ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ИНДИКАТОР НА ЛОБОВОМ СТЕКЛЕ Российский патент 2016 года по МПК G02B27/01 G02B27/30 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к авиационным оптико-электронным системам отображения информации - индикаторам на лобовом стекле, и предназначено для использования в системах управления летательными аппаратами (ЛА).

Известна система отображения информации СОИ-24 (ВИДК.461531.003 РЭ), включающая в себя блок индикации, который содержит полупрозрачный отражатель, двухканальный коллиматор для проецирования создаваемых в фокальных плоскостях его каналов изображений на полупрозрачный отражатель и два источника информации - экран электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и механическую визирную сетку. В устройстве обеспечена неподвижность экрана ЭЛТ и механической визирной сетки относительно фокальных плоскостей соответствующих оптических каналов двухканального коллиматора, и принципиально возможно одновременное наблюдение изображений от двух источников - ЭЛТ и механической визирной сетки. Это позволяет оценить точность привязки формируемого на экране ЭЛТ изображения к изображению механической визирной сетки, а следовательно, к системе координат ЛА. Однако при этом должна выполняться проверка одним глазом наблюдателя (монокулярно) из фиксированной относительно коллиматора точки наблюдения с целью исключения влияние параллакса между изображениями. Погрешность совмещения центра зрачка глаза наблюдателя с расчетной точкой наблюдения не должна превышать диаметра зрачка глаза (3-6 мм). Для соблюдения этого условия требуется применение дополнительных внешних устройств, что увеличивает затраты времени на проверку.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в исключении необходимости применения внешних дополнительных устройств для привязки изображений, формируемых в угловом поле зрения двухканального индикатора на лобовом стекле, к системе координат ЛА, для обеспечения точности привязки изображения, формируемого на экране ЭЛТ и визирной сеткой, к системе координат ЛА, а также в обеспечении взаимозаменяемости индикаторов на лобовом стекле без дополнительных затрат времени на проведение котировочных операций по привязке формируемых этими устройствами изображений к системе координат ЛА.

Техническим решением поставленной задачи является двухканальный индикатор на лобовом стекле, который содержит индикатор, имеющий в своем составе ЭЛТ, двухканальную коллиматорную головку, содержащую механическую визирную сетку и обеспечивающую проецирования на полупрозрачный отражатель изображений, создаваемых в фокальных плоскостях двух оптических каналов двухканальной коллиматорной головки индикатором с ЭЛТ и механической визирной сеткой, и полупрозрачный отражатель, и который установлен на монтажной раме, содержащей плоскую эталонную пластину. Экран ЭЛТ индикатора неподвижно закреплен в фокальной плоскости одного канала двухканальной коллиматорной головки, а механическая визирная сетка неподвижно закреплена в фокальной плоскости другого канала двухканальной коллиматорной головки.

Технический результат достигается тем, что:

1. Экран ЭЛТ индикатора и механическая визирная сетка, установленная в двухканальной коллиматорной головке, расположены на общей оптической оси.

2. В состав двухканального индикатора на лобовом стекле входит монтажная рама, на которую устанавливают индикатор с ЭЛТ и двухканальную коллиматорную головку с полупрозрачным отражателем и которая играет роль направляющей объекта визирования.

3. На монтажной раме двухканального индикатора на лобовом стекле жестко закреплена плоская эталонная пластина, имеющая пять отверстий, одно из которых задает положение центральной линии визирования (ЦЛВ), и играющая роль имитатора объекта визирования.

4. Посадочные отверстия на корпусе двухканальной коллиматорной головки, посредством которых достигается центровка (выставка) оптической оси индикатора с ЭЛТ и двухканальной коллиматорной головки, имеют эксцентриковые вкладыши.

5. Посадочные отверстия на корпусе индикатора с ЭЛТ, посредством которых производится юстировка двухканального индикатора на лобовом стекле относительно системы координат ЛА, имеют эксцентриковые вкладыши.

6. Корпус индикатора с ЭЛТ в месте соединения с корпусом двухканальной коллиматорной головки и монтажная рама в месте соединения с корпусом индикатора с ЭЛТ имеют направляющие, выполненные в виде штырей. Размеры и расположение штырей, которые определяют взаиморасположение монтажной рамы и двухканального индикатора на лобовом стекле должны быть выполнены с определенной погрешностью, позволяющей соблюдать условия взаимозаменяемости индикаторов на лобовом стекле.

7. Эталонная пластина в составе двухканального индикатора на лобовом стекле располагается на таком расстоянии от полупрозрачного отражателя, при котором выполняется условие:

А+В>D/2 tgα,

где

А - расстояние от выходной линзы двухканальной коллиматорной головки до полупрозрачного отражателя;

В - расстояние от полупрозрачного отражателя до плоской эталонной пластины;

D - диаметр выходной линзы двухканальной коллиматорной головки;

α - половина углового поля зрения двухканальной коллиматорной головки.

В процессе проведения котировочных операция по привязке формируемых индикатором с ЭЛТ и механической визирной сеткой изображений к системе координат ЛА на полупрозрачный отражатель двухканального индикатора на лобовом стекле проецируется тестовый кадр, содержащий пять окружностей. Причем расположение одной из окружностей совпадает с ЦЛВ. В качестве имитатора объекта визирования выступает установленная на монтажной раме эталонная пластина, также имеющая пять отверстий, одно из которых задает положение ЦЛВ. Регулировка положения двухканального индикатора на лобовом стекле на монтажной раме, выполняемая с использованием посадочных отверстий с эксцентриковыми вкладышами, осуществляется до тех пор, пока окружности, которые проецируются на полупрозрачный отражатель, не расположатся концентрично относительно отверстий эталонной пластины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на Фиг. 1, 2, где:

Фиг. 1 - Устройство двухканального индикатора на лобовом стекле,

Фиг. 2 - Вид двухканального индикатора на лобовом стекле в направлении А, показывающий взаимное расположение отверстий эталонной пластины и тестового изображения, сформированного на экране ЭЛТ и отраженного от полупрозрачного отражателя двухканального индикатора на лобовом стекле.

Устройство двухканального индикатора на лобовом стекле содержит индикатор 1, имеющий в своем составе ЭЛТ с экраном 2, двухканальную коллиматорную головку 3, содержащую механическую визирную сетку 4 и выходную линзу 5 диаметром D, полупрозрачный отражатель 6 и монтажную раму 7, на которой закреплена эталонная пластина 8. На монтажной раме 7 установлены индикатор 1 с ЭЛТ и двухканальная коллиматорная головка 3.

Экран ЭЛТ 2 индикатора 1 размещается в фокальной плоскости двухканальной коллиматорной головки 3, при этом экран ЭЛТ 2 и неподвижно установленная в двухканальной коллиматорной головке 3 визирная сетка 4 расположены на одной оптической оси.

Полупрозрачный отражатель 6 находится на расстоянии А от выходной линзы 5 двухканальной коллиматорной головки 3, а эталонная пластина 8 расположена на расстоянии В от полупрозрачного отражателя 6. При этом выполняется условие:

А+В>D/2 tgα,

где α - половина углового поля зрения двухканальной коллиматорной головки 3.

Устройство работает следующим образом.

В фокальных плоскостях каналов двухканальной коллиматорной головки 3 формируются изображения с экрана 2 ЭЛТ индикатора 1 и механической визирной сетки 4, находящихся на одной оптической оси. Двухканальная коллиматорная головка 3 проецирует совместное изображение двух каналов - индикатора 1 с ЭЛТ и механической визирной сетки 4 - на полупрозрачный отражатель 6, через который его наблюдают на фоне закабинного пространства.

При настройке положения двухканального индикатора на лобовом стекле относительно имитатора объекта визирования - системы координат ЛА на полупрозрачный отражатель 6 проецируется электронный кадр, содержащий пять окружностей, диаметр которых равен 10′, причем одна из окружностей находится на ЦЛВ. При этом установленная на монтажной раме 7 эталонная пластина 8 также имеет пять отверстий диаметром 16′, одно из которых задает положение ЦЛВ. Регулировка положения двухканального индикатора на лобовом стекле относительно монтажной рамы 7, выполняемая с использованием снабженных эксцентриковыми вкладышами посадочных отверстий в корпусе индикатора 1, проводится до тех пор, пока окружности, которые проецируются на отражатель 6, не расположатся концентрично относительно отверстий эталонной пластины 8.

Предложенное устройство двухканального индикатора на лобовом стекле позволяет произвести юстировку положения двухканального индикатора на лобовом стекле относительно монтажной рамы с погрешностью не более 30″.

Использование монтажной рамы с возможностью регулировки положения установленного на ней индикатора на лобовом стекле обеспечивает полную взаимозаменяемость индикаторов без необходимости проведения дополнительной юстировки в случае замены одного индикатора на другой.

Техническим результатом заявленного изобретения является двухканальный коллиматорный индикатор на лобовом стекле, не требующий применения внешних дополнительных устройств для привязки формируемых в угловом поле зрения изображений к системе координат ЛА, обеспечивающий точность привязки формируемого на экране ЭЛТ и механической визирной сеткой изображения к системе координат ЛА, а также обеспечивающий взаимозаменяемость индикаторных устройств без дополнительных затрат времени на проведение котировочных операций.

Предложенное техническое решение используется в выпускаемых двухканальных коллиматорных индикаторах на лобовом стекле.

Двухканальный индикатор на лобовом стекле содержит индикатор с ЭЛТ, двухканальную коллиматорную головку, с установленной в ней механической визирной сеткой, расположенной на общей оптической оси с экраном ЭЛТ индикатора, полупрозрачный отражатель. Индикатор с ЭЛТ и двухканальная коллиматорная головка с полупрозрачным отражателем установлены на монтажной раме, на которой жестко закреплена плоская эталонная пластина, имеющая пять отверстий, одно из которых задает положение ЦЛВ. Посадочные отверстия на корпусе двухканальной коллиматорной головки и на корпусе индикатора с ЭЛТ имеют эксцентриковые вкладыши. Корпус индикатора с ЭЛТ в месте соединения с корпусом двухканальной коллиматорной головки и монтажная рама в месте соединения с корпусом индикатора с ЭЛТ имеют направляющие, выполненные в виде штырей. Технический результат - исключение внешних дополнительных устройств для юстировки индикатора относительно системы координат ЛА, обеспечение точности юстировки и взаимозаменяемости индикаторных устройств без дополнительных затрат времени. 2 ил.

Двухканальный индикатор на лобовом стекле, содержащий индикатор с ЭЛТ, экран которой расположен в фокальной плоскости одного канала двухканальной коллиматорной головки, двухканальную коллиматорную головку, содержащую механическую визирную сетку, расположенную в фокальной плоскости другого канала двухканальной коллиматорной головки, и полупрозрачный отражатель, на который от индикатора с ЭЛТ проецируется тестовый кадр, содержащий пять окружностей, центр одного из которых расположен на ЦЛВ, отличающийся тем, что экран ЭЛТ индикатора и механическая визирная сетка расположены на общей оптической оси, в его состав входит монтажная рама, на которую установлены индикатор с ЭЛТ и двухканальная коллиматорная головка с полупрозрачным отражателем, на монтажной раме жестко закреплена плоская эталонная пластина, имеющая пять отверстий, одно из которых задает положение ЦЛВ, посадочные отверстия на корпусе двухканальной коллиматорной головки и на корпусе индикатора с ЭЛТ имеют эксцентриковые вкладыши, корпус индикатора с ЭЛТ в месте соединения с корпусом двухканальной коллиматорной головки и монтажная рама в месте соединения с корпусом индикатора с ЭЛТ имеют направляющие, выполненные в виде штырей, эталонная пластина располагается на таком расстоянии от полупрозрачного отражателя, при котором выполняется условие А+В>D/2tgα, где А - расстояние от выходной линзы двухканальной коллиматорной головки до полупрозрачного отражателя, В - расстояние от полупрозрачного отражателя до эталонной пластины, D - диаметр выходной линзы двухканальной коллиматорной головки, α - половина углового поля зрения двухканальной коллиматорной головки, а окружности, которые проецируются на полупрозрачный отражатель, располагаются концентрично относительно отверстий эталонной пластины.