Устройство для полунатурного моделирования работы ультрафиолетовых пеленгаторов Российский патент 2017 года по МПК F41G3/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для полунатурного моделирования оптико-электронных средств разведки целей, и может быть использовано для полунатурного моделирования, проведения испытаний и проверки работоспособности ультрафиолетовых пеленгаторов (УФП) авиационного и мобильного применения, а также для отладки программно-алгоритмического обеспечения процессоров, входящих с состав УФП.

Уровень техники

Моделирование - исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей конструируемых объектов (для определения, уточнения их характеристик, рационализации способов их построения и т.п.).

Известно, что для исследования технических объектов и систем используются различные методы моделирования:

- математическое моделирование на ЭВМ;

- полунатурное моделирование;

- натурное (физическое) моделирование.

Считается, что математическое моделирование наиболее эффективно на ранних стадиях проектирования, натурное моделирование - на заключительных, то полунатурное моделирование - на промежуточных стадиях проектирования.

Известно, что полунатурное моделирование - это моделирование с реальной аппаратурой, при котором часть системы моделируется, а остальная часть является реальной.

Найдено около 20 отечественных патентов и полезных моделей на устройства для полунатурного моделирования. Первое отмечено в 1976 году, это устройство полунатурного моделирования (RU 661567, 04.11.1976). Из последних известны: способ полунатурного моделирования работы систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов (RU 1400332 А1, 30.01.1985), способ полунатурного исследования системы автоматического управления силовой установкой (RU 2039963 С1, 03.02.1992), установка полунатурного моделирования работы систем ближней радиолокации (RU 2349963 С2, 23.04.2007), установка для полунатурного моделирования работы систем ближней радиолокации (RU 2429545 С2, 31.08.2009), способ полунатурного комплексного статистического моделирования радиоэлектронного вооружения надводных кораблей (RU 2399097 С1, 23.10.2009), способ полунатурного статистического моделирования радиоэлектронного вооружения (RU 2399098 С1, 23.10.2009), комплекс полунатурного моделирования систем радиосвязи в каналах с частотно-пространственном рассеянием (RU 120300 U1, 20.03.2012), где рассматриваются в основном способы и устройства полунатурного моделирования радиоэлектронного оборудования.

Известны также стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата (RU 2338992 С1, 12.04.2007) и стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата (RU 119087 U1, 28.03.2012), где рассматриваются устройства для полунатурного моделирования оптико-электронной аппаратуры.

Известно множество разновидностей ультрафиолетовых пеленгаторов, например, времяпозиционный детектор излучения (RU 2217708 С2, 05.02.2002) [1], устройство обнаружения и определения координат источников ультрафиолетового излучения (RU 108151 U1, 13.04.2011) [2], способ регистрации ультрафиолетового излучения и устройство для его осуществления (RU 2431121 С1, 29.12.2008), координатно-чувствительный детектор высокого временного разрешения с арсенид-галлиевым фотокатодом [3], способ дистанционного контроля качества изоляции объектов высоковольтных электрических установок переменного тока (RU 2402030 С1, 12.10.2009), ультрафиолетовое устройство разведки целей (RU 2520726 С1, 24.12.2012).

Все известные ультрафиолетовые пеленгаторы содержат оптическую систему, фотоприемник, аналоговую часть, аналого-цифровую часть, цифровую часть, процессор, внешние интерфейсы и источники питания.

Для проведения испытаний и проверки работоспособности ультрафиолетовых пеленгаторов (УФП), авиационного и мобильного применения, а также для отладки программно-алгоритмического обеспечения процессоров, входящих с состав УФП применяются различные имитаторы фоноцелевой обстановки (ФЦО), например метод оптической имитации динамических объектов, излучающих в инфракрасной области спектра [4], устройство для генерирования световых импульсов ультрафиолетового излучения (RU 2351034 С2, 05.04.2007), имитатор теплового потока воздушной цели (BY 16509 С1, 30.10.2012), устройство для генерирования импульсов ультрафиолетового излучения произвольной формы (заявка 2012155528, 21.12.2012), блок имитаторов пуска ракет переносного зенитного ракетного комплекса [5], имитатор тепловых источников излучения [6], имитатор тепловых объектов [7], имитаторы фирмы Textron Systems [8], имитаторы фирмы CI Systems [9], имитаторы фирмы EXELIS [10], имитаторы фирмы TSC [11].

Несмотря на важность применения указанных имитаторов для проведения испытаний и проверки работоспособности готовых ультрафиолетовых пеленгаторов данное техническое решение имеет следующие недостатки: невозможность проверять принятые технические решения на ранних стадиях проектирования УФП, большая стоимость проверок, вызванная большим количеством используемых имитаторов и их большой ценой, невозможность проверок по множественным целям, невозможность проверок в условиях помех (гроза, сварка, выстрелы, взрывы, солнце и другие природные и техногенные помехи), невозможность проверок по всем существующим средствам поражения, которых еще в 2002 г. в 20 странах насчитывалось уже свыше 100 типов [12], невозможность проверок на различных расстояниях от цели, низкая производительность проверок, невозможность проверок в условиях отсутствия целей и помех, невозможность проверок в различных областях поля зрения УФП.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является решение следующих проблем:

- обеспечение возможности проверки принятых технических решений на ранних стадиях проектирования УФП;

- снижение стоимости проверок;

- обеспечение возможности проверок по множественным целям;

- обеспечение возможности проверок в условиях помех (гроза, сварка, выстрелы, взрывы, солнце и других природных и техногенных помех);

- обеспечение возможности проверок по всем существующим средствам поражения;

- обеспечение возможности проверок на любых расстояниях от цели;

- повышение производительности проверок;

- обеспечение возможности проверок в условиях отсутствия целей и помех;

- обеспечение возможности проверок в различных областях поля зрения УФП.

Это достигается тем, что в отличие от известного технического решения, содержащего множество имитаторов и ультрафиолетовый пеленгатор, имитация фоноцелевой обстановки осуществляется внешним компьютером через цифровой интерфейс подачей на цифровую часть ультрафиолетового пеленгатора соответствующих цифровых сигналов.

Описание чертежей

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для полунатурного моделирования работы ультрафиолетовых пеленгаторов.

Осуществление изобретения

Устройство содержит ультрафиолетовый пеленгатор УФП (1), состоящий из оптической системы (2) с углом поля зрения , фотоприемника (3), аналоговой части (4), аналогоцифровой части (5), цифровой части (6), процессора (7), внешнего интерфейса УФП (8), источника питания (9), а также устройство содержит компьютер (10), в качестве которого может быть использована обычная персональная ЭВМ, и цифровой интерфейс (11).

Устройство работает следующим образом.

Компьютер 10 через цифровой интерфейс 11 подает на цифровую часть 6 ультрафиолетового пеленгатора 1 цифровой код, соответствующий определенной фоноцелевой обстановки. Цифровой код, поступивший на цифровую часть 6 ультрафиолетового пеленгатора, обрабатывается процессором 7 ультрафиолетового пеленгатора 1. Результат обработки через внешний интерфейс УФП (8) поступает в компьютер 10. Компьютер 10 анализирует результат обработки, если процессор 7 ультрафиолетового пеленгатора правильно распознал фоноцелевую обстановку, то компьютер 10 засчитывает это испытание, если процессор 7 ультрафиолетового пеленгатора неправильно распознал фоноцелевую обстановку, то компьютер 10 выдает сообщение о необходимости доработки аппаратно-программной части ультрафиолетового пеленгатора. После этого компьютер 10 подает следующий цифровой код, соответствующей следующей фоноцелевой обстановке. Процесс обработки повторяется.

Источники информации

1. У. Юсупалиев, А.Н. Стрепетов, С.А. Шутеев, П.У. Юсупалиев. Времяпозиционно-чувствительный детектор излучения. Прикладная физика, 2006, №6, с. 130…135.

2. В.Н. Приходько, В.В. Сунцов, Р.Ш. Хисамов. Алгоритмическое и программное обеспечение матричного ультрафиолетового пеленгатора. Оптический журнал, 2005, том 72, №11, с. 63…69.

3. В.Г. де-Бур, Г.М. Бескин, С.В. Карпов, В.Л. Плохотченко, А.С. Терехов, С.С. Косолобов, Г.Э. Шайблер. Координатно-чувствительный детектор высокого временного разрешения с арсенид-галлиевым фотокатодом. Астрофизический бюллетень, 2009, том 65, №4, с. 404…410.

4. Е.И. Дмитриев. Метод оптической имитации динамических объектов, излучающих в инфракрасной области спектра: Дис. … канд. техн. наук: 05.11.07 Сосновый Бор, 2005, 153 с., РГБ ОД, 61: 06-5/639.

5. В.В. Бутузов, Б.В. Скворцов, А.С. Перцович, В.А. Носиков, Т.А. Ершова. Блок имитаторов пуска ракет переносного зенитного ракетного комплекса. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2013, т. 15, №6, с. 193…196.

6. А.С. Перцович, Б.В. Скворцов. Имитатор тепловых источников излучения. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014, т. 16, №6, с. 76…78.

7. А.С. Перцович, П.А. Курылева. Имитатор тепловых объектов. «ИННОВАЦИИ В НАУКЕ»: сборник статей по материалам XXXVIII международной научно-практической конференции. (29 октября 2014 г.).

8. Имитаторы фирмы Textron Systems (США), www.textronsystems.com/electronicsystems.

9. Имитаторы фирмы CI Systems (Израиль), www.ci-systems.com.

10. Имитаторы фирмы EXELIS (США), www.exelisinc.com.

11. Имитаторы фирмы TSC (США), www.tsc.com.

12. А. Фиолентов. Авиационные станции предупреждения о ракетной атаке. Зарубежное военное обозрение, 2002, №2, с. 33…39.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для полунатурного моделирования оптико-электронных средств разведки целей, и может быть использовано для полунатурного моделирования, проведения испытаний и проверки работоспособности ультрафиолетовых пеленгаторов (УФП) авиационного и мобильного применения, а также для отладки программно-алгоритмического обеспечения процессоров, входящих с состав УФП. Устройство содержит для имитации фоноцелевой обстановки вместо множества имитаторов внешний компьютер (10), который через цифровой интерфейс (11) подает на цифровую часть ультрафиолетового пеленгатора (1) соответствующие этой фоноцелевой обстановке цифровые сигналы. Обеспечивается возможность проверки принятых технических решений на ранних стадиях проектирования УФП, снижение стоимости проверок, возможность проверок по множественным целям, возможность проверок в условиях помех (гроза, сварка, выстрелы, взрывы, солнце и другие природные и техногенные помехи), возможность проверок по всем существующим средствам поражения, возможность проверок на любых расстояниях от цели, повышение производительности проверок, возможность проверок в условиях отсутствия целей и помех, возможность проверок в различных областях поля зрения УФП. 1 ил.

Устройство для полунатурного моделирования работы ультрафиолетовых пеленгаторов, содержащее множество имитаторов и ультрафиолетовый пеленгатор, отличающееся тем, что имитация фоноцелевой обстановки осуществляется внешним компьютером через цифровой интерфейс подачей на цифровую часть ультрафиолетового пеленгатора соответствующих этой фоноцелевой обстановке цифровых сигналов.