ПРИЦЕЛ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОГНЕМ Российский патент 2015 года по МПК G02B23/02 G01C3/08 F41G3/00 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно, к устройствам наблюдения объектов и прицеливания, а также к устройствам для наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу, и может быть использовано в системах управления огнем объектов бронетанковой техники.

Известен прицел системы управления огнем танка [1], содержащий визирный канал с системой наблюдения, недостатком которого является невозможность введения угловых поправок на положение линии визирования относительно вооружения танка с учетом различных условий стрельбы, например при наличии ветра, изменении относительного положения объекта и цели, изменении температуры воздуха и т.д., что не дает возможности добиться высокой точности стрельбы обычными снарядами и управляемыми ракетами.

Повышение точности стрельбы путем введения угловых поправок на положение линии визирования достигается в прицеле системы управления огнем [2], являющемся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбранном в качестве прототипа.

Прицел [2] содержит визирный канал с системой наблюдения, систему стабилизации оси визирного канала, включающую электрически связанные блок зеркала и блок управления, систему баллистического вычислителя, включающую электрически связанные один или более датчиков и блок вычислителя, электрически связанный с блоком управления.

Однако указанный прицел не позволяет без изменения конструкции всего блока вычислителя изменять функциональные возможности системы управления огнем при изменении объектов и условий применения, режимов работы, количества датчиков.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей прицела системы управления огнем и повышение точности стрельбы.

Сущность изобретения заключается в том, что в прицеле системы управления огнем, содержащем визирный канал с системой наблюдения, систему стабилизации оси визирного канала, включающую электрически связанные блок зеркала и блок управления, систему баллистического вычислителя, включающую электрически связанные один или более датчиков и блок вычислителя, электрически связанный с блоком управления, в отличие от прототипа, блок вычислителя содержит модуль первичной обработки сигналов, двухканальный модуль вычисления баллистических поправок и модуль коммутации режимов, а блок управления содержит электрически связанные модуль управления и модуль коммутации, который включает электрически связанные первый цифроаналоговый преобразователь, первый сумматор и первый ключ, а также электрически связанные второй цифроаналоговый преобразователь, второй сумматор и второй ключ, при этом модуль первичной обработки сигналов электрически связан как с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, так и электрически связан с одним или более датчиками, модуль коммутации режимов электрически связан с системой управления огнем и с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, который электрически связан с визирным каналом, при этом первый и второй каналы двухканального модуля вычисления баллистических поправок электрически связаны соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выход первого цифроаналогового преобразователя электрически связан с первым входом первого сумматора, со вторым входом которого электрически связан блок зеркала, выход первого сумматора электрически связан с первым выводом первого ключа, выход второго цифроаналогового преобразователя электрически связан с первым входом второго сумматора, со вторым входом которого электрически связан блок зеркала, выход второго сумматора электрически связан с первым выводом второго ключа, вторые и третьи выводы ключей предназначены для связи с системой управления огнем.

Прицел системы управления огнем может быть снабжен электрически связанным с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок пультом управления блока вычислителя, снабженным видеовходом и видеовыходом, предназначенным для связи с видеосмотровым устройством.

Прицел системы управления огнем может содержать дальномерный канал, электрически связанный с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок.

Прицел системы управления огнем может содержать канал лучевого управления, электрически связанный с модулем коммутации режимов.

Наличие в блоке вычислителя прицела модуля первичной обработки сигналов, двухканального модуля вычисления баллистических поправок и модуля коммутации режимов, и содержание в блоке управления электрически связанных модуля управления и модуля коммутации, который включает электрически связанные первый цифроаналоговый преобразователь, первый сумматор и первый ключ, а также электрически связанные второй цифроаналоговый преобразователь, второй сумматор и второй ключ, электрическая связь при этом модуля первичной обработки сигналов как с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, так и с одним или более датчиками, электрическая связь модуля коммутации режимов с системой управления огнем и с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, который электрически связан с визирным каналом, при этом первый и второй каналы двухканального модуля вычисления баллистических поправок электрически связаны соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выход первого цифроаналогового преобразователя электрически связан с первым входом первого сумматора, со вторым входом которого электрически связан блок зеркала, выход первого сумматора электрически связан с первым выводом первого ключа, выход второго цифроаналогового преобразователя электрически связан с первым входом второго сумматора, со вторым входом которого электрически связан блок зеркала, выход второго сумматора электрически связан с первым выводом второго ключа, вторые и третьи выводы ключей предназначены для связи с системой управления огнем, позволяет расширять функциональные возможности системы управления огнем путем изменения конструкции отдельных модулей блока вычислителя без изменения конструкции всего блока вычислителя.

При этом повышается точность стрельбы путем отслеживания и настройки условий проведения выстрела, а также появляется возможность установки разных режимов работы системы управления огнем.

Возможное снабжение прицела системы управления огнем, электрически связанным с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок пультом управления блока вычислителя, снабженным видеовходом и видеовыходом, предназначенным для связи с видеосмотровым устройством, позволяет как настраивать различные режимы работы блока вычислителя, так и осуществлять ручной ввод данных в систему управления огнем.

Возможное наличие в прицеле системы управления огнем дальномерного канала, электрически связанного с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, позволяет проводить измерение дальности и вводить результаты измерений в систему управления огнем.

Возможное наличие в прицеле системы управления огнем канала лучевого управления, электрически связанного с модулем коммутации блока управления, позволяет осуществлять как наведение управляемых ракет на цель по лазерному лучу, так и встроенный контроль параметров канала лучевого управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фигуре представлена схема прицела со связями с системой управления огнем (СУО).

Прицел системы управления огнем (фиг.) содержит оптически связанные визирный канал (ВК) 1 с системой наблюдения (не показана), систему стабилизации оси визирного канала (ССО) 2, а также систему баллистического вычислителя (СБВ) 3.

Визирный канал 1 с системой наблюдения включает оптически связанные объектив и сетку с прицельной маркой (не показаны), ССО 2 содержит электрически связанные блок зеркала (БЗ) 4 и блок управления (БУ) 5, включающий электрически связанные модуль управления (МУ) 6 и модуль коммутации (МК) 7, который включает электрически связанные первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, первый сумматор 9 и первый ключ 10, а также электрически связанные второй ЦАП 11, второй сумматор 12 и второй ключ 13.

СБВ 3 содержит датчик температуры заряда 14 и электрически связанный с ним блок вычислителя (БВ) 15, электрически связанный с БУ 5.

БВ 15 включает двухканальный модуль вычисления баллистических поправок (МВБП) 16, модуль первичной обработки сигналов (МПОС) 17, и модуль коммутации режимов (МКР) 18.

Возможно наличие в составе СБВ 3 электрически связанного с МВБП 16 пульта управления (ПУ) 19, снабженного видеовходом и видеовыходом, предназначенным для связи с видеосмотровым устройством.

Возможно наличие в составе СБВ 3 датчиков температуры заряда 14, а также датчиков температуры воздуха и давления воздуха.

Возможно наличие в составе прицела дальномерного канала, электрически связанного с БУ 5 и с МВБП 16.

Возможно наличие в составе прицела канала лучевого управления, электрически связанного с БУ 5 и с МКР 18.

МПОС 17 электрически связан как с МВБП 16, так и электрически связан с датчиками (в данном случае с одним датчиком температуры заряда 14). МКР 18 электрически связан с СУО 20 и с МВБП 16. Первый и второй каналы МВБП 16 электрически связаны соответственно с входами первого 8 и второго 11 цифроаналоговых преобразователей, выход первого цифроаналогового преобразователя 8 электрически связан с первым входом первого сумматора 9, со вторым входом которого электрически связан блок зеркала 4, выход первого сумматора 9 электрически связан с первым выводом 1 первого ключа 10, выход второго цифроаналогового преобразователя 11 электрически связан с первым входом 1 второго сумматора 12, со вторым входом которого электрически связан блок зеркала 4, выход второго сумматора 12 электрически связан с первым выводом 1 второго ключа 13, вторые 2 выводы ключей 10 и 13 предназначены для связи с пультом СУО 20, третьи 3 выводы ключей 10 и 13 предназначены для связи с стабилизатором СУО 20.

Визирный канал 1 с системой наблюдения предназначен для обзора местности, поиска, распознавания цели и ведения прицельной стрельбы и подробно описан в [2].

ССО 2 предназначена для стабилизации поля зрения визирного канала 1 с системой наблюдения и связи изделия с СУО 20. БЗ 4 содержит поворотное зеркало и управляющий блок. Выполнение БЗ 4 ССО 2 подробно описано в [3].

БУ 5 ССО 2 предназначен для обеспечения взаимодействия между ССО 2 и СУО 20. По командам СУО 20 БУ 5 переключает режимы работы ССО 2, управляет работой БЗ 4. БУ 5 включает в себя МУ 6 и МК 7.

МУ 6 предназначен для управления стабилизатором БЗ 4 и включает в себя электрически связанные АЦП, построенный на микросхемах OPA2277UA и AD7892BR-1, процессор на микросхеме AT89S8252-24AI и логические элементы на микросхеме XCS30-3PQ208I.

МК 7 предназначен для коммутации сигналов СУО 20, ССО 2, БВ 15 и ВК 1. МК 7 включает электрически связанные первый ЦАП 8 на двух микросхемах OPA2277UA и микросхеме AD7564BR, первый сумматор 9 на микросхеме OPA2277UA и первый ключ 10 на микросхемах PVG612S и PVT442S, а также электрически связанные второй ЦАП 11 на микросхеме HCPL-0630, второй сумматор 12 на микросхеме OPA2277UA и второй ключ 13 на микросхемах PVG612S и PVT442S.

СБВ 3 служит для обработки информации о типе и состоянии используемого вооружения, типе и баллистических особенностях применяемых боеприпасов, тактико-технических характеристиках цели, метеорологических и динамических условиях стрельбы для выработки угловых поправок и автоматического ввода углов прицеливания и бокового упреждения в приводы вертикального и горизонтального стабилизатора вооружения.

СБВ 3 состоит из датчика температуры заряда 14 и электрически связанного с ним БВ 15, электрически связанного с БУ 5.

Возможно наличие в составе СБВ 3 электрически связанного с МВБП 16 ПУ 19, снабженного видеовходом и видеовыходом, предназначенным для связи с видеосмотровым устройством.

Датчик температуры заряда 14 предназначен для измерения температуры заряда и передачи ее значения в цифровой форме в БВ 15 и представляет собой конструкцию с радиоэлементами.

Датчик температуры воздуха предназначен для измерения температуры воздуха и передачи ее значения в цифровой форме в БВ 15 и представляет собой конструкцию с радиоэлементами.

Датчик атмосферного давления предназначен для измерения атмосферного давления и передачи ее значения в цифровой форме в БВ 15 и представляет собой конструкцию с радиоэлементами.

БВ 15 обеспечивает сбор информации от датчиков, обработку этой информации, вырабатывает баллистические поправки по вертикали и горизонтали и обеспечивает взаимодействие с БУ 5 и СУО 20 по управляющим сигналам.

БВ 15 включает МВБП 16, МПОС 17 и МКР 18.

МВБП 16 предназначен для расчета поправок, вводимых в угол прицеливания с учетом типа боеприпаса, дальности до цели, температуры воздуха и заряда, угла места цели, атмосферного давления и т.д.

МВБП 16 содержит электрически связанные блок обработки логических режимов на микросхеме XC95288XL-7PQ208I, процессор на микросхеме ADSP-2191MBST-140, блок реализации алгоритмов на микросхеме XCS30XL-4TQ1441, блок памяти на двух микросхемах FM18L08-70-S.

МПОС 17 предназначен для обработки аналоговых сигналов с датчиков и преобразования их в цифровой код и выполнен на микросхемах OPA2277UA.

МКР 18 предназначен для коммутации режимов работы.

МКР 18 содержит электрически связанные ключи на микросхемах PVG612S, HCPL-063N, в том числе и блок зоны разрешения выстрела на микросхеме PVG612S.

ПУ 19 содержит электрически связанные клавиатуру, процессор на микросхеме AT89C51ED2-RLTIM, блок логических операций на микросхеме XCS30-3PQ2081 и блок памяти на микросхеме CY7C199D-10ZXI.

ПУ 19 снабжен видеовходом и видеовыходом, предназначенным для связи с видеосмотровым устройством.

Прицел системы управления огнем работает следующим образом.

Оператор прицела производит наблюдение местности при помощи системы наблюдения визирного канала 1.

Для наблюдения объектов оператор с внешнего пульта управления подает команду на БЗ 4 ССО 2, который изменяет положение поворотного зеркала БЗ 4. Таким образом, оператор меняет направление наблюдения и наводит на объект визирный канал 1. При этом сигналы, соответствующие вертикальному и горизонтальному положению зеркала с БЗ 4 ССО 2, поступают в БУ 5 ССО 2 в МК 7 на первый сумматор 9 и второй сумматор 12, соответственно.

Одновременно через первый ЦАП 8 на первый сумматор 9 поступает сигнал с первого канала МВБП 16, сформированный с учетом сигналов, переданных на МВБП 16 от МПОС 17 с учетом сигналов датчиков 14 и сигналов визирного канала 1. Первый сумматор 9 суммирует сигналы с БЗ 4 ССО 2 и с первого канала МВБП 16 и выдает сигнал вертикального наведения на первый ключ 10.

При этом через второй ЦАП 11 на второй сумматор 12 поступает сигнал с второго канала МВБП 16, сформированный с учетом сигналов, переданных на МВБП 16 от МПОС 17 с учетом сигналов датчиков 14 и сигналов визирного канала 1. Второй сумматор 12 суммирует сигналы с БЗ 4 ССО 2 и с второго канала МВБП 16 и выдает сигнал горизонтального наведения на второй ключ 13.

Положение управляющих выводов ключей 10 и 13 определяется МКР 18.

В автоматическом режиме работы (вооружение следит за зеркалом) замкнуты выводы 1 и 3 ключей 10 и 13, а МУ 6 разрывает связь сумматоров 9 и 12 с БЗ 4. Соответственно, сигналы первого сумматора 9 и второго сумматора 12 передаются на стабилизатор СУО 20, который отслеживает положение зеркала БЗ 4, и ствол вооружения поворачивается вслед за зеркалом БЗ 4 на объект наблюдения.

На МКР 18 непрерывно поступают сигналы МВБП 16, сформированные с учетом сигналов, переданных на МВБП 16 от МПОС 17 с учетом сигналов датчиков 14 и сигналов визирного канала 1. Блок зоны разрешения выстрела МКР 18 непрерывно определяет ошибку наведения. Когда ошибка наведения становится меньше допустимой, блок зоны разрешения выстрела МКР 18 подает на СУО 20 сигнал разрешения выстрела.

В ручном режиме работы (зеркало следит за вооружением) замкнуты выводы 2 и 3 ключей 10 и 13, а МУ 6 соединяет сумматоры 9 и 12 с БЗ 4. Ствол вооружения управляется оператором с внешнего пульта управления. Соответственно, сигналы первого сумматора 9 и второго сумматора 12 передаются на БЗ 4, который отслеживает положение зеркала БЗ 4, и зеркало БЗ 4 поворачивается вслед за стволом вооружения на объект наблюдения.

Оператор с ПУ 19 может наблюдать на видеосмотровом устройстве служебную информацию, в том числе и принятую на видеовходе, и вводить данные в СБВ 3 вручную с ПУ 19.

Возможное наличие в составе прицела дальномерного канала, электрически связанного с БУ 5 и с МВБП 16, позволяет измерять дальность до цели и вводить ее в МВБП 16 автоматически и вручную.

Возможное наличие в составе прицела канала лучевого управления, электрически связанного с БУ 5 и с МКР 18, позволяет осуществлять как наведение управляемых ракет на цель по лазерному лучу, так и встроенный контроль параметров канала лучевого управления.

Прицел системы управления огнем позволяет расширить функциональные возможности и повысить точность стрельбы.

При этом становится возможным: введение дальности от кнопок на панели управления, автоматическая обработка сигналов датчиков, ручное введение показаний датчиков, отработка и вычисление углов прицеливания и упреждения, решение баллистической задачи с автоматическим учетом многих факторов, контроль параметров каналов прицела с помощью системы контроля и вывод информации на внешнее видеосмотровое устройство.

Использованные источники информации:

1. Патент BY 10829 С1 (ОАО "ПЕЛЕНГ") 2008-06-30, весь документ.

2. Патент BY 8092 U (ОАО "ПЕЛЕНГ") 2012-04-30, весь документ. - Прототип.

3. Патент BY 1407 С1 (ОАО "ПЕЛЕНГ") 1996-12-16, весь документ.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно, к устройствам наблюдения объектов и прицеливания, а также к устройствам для наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу, и может быть использовано в системах управления огнем объектов бронетанковой техники. Прицел системы управления огнем содержит визирный канал с системой наблюдения, систему стабилизации оси визирного канала, включающую электрически связанные блок зеркала и блок управления, систему баллистического вычислителя, включающую электрически связанные один или более датчиков и блок вычислителя, электрически связанный с блоком управления. При этом блок вычислителя содержит модуль первичной обработки сигналов, двухканальный модуль вычисления баллистических поправок и модуль коммутации режимов. Блок управления содержит электрически связанные модуль управления и модуль коммутации, который включает электрически связанные первый цифроаналоговый преобразователь, первый сумматор и первый ключ, а также электрически связанные второй цифроаналоговый преобразователь, второй сумматор и второй ключ, при этом модуль первичной обработки сигналов электрически связан как с модулем вычисления баллистических поправок, так и электрически связан с одним или более датчиками. Модуль коммутации режимов электрически связан с системой управления огнем и с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, который электрически связан с визирным каналом. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей прицела системы управления огнем и повышение точности стрельбы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Прицел системы управления огнем, содержащий визирный канал с системой наблюдения, систему стабилизации оси визирного канала, включающую электрически связанные блок зеркала и блок управления, систему баллистического вычислителя, включающую электрически связанные один или более датчиков и блок вычислителя, электрически связанный с блоком управления, отличающийся тем, что блок вычислителя содержит модуль первичной обработки сигналов, двухканальный модуль вычисления баллистических поправок и модуль коммутации режимов, а блок управления содержит электрически связанные модуль управления и модуль коммутации, который включает электрически связанные первый цифроаналоговый преобразователь, первый сумматор и первый ключ, а также электрически связанные второй цифроаналоговый преобразователь, второй сумматор и второй ключ, при этом модуль первичной обработки сигналов электрически связан как с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, так и электрически связан с одним или более датчиками, модуль коммутации режимов электрически связан с системой управления огнем и с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, который электрически связан с визирным каналом, при этом первый и второй каналы двухканального модуля вычисления баллистических поправок электрически связаны соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выход первого цифроаналогового преобразователя электрически связан с первым входом первого сумматора, со вторым входом которого электрически связан блок зеркала, выход первого сумматора электрически связан с первым выводом первого ключа, выход второго цифроаналогового преобразователя электрически связан с первым входом второго сумматора, со вторым входом которого электрически связан блок зеркала, выход второго сумматора электрически связан с первым выводом второго ключа, вторые и третьи выводы ключей предназначены для связи с системой управления огнем.

2. Прицел системы управления огнем по п. 1, отличающийся тем, что снабжен электрически связанным с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок пультом управления блока вычислителя, снабженным видеовходом и видеовыходом, предназначенным для связи с видеосмотровым устройством.

3. Прицел системы управления огнем по п. 1, отличающийся тем, что содержит дальномерный канал, электрически связанный с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок.

4. Прицел системы управления огнем по п. 1, отличающийся тем, что содержит канал лучевого управления, электрически связанный с модулем коммутации режимов.