ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИЦЕЛ С МОДУЛЬНОЙ БРОНЕВОЙ ЗАЩИТОЙ Российский патент 2018 года по МПК F41G3/22 F41H5/26 

Область техники

Изобретение относится к оптоэлектронному прицелу с модульной броневой защитой, содержащему средства обнаружения броневой защиты.

Предшествующий уровень техники

Прицел, которым оборудовано боевое наземное транспортное средство, такое как танк, обычно оснащено оптоэлектронным устройством, содержащим средства обнаружения, такие как инфракрасная камера, видеокамера, тепловая камера, лазерный дальномер и т.д. Такое оптоэлектронное устройство установлено на двухкоординатной поворотной платформе, которая позволяет ориентировать устройство по местоположению цели и по курсовому углу.

Большинство современных танков содержат пост управления, в котором находится командир танка, осуществляющий операции наблюдения и управления танком или его экипажем, и огневой пост, в котором находится наводчик и из которого приводится в действие орудие (пушка, пулемет и т.д.). Каждый из этих постов оснащен своим собственным прицелом.

Прицел поста управления обычно является панорамным прицелом, находящимся на верхней части башни танка для обеспечения максимально возможного поля обзора для командира танка. Этот прицел является очень уязвимым и должен быть защищен от внешних воздействий и, в частности, от летящих на скорости предметов (пуль, осколков снарядов, обломков и т.д.), для чего его оборудуют пуленепробиваемой броней.

Что касается прицела огневого поста, то он находится вблизи орудия. Прицел огневого поста имеет ограниченный угол обзора с центром на оси ствола орудия. Это позволяет разместить прицел близко к стволу между бронированными стенками танка. Следовательно, прицел огневого поста не имеет своей броневой защиты.

Эти прицелы являются технически очень сложными и дорогими в разработке и в обслуживании.

Кроме того, если оба прицела могут быть идентичными с точки зрения оптоэлектроники, то они имеют разные механические конструкции, адаптированные к бортовой массе, в частности к приводным средствам и к опорному подшипнику, обеспечивающему вращение оптоэлектронного прицела. В частности, опорный подшипник прицела огневого поста обычно имеет меньший диаметр, чтобы ограничивать трения и облегчать активную стабилизацию прицела за счет управления приводом (в прицеле поста командира танка трения, возникающие в результате использования опорного подшипника большого диаметра, не мешают активной стабилизации прицела, так как они компенсируются инерцией, обеспечиваемой массой броневой защиты).

Задачей изобретения является снижение стоимости разработки и обслуживания прицелов, которыми оборудованы, в частности, боевые наземные транспортные средства.

Раскрытие изобретения

Для выполнения этой задачи согласно изобретению предложен оптоэлектронный прицел с модульной броневой защитой, включающий в себя оптоэлектронное устройство, опорный подшипник, содержащий вращающуюся часть, на которой установлено оптоэлектронное устройство, приводные средства для приведения во вращение вращающейся части, средства управления, выполненные с возможностью управления приводными средствами, и модульную броневую защиту, выполненную с возможностью установки на вращающейся части опорного подшипника. Согласно изобретению оптоэлектронный прицел содержит средства обнаружения броневой защиты на вращающейся части, при этом средства обнаружения соединены со средствами управления, которые выполнены с возможностью управления приводными средствами в зависимости от результата обнаружения.

На одном и том же наземном транспортном средстве, содержащем прицел, оснащенный броневой защитой, для поста управления, и прицел, не имеющий броневой защиты, для огневого поста, в настоящее время эти прицелы являются разными и содержат, в частности, разные платформы ориентации, и/или разные приводные средства, и/или разные средства управления приводными средствами. Поэтому для оснащения такого боевого транспортного средства необходимо разрабатывать два разных прицела. Кроме того, необходимо складировать и иметь в наличии эти два разных типа прицелов для обеспечения операций обслуживания.

Оптоэлектронный прицел согласно изобретению оснащен модульной броневой защитой, которая может быть установлена или не установлена на оптоэлектронном прицеле. Средства обнаружения оптоэлектронного прицела позволяют обнаруживать присутствие или отсутствие броневой защиты и адаптировать управление приводными средствами в зависимости от присутствия или отсутствия броневой защиты на прицеле. Таким образом, можно использовать два аналогичных прицела, содержащих идентичные платформы, приводные средства и средства управления, при этом прицел поста управления оснащен броневой защитой в отличие от прицела огневого поста. Это позволяет снизить стоимость разработки этих прицелов, так как больше нет необходимости в проектировании двух прицелов. Снижается также стоимость обслуживания этих прицелов, поскольку нет необходимости в складировании двух типов прицелов, и теперь можно снять прицел с одного поста вышедшего из строя боевого транспортного средства и установить его на другом транспортном средстве вместо неисправного прицела такого же поста или другого поста.

Согласно изобретению предложено также боевое наземное транспортное средство, содержащее по меньшей мере одно орудие, огневой пост, из которого приводится в действие орудие, пост управления, из которого осуществляют такие операции, как операции управления или наблюдения, при этом пост управления оснащен первым оптоэлектронным прицелом, на котором установлена модульная броневая защита, а огневой пост оснащен вторым оптоэлектронным прицелом, на котором не установлена модульная броневая защита.

Изобретение станет более понятным из последующего описания частного не ограничительного варианта осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Описание представлено со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 схематично показано боевое наземное транспортное средство в соответствии с изобретением, вид в перспективе;

на фиг. 2 - второй оптоэлектронный прицел согласно изобретению, при этом указанный второй оптоэлектронный прицел не оснащен модульной броневой защитой, вид в перспективе;

на фиг. 3 - модульная броневая защита и средства ее закрепления на прицеле, вид в перспективе;

на фиг. 4 - первый оптоэлектронный прицел согласно изобретению, при этом указанный первый оптоэлектронный прицел оснащен модульной броневой защитой, вид в перспективе.

Варианты осуществления изобретения

Как показано на фиг. 1, боевое наземное транспортное средство, в данном случае танк 1, содержит башню 2, оснащенную пушкой 3, пост управления, предназначенный для командира танка, огневой пост, предназначенный для наводчика, и пост механика-водителя танка. Общая конструкция танка сама по себе известна.

Пост управления оснащен первым оптоэлектронным прицелом 4а согласно изобретению, который позволяет командиру танка наблюдать за обстановкой снаружи танка 1. Первый оптоэлектронный прицел 4а является панорамным прицелом, находящимся на башне 2 в незащищенной зоне: он обеспечивает командиру танка поле обзора в секторе по курсовому углу на 360°.

Огневой пост оснащен вторым оптоэлектронным прицелом 4b согласно изобретению, находящимся вблизи пушки 3, и из него приводят в действие пушку 3. Второй оптоэлектронный прицел 4b находится в зоне, частично защищенной броневой защитой башни 2. Башня 2 и, следовательно, пушка 3 в данном случае имеют обратную связь для автоматического регулирования по положению со вторым оптоэлектронным прицелом 4b, при этом амплитуда углового отклонения по курсовому углу второго оптоэлектронного прицела 4b ограничена между -5 и +5°.

Первый и второй оптоэлектронные прицелы 4а, 4b являются подобными прицелами, но имеют разную конфигурацию с учетом их разного положения на танке 1. Первый оптоэлектронный прицел 4а оснащен модульной броневой защитой 7, предназначенной для его защиты от внешних воздействий и, в частности, от летящих со скоростью предметов (пуль, и т.д.), тогда как второй оптоэлектронный прицел 4b не имеет модульной броневой защиты, поскольку его положение на танке 1 этого не требует.

На фиг. 2 показан второй прицел 4b согласно изобретению или, в целом, прицел 4 согласно изобретению, не оснащенный модульной броневой защитой 7. Каждый оптоэлектронный прицел 4 содержит оптоэлектронное устройство 8, двухкоординатную поворотную платформу 9, позволяющую ориентировать оптоэлектронное устройство 8 по оси X угла места цели и по оси Y курсового угла, опору 11, в которой расположены первые приводные средства, программируемая электронная плата 12 и вторые приводные средства.

В данном случае оптоэлектронное устройство 8 обычно содержит видеокамеру, инфракрасную камеру и лазерный дальномер, подробное описание которых опущено.

Первые приводные средства содержат электрический двигатель 13 (схематично показан на фиг. 2 и 4), выполненный с возможностью приведения во вращение оптоэлектронного устройства 8 вокруг оси Y курсового угла. Программируемая электронная плата 12 содержит средства 14 управления электрическим двигателем 13. Вторые приводные средства выполнены с возможностью приведения во вращение оптоэлектронного устройства 8 вокруг оси X угла места цели, и поскольку они не относятся напрямую к изобретению, их описание опущено.

Двухкоординатная поворотная платформа 9 содержит опорный подшипник 15, на котором установлено оптоэлектронное устройство 8 с возможностью свободного вращения вокруг оси Y курсового угла. Оптоэлектронное устройство 8 установлено на вращающейся части этого опорного подшипника 15.

Средства 14 управления программируемой электронной платы 12 управляют электрическим двигателем 13 для приведения во вращение вращающейся части опорного подшипника 15 и, следовательно, для ориентации оптоэлектронного устройства 8 по необходимому курсовому углу. Вращающаяся часть имеет, например, зубчатый венец, коаксиальный с опорным подшипником 15, и шестерня, связанная во вращении с выходным валом электрического двигателя 13, зацепляется с зубчатым венцом. Можно также использовать парные двигатели прямого действия, то есть без зубчатого зацепления и без понижающего передаточного отношения.

Средства 14 управления используют программу управления электрическим двигателем 13, записанную на программируемой электронной плате 12, при этом указанная программа управления выполнена с возможностью применения контура обратной связи автоматического регулирования курсового угла оптоэлектронного прицела 4.

Показанный на фиг. 3 и 4 первый оптоэлектронный прицел 4а оснащен модульной броневой защитой 7. Модульная броневая защита 7 сбалансирована независимо по оси Y курсового угла, чтобы избегать создания момента перекоса, который может отрицательно влиять на стабилизацию прицела. Таким образом, установка модульной броневой защиты 7 на первом оптоэлектронном прицеле 4а не требует никакой повторной балансировки первого оптоэлектронного прицела 4а. Модульная броневая защита 7 содержит первый проем 18, имеющий форму, соответствующую форме вторых проемов 19 оптоэлектронного устройства 8. Вторые проемы 19 оптоэлектронного устройства 8, находящиеся напротив датчиков камер, защищены прозрачными защитными элементами, через которые камеры производят съемку изображений в обширном секторе угла места цели.

Модульная броневая зашита 7 выполнена с возможностью установки на вращающейся части опорного подшипника 15. В случае первого оптоэлектронного прицела 4а модульная броневая защита 7 установлена на опорном подшипнике 15 при помощи средств 21 крепления, содержащих крепежную арматуру из трех частей 22, закрепленных винтами на опорном подшипнике 15. Сама модульная броневая защита 7 закреплена на крепежной арматуре. Следует отметить, что крепежная арматура расположена только на части окружности опорного подшипника 15, что, с одной стороны, облегчает установку и демонтаж модульной броневой защиты 7 и, с другой стороны, позволяет уменьшить массу оптоэлектронного прицела, когда модульная броневая защита 7 установлена.

Таким образом, как было указано выше, единственным различием между первым оптоэлектронным прицелом 4а и вторым оптоэлектронным прицелом 4b является наличие модульной броневой защиты 7 на первом оптоэлектронном прицеле 4а.

Средства 14 управления выполнены с возможностью адаптации управления оптоэлектронными прицелами 4 в зависимости от наличия или отсутствия модульной броневой защиты 7. Для обнаружения присутствия модульной броневой защиты 7 программируемая электронная плата 12 каждого прицела 4 имеет средства 24 обнаружения, связанные со средствами 14 управления для передачи на них результата этого обнаружения.

Средства 24 обнаружения программируемой электронной платы 12 данного прицела 4 выполнены с возможностью обнаруживать, является ли соединительный провод, связывающий прицел с остальной частью башни, первым соединительным проводом 25, предназначенным для соединения с прицелом поста управления, таким как первый оптоэлектронный прицел 4а согласно изобретению (указанный первый соединительный провод 25 показан на фиг. 4), или вторым соединительным проводом 26, предназначенным для соединения с прицелом огневого поста, таким как второй оптоэлектронный прицел 4b согласно изобретению (указанный второй соединительный провод 25 показан на фиг. 2).

Первый соединительный провод 25 снабжен первым соединителем 27, предназначенным для соединения с соединителем 28, находящимся на опоре 11 прицела поста управления, то есть на опоре 11 первого оптоэлектронного прицела 4а. Второй соединительный провод 26 снабжен вторым соединителем 29, предназначенным для соединения с соединителем 28, находящимся на опоре 11 прицела огневого поста, то есть на опоре 11 второго оптоэлектронного прицела 4b.

Первый соединительный провод 25 выполнен электрически таким образом, что, когда первый соединитель 27 соединяют с соединителем 28 первого оптоэлектронного прицела 4а, два контактных штыря конструкции соединителя 28 первого прицела 4а образуют разомкнутую цепь. Второй соединительный провод 26 выполнен электрически таким образом, что, когда второй соединитель 29 соединяют с соединителем 28 второго оптоэлектронного прицела 4b, оба контактных штыря конструкции соединителя 28 второго прицела 4b оказываются замкнутыми накоротко.

Средства 24 обнаружения программируемой электронной платы 12 соединены с соединителем 28, который, в свою очередь, соединен с первым соединителем 27 первого соединительного провода 25 или со вторым соединителем 29 второго соединительного провода 26. Средства 24 обнаружения прицела 4 обнаруживают, являются ли штыри конструкции соединителя 28 опоры 11 прицела 4 замкнутыми накоротко или образуют разомкнутую цепь, то есть является ли соединитель, соединенный с соединителем 28, первым соединителем 27 или вторым соединителем 29. Таким образом, средства обнаружения прицела 4 обнаруживают, является ли прицел 4 первым оптоэлектронным прицелом 4а или вторым оптоэлектронным прицелом 4b и, следовательно, установлена или не установлена модульная броневая защита 7 на указанном прицеле.

Средства 24 обнаружения программируемой электронной платы 12 передают в программу управления средств 14 управления результат этого обнаружения.

В данном случая адаптация управления состоит в применении набора параметров регулирования контура обратной связи автоматического регулирования, включающего в себя по меньшей мере один параметр регулирования, первую последовательность значений 30, когда модульная броневая защита 7 установлена, и вторую последовательность значений 31, когда модульная броневая защита 7 не установлена. Средства 14 управления программируемой электронной платы 12 определяют использование первой последовательности значений 30 или второй последовательности значений 31 в зависимости от результата обнаружения присутствия броневой защиты 7, переданного средствами 24 обнаружения.

Первую и вторую последовательности значений 30, 31 параметров регулирования определяют заранее, чтобы учитывать различие в массе и инерции между прицелом, оснащенным модульной броневой защитой 7, таким как первый оптоэлектронный прицел 4а, и прицелом, не оснащенным модульной броневой защитой 7, таким как второй оптоэлектронный прицел 4b, при этом различия в массе и инерции являются большими с учетом относительно большой массы модульной броневой защиты. Первая и вторая последовательности значений 30, 31 параметров регулирования учитывают также трения на уровне элементов качения опорного подшипника, при этом влияние трений на привод сказывается больше в прицеле, не оснащенном модульной броневой защитой.

Следует при этом отметить, что программа управления, используемая для управления электрическим двигателем 13 первого оптоэлектронного прицела 4а, и программа управления второго оптоэлектронного прицела 4b представляют собой единую программу с параметрами, которые могут быть установлены.

Далее следует более подробное описание опорного подшипника 7 двухкоординатной поворотной платформы 9.

Опорный подшипник содержит элементы качения, представляющие собой шарики, имеющие диаметр больше относительно внутреннего диаметра опорного подшипника.

В данном случае соотношение между внутренним диаметром опорного подшипника 7 и диаметром одного из этих шариков составляет от 15 до 35 и предпочтительно близко к 25.

Внутренний диаметр опорного подшипника 7 обычно равен 10 дюймов или 25,4 см при наружном диаметре в 11,5 дюймов или 29,21 см, тогда как шарики обычно имеют диаметр, равный трем восьмым дюйма, то есть примерно 9,52 мм. При таких размерах соотношение между внутренним диаметром опорного подшипника 7 и диаметром шариков равно 25,7.

Относительно большой диаметр шариков по отношению к внутреннему диаметру опорного подшипника 7 обеспечивает идеальную адаптацию опорного подшипника 7 к большой массе и инерции первого оптоэлектронного прицела 4а согласно изобретению, который имеет модульную броневую защиту 7. В частности, большая инерция способствует стабилизации углового положения по курсовому углу и позволяет компенсировать сильные трения, связанные с шариками большого диаметра опорного подшипника 7.

В случае второго оптоэлектронного прицела 4b, не оснащенного модульной броневой защитой 7, трения в большей степени отрицательно влияют на стабилизацию по причине уменьшения инерции второго оптоэлектронного прицела 4b, что связано с отсутствием модульной броневой защиты 7. Вместе с тем, отмечается, что это отрицательное влияние мало сказывается на ограниченном размере углового отклонения по курсовому углу второго оптоэлектронного прицела 4b.

Изобретение не ограничено описанным выше частным вариантом осуществления и, наоборот, охватывает любую версию, не выходящую за рамки изобретения, определенную формулой изобретения.

Хотя выше были описаны средства обнаружения, которые обнаруживают разомкнутую цепь или короткое замыкание на уровне штырей конструкции соединителя прицела, изобретение можно применять для самых разных средств обнаружения. Например, прицел можно оснастить одним или более датчиками (датчиками приближения и т.д.), обнаруживающими напрямую присутствие броневой защиты, при этом указанные датчики соединены со средствами управления. Можно также обнаруживать присутствие броневой защиты в зависимости от усилий, которые должны развивать приводы для перемещения прицела (например, путем измерения потребляемого тока), или можно обеспечить, чтобы программа управления запрашивала заранее определенное действие от оператора, позволяющее указать, находится ли прицел в посту командира танка или в посту наводчика.

Группа изобретений относится к оптоэлектронному прицелу с модульной броневой защитой и боевому наземному транспортному средству. Прицел включает в себя оптоэлектронное устройство, опорный подшипник, приводные средства, средства управления, модульную броневую защиту. Модульная защита присутствует или отсутствует на оптоэлектронном прицеле. Прицел дополнительно включает в себя средства обнаружения броневой защиты на вращающейся части. Средства обнаружения соединены со средствами управления. Управление адаптировано посредством использования первого значения параметра регулирования для программы управления и второго значения параметра регулирования для программы управления. Транспортное средство содержит по меньшей мере одно орудие, огневой пост, из которого приводится в действие орудие, пост управления, из которого осуществляют операции управления или наблюдения, при этом пост управления оснащен первым оптоэлектронным прицелом, на котором установлена модульная броневая защита, а огневой пост оснащен вторым оптоэлектронным прицелом, на котором не установлена модульная броневая защита. Достигается повышение защиты прицела от летящих предметов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Оптоэлектронный прицел с модульной броневой защитой, включающий в себя оптоэлектронное устройство (8), опорный подшипник (15), содержащий вращающуюся часть, на которой установлено оптоэлектронное устройство (8), приводные средства для приведения во вращение вращающейся части, средства (14) управления, выполненные с возможностью управления приводными средствами, модульную броневую защиту (7), выполненную с возможностью установки на вращающейся части опорного подшипника (15), причем модульная защита присутствует или отсутствует на оптоэлектронном прицеле, отличающийся тем, что включает в себя средства (24) обнаружения броневой защиты (7) на вращающейся части, при этом средства обнаружения соединены со средствами управления, которые выполнены с возможностью управления приводными средствами в зависимости от результата обнаружения, причем управление адаптировано посредством использования первого значения параметра регулирования для программы управления, когда обнаружено присутствие модульной броневой защиты, и второго значения параметра регулирования для программы управления, когда обнаружено отсутствие модульной броневой защиты.

2. Оптоэлектронный прицел по п. 1, в котором различные значения параметра регулирования определены заранее, чтобы учитывать по меньшей мере разность инерции прицела.

3. Оптоэлектронный прицел по п. 1 или 2, в котором опорный подшипник (15) содержит элементы качения, представляющие собой шарики, и в котором соотношение между внутренним диаметром опорного подшипника (15) и диаметром одного из шариков составляет от 15 до 35.

4. Оптоэлектронный прицел по п. 3, в котором соотношение имеет значение, близкое к 25.

5. Оптоэлектронный прицел по любому из пп. 1-4, в котором модульная броневая защита (7) закреплена на опорном подшипнике (15) при помощи средств (21) крепления, расположенных только на части окружности опорного подшипника (15).

6. Оптоэлектронный прицел по любому из пп. 1-5, в котором средства обнаружения выполнены с возможностью обнаружения разомкнутой цепи и/или короткого замыкания на уровне штырей конструкции соединителя (28) прицела.

7. Боевое наземное транспортное средство (1), содержащее по меньшей мере одно орудие (3), огневой пост, из которого приводится в действие орудие, пост управления, из которого осуществляют такие операции, как операции управления или наблюдения, при этом пост управления оснащен первым оптоэлектронным прицелом (4а) по любому из пп. 1-6, на котором установлена модульная броневая защита (7), а огневой пост оснащен вторым оптоэлектронным прицелом (4b) по любому из пп. 1-6, на котором не установлена модульная броневая защита (7).