся, например, системы по патентам США 3375375, МКИ Н 01 J 3/14, опубл. 1968 г., Великобритании 1520I54, МКИ G 01 C 21/00, опубл. 1978 г. и Франции 2657154, МКИ F 41 G 3/02, опубл. 1991 г., которые в общем случае содержат формирователь визирной линии, расположенный на шлеме, светоизлучатели (датчики инфракрасного излучения), расположенные на шлеме или борту объекта наблюдателя, оптико-локационные блоки (приемники инфракрасного излучения), расположенные соответственно на борту или шлеме, а также вычислительное устройство. Все известные нашлемные системы целеуказания имеют весьма сложные и громоздкие конструкции, затрудняющие их компоновку и регулировку на борту и шлеме.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является нашлемная система целеуказания по патенту Великобритании 1520154. Эта система содержит формирователь визирной линии, расположенный на шлеме и представляющий собой коллимирующее оптическое устройство с прицельной меткой; инфракрасные светоизлучатели, фиксирующие положение визирной линии и расположенные на боковых поверхностях шлема по три излучателя с каждой стороны; два оптико-локационных блока, пеленгующие положение светоизлучателей и расположенные по одному блоку с каждой стороны борта объекта наблюдателя с возможностью сканирования соответствующей стороны шлема с расположенными на ней тремя светоизлучателями, а также вычислительное устройство, определяющее координаты цели по информации, получаемой от оптико-локационных блоков.

Эта система целеуказания имеет те же недостатки, что и другие известные системы, а именно они сложны по конструкции, размещению на борту и шлеме, а также регулировке и контролю взаимного положения их составных частей.

В этой системе целеуказания на шлеме расположены шесть светоизлучателей, что само по себе создает дополнительную нагрузку на голову наблюдателя, а кроме того, создает трудности в размещении светоизлучателей на шлеме и обеспечении их взаиморасположения между собой с высокой точностью, а также вызывает увеличение объема и массы вычислительного устройства из-за необходимости обработки информации от шести источников излучения. Размещение оптико-локационных блоков по разные стороны борта объекта вызывает трудности их установки, регулировки взаимоположения и контроля в процессе эксплуатации, а также требует достаточной жесткости борта объекта для обеспечения необходимой точности системы целеуказания.

Перед авторами стояла задача создания системы целеуказания, более простой по конструкции, размещению на шлеме и объекте, а также по контролю в эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что в нашлемной системе целеуказания, содержащей формирователь визирной линии, светоизлучатели, расположенные на шлеме, оптико-локационные блоки и вычислительное устройство, два светоизлучателя жестко связаны между собой с заданным расстоянием между ними и расположены на одной боковой поверхности шлема параллельно визирной линии, при этом оптико-локационные блоки также жестко связаны между собой с заданным расстоянием между ними и расположены с возможностью сканирования одной боковой поверхности шлема с размещенными на ней двумя светоизлучателями.

Заданные постоянные расстояния между светоизлучателями и между оптико-локационными блоками являются базовыми исходными параметрами для вычисления угловых координат, а жесткость оснований обеспечивает стабильность этих расстояний и взаимного положения составных частей системы в процессе эксплуатации, а соответственно и сохранению заданной точности.

Все вышеперечисленное позволяет создать более компактную нашлемную систему целеуказания с меньшей массой за счет уменьшения количества элементов, устанавливаемых на шлеме, уменьшения количества вычислительных элементов, а также уменьшения количества регулирующих элементов на борту объекта. Жесткое соединение двух светоизлучателей и двух оптико-локационных блоков позволяет отрегулировать их взаимоположение еще при изготовлении, тем самым снизить трудоемкость их установок на борту и шлеме, а также обеспечить стабильность и облегчить контроль взаимного положения составных частей системы целеуказания в процессе эксплуатации.

Сущность изобретения иллюстрируется на чертеже, где:
1 - формирователь визирной линии;
2 - визирная линия;
3 - шлем;
4 - светоизлучатели;
5 - основание светоизлучателей;
6 - линия, проходящая через светоизлучатели;
7 - борт объекта наблюдателя;
8 - оптико-локационные блоки;
9 - основание оптико-локационных блоков;
10 - вычислительное устройство.

Нашлемная система целеуказания состоит из формирователя визирной линии 1, установленного на шлеме 3 наблюдателя, двух светоизлучателей 4, закрепленных на общем жестком основании 5 с заданным расстоянием между ними и установленными на боковой поверхности шлема 3 так, чтобы линия 6, проходящая через светоизлучатели 4, была параллельна визирной линии 1.

На борту 7 объекта со стороны светоизлучаталей 4 установлены два оптико-локационных блока 8, закрепленные на общем жестком основании 9 с заданным расстоянием между ними и возможностью сканирования боковой поверхности шлема 3 со светоизлучателями 4. На борту 7 объекта располагается вычислительное устройство 10, электрически связанное с другими частями нашлемной системы целеуказания и бортовым оборудованием.

Нашлемная система целеуказания работает следующим образом: каждый из светоизлучателей 4, расположенных на шлеме 3, создает инфракрасное световое поле. Эти поля сканируются оптико-локационными блоками 8, которые пеленгуют положение центров излучения светоизлучателей 4 и передают эту информацию на вычислительное устройство 10, где с учетом постоянных заданных расстояний между светоизлучателями 4 и оптико-локационными блоками 8 определяются угловые координаты линии 6, проходящей через светоизлучатели 4. Поскольку эта линия 6 параллельна визирной линии 2, то их угловые координаты равны.

При слежении за целью наблюдатель поворотом головы со шлемом 3 совмещает визирную линию 2 с целью, при этом нашлемная система целеуказания непрерывно определяет (вычисляет) угловые координаты линии визирования 2, а следовательно, и цели относительно объекта наблюдателя. В качестве светоизлучателей 4 может быть использовано, например, устройство, выполненное на базе светодиода типа ЗЛ123А (см. "Каталог полупроводниковых приборов" ч.1 стр.144, М., Центральное конструкторское бюро, редакция 1990 г.).

В качестве формирователя визирной линии 1 и оптико-локационных блоков 8 могут быть использованы, например, устройства, выполненные на базе описанных в книге Лазарева Л. П. (см. Лазарев Л.П. "Инфракрасные и световые приборы самонаведения и наведения летательных аппаратов", стр.247-253, 401-410, М., Машиностроение, 1989 г.).

В качестве вычислительного устройства 10, например, может быть использован электронный блок, выполненный на базе микропроцессора типа МG 80CI86-XL-20.

Изобретение относится к системам целеуказания, в частности к нашлемным системам. Реализация устройства позволяет упростить конструкцию системы, ее контроль в эксплуатации, а также упростить размещение системы на шлеме и объекте. Сущность изобретения заключается в том, что два светоизлучателя жестко связаны между собой с заданным расстоянием между ними и расположены на одной боковой поверхности шлема параллельно визирной линии. Оптико-локационные блоки также жестко связаны между собой с заданным расстоянием между ними и расположены с возможностью сканирования одной боковой поверхности шлема с размещенными на ней двумя светоизлучателями. 1 ил.

Нашлемная система целеуказания, содержащая формирователь визирной линии, светоизлучатели, расположенные на шлеме, оптико-локационные блоки и вычислительное устройство, отличающаяся тем, что два светоизлучателя жестко связаны между собой на заданном расстоянии и расположены на одной боковой поверхности шлема параллельно визирной линии, при этом оптико-локационные блоки также жестко связаны между собой на заданном расстоянии и размещены с возможностью сканирования одной боковой поверхности шлема с расположенными на ней двумя светоизлучателями.