СТРЕЛКОВЫЙ ТИР Российский патент 2009 года по МПК F41J5/06 

Изобретение относится к мишенным комплексам, а именно к системам определения мест попаданий.

Известно мишенное устройство (патент Швейцарии СН №648654, кл. F41J 5/06, опубл. 1985 г.), содержащее корпус, две резиновые диафрагмы, образующие воздушную камеру с закрепленными в ней акустическими датчиками, и упрочняющие переднюю и заднюю стенки с укрепляющими пластинами, выполненными из дерева, которые служат для защиты диафрагмы от внешних воздействий (ветер, звук), при этом передняя стенка одновременно является и самой мишенью.

Недостатками этого устройства являются необходимость создания воздушной камеры для работы акустических датчиков, быстрая разрушаемость укрепляющих стенок, а вместе с этим и самого изображения мишени, вследствие чего необходимо использовать специальное электромеханическое устройство (СН 648653, кл. F41J 1/10, опубл. 1985 г.) для их автоматической замены, следовательно, увеличиваются габариты всей системы в целом, ее сложность и уменьшается надежность.

Также известно мишенное устройство (патент ЕР №0323941 А2, кл. F41J 5/04), содержащее лист из картона с закреплеными на нем акустическими датчиками, подключенными к хронометрам, соединенным со схемой определения координат точек попадания, и экран отображения.

Недостатком этого устройства является неудобная эксплуатация мишени, т.к. необходима частая смена мишеней.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к данному изобретению является стрелковый тир, содержащий устройство формирования изображения мишеней, состоящее из управляемой проекционной установки, подключенной к управляющему вычислительному устройству, и монолитного пуленепробиваемого экрана со встроенными по его периферии акустическими датчиками, подключенными к блоку определения координат попаданий, соединенному с управляющим вычислительным устройством, выходы которого соединены с устройством отображения результатов стрельбы (патент РФ №2095732, кл. F41J /06, опубл. 1997 г.).

Недостатком известного тира является наличие пуленепробиваемой панели, которая обладает большой массой, а также разрушается при использовании оружия с боеприпасами высокой энергии, тем самым делая невозможным ее эксплуатацию в этом случае.

Задачей изобретения является создание мобильного стрелкового тира небольшой массы с возможностью использования любого вида стрелкового оружия и одновременным увеличением срока службы.

Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение массы тира, увеличение срока его эксплуатации, а также расширение арсенала применяемого ручного стрелкового оружия (с высокой энергией пули) за счет использования панели (на которой расположена мишень), выполненной из ударовязкого материала, в котором, в отличие от бронеплиты, не накапливаются остаточные деформации под действием длительной ударной нагрузки, а происходит поглощение механической энергии в процессе деформации, тем самым, сохраняется акустическая однородность материала.

Применение панели из ударовязкого легкого материала в совокупности с беспроводными каналами передачи сигналов делают тир мобильным и более удобным в эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в стрелковом тире, содержащем мишень на панели из акустически однородного материала со встроенными в нее акустическими датчиками, связанными с блоком определения координат попаданий, соединенным с вычислительным устройством, подключенным к устройству отображения результатов стрельбы, связь между акустическими датчиками и блоком определения координат попаданий осуществлена посредством оптических каналов, соединение между блоком определения координат попаданий и вычислительным устройством выполнено посредством радиоканала, а панель выполнена из ударовязкого материала.

Каждый оптический канал содержит на передающей стороне последовательно соединенные усилитель сигнала с акустического датчика, вход которого является входом канала, формирователь сигналов светодиода и светодиод, а на приемной стороне - фотодиод, соединенный с усилителем сигналов с фотодиода, выход которого является выходом канала.

Радиоканал содержит первый и второй приемопередатчики и радиолинию.

Акустические датчики, конструктивные элементы оптического канала и блок определения координат попаданий защищены бронепластинами.

Стрелковый тир иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг.1 представлен общий вид стрелкового тира (вид спереди и сбоку);

на фиг.2 - общий вид стрелкового тира (вид сзади);

на фиг.3 - функциональная схема устройства.

Стрелковый тир (фиг.1, 2, 3) содержит мишень 1 на ударовязкой панели 2 со встроенными в нее акустическими датчиками 3, которые представляют собой пьезоэлементы, блок 4 определения координат попаданий, вычислительное устройство 5, а также устройство 6 отображения результатов стрельбы. Акустические датчики 3 связаны с блоком 4 определения координат попаданий посредством оптических каналов, каждый из которых содержит на передающей стороне последовательно соединенные усилитель 7 сигнала с акустического датчика, формирователь 8 сигналов светодиода и светодиод 9, а на приемной стороне - фотодиод 10, соединенный с усилителем 11 сигналов с фотодиода 10. Блок 4 определения координат попаданий соединен с вычислительным устройством 5 посредством радиоканала 12, содержащего первый приемопередатчик 13 и второй приемопередатчик 14. Каждый из четырех акустических датчиков 3 с соответствующим усилителем 7 сигнала, формирователем 8 сигналов светодиода и светодиодом 9 конструктивно размещен в одном из четырех блоков 15, каждый из которых защищен своей бронепластиной 16. А четыре фотодиода 10 с соответствующими усилителями 11 сигналов, блок 4 определения координат попаданий и первый приемопередатчик 13 конструктивно размещены в едином блоке 17, защищенном бронепластиной 18. Второй приемопередатчик 14 радиоканала 12 конструктивно расположен в вычислительном устройстве 5. Блок 4 определения координат попаданий содержит внутренний генератор 19 калиброванной частоты, два коммутатора 20, два счетчика 21 импульсов, микроконтроллер 22 и работает от собственного блока питания (аккумуляторной батареи).

Стрелковый тир работает следующим образом.

На ударовязкую резиновую панель размером ~600×800 мм, толщиной ~20 мм и весом ~5 кг степлером прикрепляется требуемая бумажная мишень или наносится изображение мишени специальной краской по трафарету. Все образы мишеней с данными об их форме, размерах и расположении зон поражений имеются в вычислительном устройстве.

При попадании в мишень пуля разрывает ударовязкий материал, вынося при этом небольшие его частицы наружу, затем полученное отверстие стягивается за счет упругих свойств материала, таким образом, восстанавливается его акустическая однородность.

При производстве выстрела в площадь панели от точки попадания по круговому фронту в материале панели распространяется волна деформации, под действием которой пьезодатчики вырабатывают электрический сигнал.

В общем случае волновой фронт деформации достигает пьезодатчиков в разное время и для определения координат точки попадания достаточно трех пьезодатчиков. В данной схеме для повышения точности использованы четыре датчика, расположенные по углам панели симметрично относительно ее центра.

Электрические сигналы, вырабатываемые пьезодатчиками 3 (фиг.3), усиливаются усилителями 7, поступают на формирователи сигнала для светодиодов 8. Светодиоды 9 передают световой импульс, который принимается фотодиодами 10. Сигнал с фотодиода усиливается усилителями 11 до необходимого уровня срабатывания коммутаторов 20. На два управляющих входа коммутатора поступают усиленные сигналы с фотодиодов, соответствующих пьезодатчикам, расположенным на панели диагонально.

Первый по времени сигнал из пары открывает коммутатор 20 на проход частоты от внутреннего генератора 19, второй сигнал закрывает коммутатор. В интервалы времени между срабатываниями пары датчиков импульсы эталонной частоты генератора проходят через коммутаторы и подсчитываются счетчиками 21 для каждой диагонали. Пара этих чисел поступает со счетчиков в микроконтроллер 22 и через радиоканал из блока 4 определения координат попаданий в вычислительное устройство 5. Так как числа являются эквивалентом абсолютных координат точки попадания, то по известным расположению датчиков, частоте генератора и скорости распространения звука в материале панели в вычислительном устройстве окончательно рассчитываются абсолютные координаты.

Результаты стрельбы заносятся в базу данных для хранения и выводятся для визуального отображения на устройство 6 отображения результатов стрельбы (монитор), находящееся в поле зрения стрелка.

В качестве радиоканала могут быть использованы стандартные, повсеместно распространенные протоколы, такие как Bluetooth, Wi-Fi или ZigBee.

В качестве ударовязкого материла можно использовать вакуумную резину и полиуретан (СКУ ПФЛ-100, СКУ ПФЛ-65, СКУ ФЭ-4 и т.д.).

Экспериментально установлено, что панель, изготовленная из такого материала, выдерживает до 200000 выстрелов из оружия с боеприпасами высокой энергии (автоматы, винтовки), а металлическая плита - до 30000 выстрелов.

Изобретение относится к мишенным комплексам, а именно к системам определения мест попаданий. Технический результат - уменьшение массы тира, увеличение срока его эксплуатации, а также расширение арсенала применяемого ручного стрелкового оружия (с высокой энергией пули). Устройство содержит мишень на панели из акустически однородного материала со встроенными в нее акустическими датчиками, связанными по оптическим каналам с блоком определения координат попаданий. Блок определения координат попаданий соединен радиоканалом с вычислительным устройством, подключенным к устройству отображения результатов стрельбы. Панель выполнена из ударовязкого материала. Каждый оптический канал содержит на передающей стороне последовательно соединенные усилитель сигнала с акустического датчика, вход которого является входом канала, формирователь сигналов светодиода и светодиод, а на приемной стороне - фотодиод, соединенный с усилителем сигналов с фотодиода, выход которого является выходом канала. Акустические датчики, конструктивные элементы оптического канала и блок определения координат попаданий защищены бронепластинами. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Стрелковый тир, содержащий мишень на панели из акустически однородного материала со встроенными в нее акустическими датчиками, связанными с блоком определения координат попаданий, соединенным с вычислительным устройством, подключенным к устройству отображения результатов стрельбы, отличающийся тем, что акустические датчики связаны с блоком определения координат попаданий посредством оптических каналов, а блок определения координат попаданий соединен с вычислительным устройством посредством радиоканала, при этом панель выполнена из ударовязкого материала.

2. Тир по п.1, отличающийся тем, что каждый оптический канал содержит на передающей стороне последовательно соединенные усилитель сигнала с акустического датчика, вход которого является входом канала, формирователь сигналов светодиода и светодиод, а на приемной стороне - фотодиод, соединенный с усилителем сигналов с фотодиода, выход которого является выходом канала.

3. Тир по п.1, отличающийся тем, что радиоканал содержит первый и второй приемопередатчики и радиолинию.

4. Тир по п.1, отличающийся тем, что акустические датчики, усилители сигнала с акустических датчиков, формирователи сигналов светодиодов, светодиоды, фотодиоды, усилители сигналов с фотодиодов оптического канала и блок определения координат попаданий защищены бронепластинами.