СПОСОБ ВИЗИРОВАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F41G3/02 G02B27/64 

Изобретение относится к способам повышения эффективности управления, а более конкретно, к способам визирования.

От эффективности визирования (прежде всего точности визирования) зависит и эффективность соответствующих процессов управления. Например, при фотосъемках, киносъемках, телеуправлении, стрельбе и др. Для решения ряда задач при передаче сигналов управления на объекты управления с помощью электрических и магнитных волн оптического диапазона (10¹³-10¹⁵ Гц) особенно необходимо прежде всего решить задачу точного визирования объекта управления. В настоящее время эта задача решается путем придания визирным устройствам такого положения, которое обеспечило бы совмещение линии визирования с объектом визирования.

Известен, например, способ визирования, реализованный в комплексе вооружения танка Т-62 (см., например, Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62. М.: Воениздат, 1968, с.195-210). В этом комплексе при стрельбе в обычных условиях с места по неподвижной цели визирование осуществляется путем совмещения точки визирования на цели с визирным индексом (прицельной маркой), а изменение условий стрельбы учитывается перемещением визирного индекса (прицельной марки) на определенную угловую величину до выстрела. При этом возникает необходимое угловое рассогласование между линией визирования и вооружением (осью канала ствола орудия), что обеспечивает, с одной стороны, ввод поправок, а с другой - однообразие визирования (совмещение точки визирования и визирного индекса). Этому способу визирования свойственны недостатки: линия визирования отклоняется от оптической оси визирного устройства, что сопровождается ухудшением видимости, снижением разрешающей способности оптической системы и быстрым нарастанием зрительной усталости наводчиков-операторов. Кроме того, при стрельбе в условиях, отличных от обычных (стрельба с ходу, по движущейся цели, стрельба при сильном боковом ветре и т.д.), приходится постоянно вводить поправку в положение визирного индекса относительно объекта визирования. То есть вводить коррекцию в его положение. В этом случае нарушается однообразие прицеливания, снижается его точность, а вместе с этим резко падает и эффективность стрельбы.

Известен также способ визирования (см., например, «Танк Т-80Б». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кн.1. - М.: Воениздат, 1984, с.48-54, с.86), являющийся прототипом заявляемого. Он включает определение и установку исходных размеров поля зрения визирного устройства, совмещение его с объектом визирования и удержание его (поля зрения) в таком положении в течение заданного времени.

В этом способе поправки на отклонение условий стрельбы от нормальных вводятся в положение вооружения по отношению к линии визирования, а не наоборот. Это обеспечивает однообразие при прицеливании, предотвращает ухудшение видимости и снижение разрешающей способности оптической системы, а вместе с этим способствует и улучшению эргономических условий при визировании.

Однако этот способ также имеет недостатки. Удерживать линию визирования на точке визирования необходимо более продолжительное время, чтобы обеспечить ввод в положение вооружения всех поправок (не менее 3 с). При стрельбе управляемой ракетой на максимальную дальность линию визирования необходимо удерживать на точке визирования не менее 10 с. Это вызывает повышенную напряженность органов зрения обслуживающего персонала, что очень часто приводит к потере объекта визирования или визирного индекса в условиях действия пыледымовых и особенно световых помех. Поэтому снижается его эффективность.

Целью изобретения является улучшение условий, повышение помехоустойчивости и точности визирования.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе визирования, включающем определение и установку исходных размеров поля зрения визирного устройства, совмещение его с объектом визирования и удержание в таком положении в течение заданного времени, формируют стабилизированную линию визирования и юстируют ее в исходном состоянии с оптической осью визирного устройства, определяют направление и величину угловой скорости ухода от оптической оси визирного устройства стабилизированной линии визирования, перемещают с этой же скоростью стабилизированную линию визирования в противоположном направлении, совмещают ее с точкой визирования на объекте визирования, подсвечивают визирный индекс, изменяют яркость и цвет его подсветки до достижения им оптимального контраста с объектом визирования, уменьшают поле зрения визирного устройства до размера объекта визирования В=В₀, где В - уменьшаемый размер поля зрения, В₀ - размер объекта визирования, а по истечении времени визирования восстанавливают исходные размеры поля зрения визирного устройства.

Использование предлагаемого способа происходит следующим образом. Предварительно в исходном состоянии формируют стабилизированную линию визирования (с помощью, как правило, гироскопического стабилизатора линии визирования (СЛВ)), юстируют ее с оптической осью визирного устройства. Определяют направление и величину угловой скорости ухода от оптической оси визирного устройства стабилизированной линии визирования. Для компенсации ухода линии визирования формируют соответствующий сигнал, подают его на вход СЛП и перемещают линию визирования с той же скоростью в противоположном направлении. Затем линию визирования совмещают с точкой визирования на объекте визирования, определяют и устанавливают необходимый размер поля зрения (например, угол поля зрения). Определение и выбор исходных размеров поля зрения зависят от типа прицельного устройства. Если это оптический прибор, то основным размером будет угол поля зрения, изменяемый, как правило, плавно или дискретно в зависимости от необходимого увеличения, размеров объекта визирования (цели), скорости его движения, наличия помех в поле зрения и т.д. В процессе поиска объектов визирования (целей) до их обнаружения размеры поля зрения, как правило, максимальны, что необходимо для сокращения времени поиска.

Если же поиск объектов визирования производится по экрану электронно-оптического устройства, то основными размерами поля зрения будут ширина и высота экрана. Совмещение линии визирования с точкой визирования производится с помощью визирного индекса (марки), съюстированного с оптической осью визирного устройства. Поэтому при совмещении линии визирования с объектом визирования одновременно происходит совмещение с ним и оптической оси поля зрения визирного устройства, благодаря чему достигается увеличение разрешающей способности визирного устройства и видимости цели, уменьшается вероятность оптических искажений. Для повышения контраста фона местности и визирного индекса его подсвечивают, изменяют яркость и цвет его подсветки до достижения им оптимального контраста и с объектом визирования. В наиболее ответственный момент (например, при слежении за объектом визирования при киносъемке, при стрельбе и др.) для уменьшения помех уменьшают поле зрения на заданное время визирования до размера объекта визирования В=В₀, где В - уменьшаемый размер поля зрения, В₀ - размер объекта визирования, а по истечении времени визирования восстанавливают исходные размеры поля зрения визирного устройства.

С уменьшением размеров поля зрения визирного устройства уменьшается вероятность попадания в него помех. Благодаря компенсации угловой скорости ухода стабилизированной линии визирования, позволившей практически исключить ошибки визирования, такое уменьшение стало возможным практически до размеров объекта визирования, которое с вероятностью, близкой к 0,95, исключает возможность выхода объекта визирования из поля зрения визирного устройства из-за ошибок визирования и юстировки. Однако дальнейшее уменьшение размеров поля зрения нецелесообразно из-за опасности увеличения ошибок визирования

Уменьшение поля зрения может происходить либо по специальной команде наводчика, например, нажатием на введенную для этих целей в систему управления огнем специальную кнопку, либо по совпадающей по времени штатной команде системы управления: команды на замер дальности, заряжание орудия и др. Если размеры поля зрения угловые, то информацию о размерах объекта визирования определяют после замера дальности до него. Информация о размерах типовых объектов визирования (целей) вводится в систему управления огнем заблаговременно. Уменьшение размера поля зрения производится с помощью специально введенной в оптическую систему визирного устройства диафрагмы с регулируемым посредством специального привода осевым отверстием.

Уменьшение поля зрения обеспечивает снижение яркости фона и повышение четкости изображения цели (см., например, Е.И.Бутиков «Оптика». - М.: Высшая школа, 1986, с.347-352). Кроме того, за счет снижения яркости фона обеспечивается увеличение контраста визирного индекса (прицельной марки). Основное же значение уменьшения поля зрения заключается в экранировании пыледымовых и прежде всего световых помех. Все это обеспечивает повышение помехоустойчивости и точности прицеливания. По истечении заданного времени восстанавливают исходные размеры поля зрения.

Применительно к стрельбе по целям противника, как правило, заданным временем считается время от момента совмещения линии визирования с объектом визирования до попадания снаряда (ракеты) в цель. Команду на восстановление размеров поля зрения может подать как сам наводчик (как и команду на его уменьшение путем нажатия специальной кнопки), так и автоматически система управления огнем на основании информации о дальности до цели и скорости полета снаряда (ракеты). Своевременное восстановление исходных размеров поля зрения необходимо для сохранения высокого уровня достоверности оценки результата выстрела и эффективной разведки последующих целей (в случае поражения предыдущей).

Предложенный способ визирования обеспечивает получение положительного эффекта. Он заключается в повышении помехоустойчивости и точности процесса визирования, что обеспечивается экранированием световых и пыледымовых помех, снижением яркости фона и повышением четкости изображения. Экспериментальная оценка эффективности предложенного способа визирования свидетельствует о возможности существенного повышения точности визирования при стрельбе в сложных условиях (пестрый и яркий фон, быстрое изменение яркости фона и цели, наличие световых и пыледымовых помех в поле зрения визирного устройства и др.). Частость попадания при электронных стрельбах в условиях световых помех, полученная наводчиками с использованием предложенного способа, превысила на 10-15% частость попадания, полученную известным (см. прототип) способом визирования в аналогичных условиях.

Предложенный способ визирования может быть использован как в военных целях, так и в других областях науки и техники, например, при визировании объектов на фоне звездного неба, в телевидении, кино, фотографии, геологии и др.

Изобретение относится к области оптической техники и может быть использовано как в военных целях, так и в других, например при визировании объектов на фоне звездного неба, в телевидении, кино, фотографии, геологии и др. Изобретение направлено на повышение помехоустойчивости и точности визирования, что обеспечивается за счет того, что визирование включает определение и установку исходных размеров поля зрения визирного устройства, совмещение его с объектом визирования и удержание в таком положении в течение заданного времени. При этом согласно изобретению формируют стабилизированную линию визирования и юстируют ее в исходном состоянии с оптической осью визирного устройства, определяют направление и величину угловой скорости ухода от оптической оси визирного устройства стабилизированной линии визирования, перемещают с этой же скоростью стабилизированную линию визирования в противоположном направлении, совмещают ее с точкой визирования на объекте визирования, подсвечивают визирный индекс, изменяют яркость и цвет его подсветки до достижения им оптимального контраста с объектом визирования, уменьшают поле зрения визирного устройства, а по истечении времени восстанавливают исходные размеры поля зрения визирного устройства.

Способ визирования, включающий определение и установку исходных размеров поля зрения визирного устройства, совмещение его с объектом визирования и удержание в таком положении в течение заданного времени, отличающийся тем, что формируют стабилизированную линию визирования и юстируют ее в исходном состоянии с оптической осью визирного устройства, определяют направление и величину угловой скорости ухода от оптической оси визирного устройства стабилизированной линии визирования, перемещают с этой же скоростью стабилизированную линию визирования в противоположном направлении, совмещают ее с точкой визирования на объекте визирования, подсвечивают визирный индекс, изменяют яркость и цвет его подсветки до достижения им оптимального контраста с объектом визирования, уменьшают поле зрения визирного устройства, а по истечении времени восстанавливают исходные размеры поля зрения визирного устройства.