Перископ непроникающего типа с панорамной многоканальной системой наблюдения без вращения головной части относительно корпуса носителя Российский патент 2018 года по МПК G02B23/08 

Изобретение относится к оптоэлектронным системам наблюдения, используемым в перископах подводных лодок.

Известны перископы непроникающего типа (не проникающие в прочный корпус подводной лодки), панорамное наблюдение которыми осуществляется путем вращения головной части перископа. К недостаткам таких перископов следует отнести наличие вращающейся головной части, что требует создания герметичного уплотнения во вращающемся переходе и повышенного потребления энергии курсовым приводом. Примерами таких перископов являются: перископ OMS 100 (фирма Carl Zeiss Optronics, Германия) и универсальный перископ «Парус-98УП» (АО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор», Россия).

Известны панорамные системы наблюдения и с невращающимися головными частями относительно корпуса подводной лодки. Например, системы с несколькими телевизионными камерами (далее - телекамеры) или тепловизионными приборами, расположенными в головной части перископа таким образом, что обеспечивают панорамный обзор в 360°. Такой обзор обеспечивают телевизионные камеры с полями зрения, составляющими 90° или 120°. Известны панорамные системы наблюдения с одним объективом типа «рыбий глаз», расположенным вертикально с охватом части верхней полусферы. Такой объектив имеет поле зрения 180°, который по горизонту охватывает 360°[1]. Во всех упомянутых системах панорамного наблюдения с невращающейся головной частью используются телевизионные матрицы большого формата, однако даже с их применением не получить изображение высокой четкости по причине значительных нелинейных искажений и разрешающих возможностей широкоугольных оптических систем.

В качестве прототипа перископа с невращающейся головной частью принят перископ АМРРМ (фирма Kollmorgen, США) [2].

Решаемая техническая проблема - совершенствование конструкции панорамной многоканальной системы наблюдения перископов с невращающейся головной частью.

Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности панорамных систем наблюдения перископа на основе применения неширокоугольных (неширокопольных) объективов (с полями зрения до 30-35°) в телевизионных камерах и тепловизионных приборах перископов.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в перископе непроникающего типа с панорамной многоканальной системой наблюдения, в отличие от прототипа:

- защитное окно, выполненное в виде кольцевой многоспектральной конструкции (далее - кольцевое окно) вокруг вертикальной оси перископа;

- радиопрозрачный обтекатель системы обнаружения радиолокационных сигналов и антенны СНС закреплен на кольцевом окне;

- курсовой привод (далее - курсовой привод) с токоподводом неограниченного вращения размещен внутри корпуса перископа;

- визирный элемент (зеркало или призма типа Р-90° с зеркалом на диагональной грани) в осевом подвесе размещен на курсовом приводе и содержит систему наведения по углу места и гироскопическую стабилизацию линии визирования; при этом визирный элемент сопряжен с корректирующим оптическим элементом, исправляющим искажения, создаваемые кольцевым окном;

- применяются телевизионная камера видимого спектрального диапазона и тепловизионный прибор (далее - тепловизор) спектрального диапазона 3-5 мкм (то есть с неширокопольными объективами), также размещенные на курсовом приводе;

- антенная система обнаружения радиолокационных сигналов (далее - СОРС) и антенна спутниковой навигационной системы (далее - антенна СНС) размещены на курсовом приводе.

Схема предлагаемого перископа приведена на фиг.1, где:

1 - корпус перископа,

2 - курсовой привод с токоподводом неограниченного вращения,

3 - тепловизор,

4 - визирный элемент,

5 - телекамера,

6 - СОРС,

7 - антенна СНС,

8 - кольцевое окно,

9 - корректирующий оптический элемент,

10 - герметичные кабельные разъемы (далее - кабельные разъемы).

Перископ функционирует следующим образом.

Визирный элемент обеспечивает наведение линии визирования перископа по углу места, а курсовой привод по курсовому углу.

Корректирующий оптический элемент исправляет искажения, создаваемые кольцевым окном.

Радиопрозрачный обтекатель обеспечивает функционирование СОРС и антенны СНС.

Токоподвод неограниченного вращения обеспечивает электрическую и информационную связь с устройствами на курсовом приводе. В нижней части перископа устанавливаются герметичные кабельные разъемы для информационной связи и электропитания с системами внутри подводной лодки.

Таким образом, достижение заявленного технического результата обеспечивается за счет применения объективов с высокой разрешающей способностью, обеспечивающими качественное изображение по всему полю зрения, и возможностью панорамного обзора через круговое защитное окно без вращения всего перископа относительно корпуса корабля. Кроме того, упрощается конструкция и массогабаритные характеристики перископа, повышается надежность, уменьшается энергопотребление курсового привода.

Функциональная реализуемость предлагаемой схемы перископа экспериментально проверена на отдельных образцах перископов различной конструкции.

Литература:

1. Патент РФ №2420774.

2. www.onr.navy.mil. Afforable Modular Panoraic Photonics Mast.

Устройство относится к оптоэлектронным системам наблюдения и может быть использовано в перископах подводных лодок. Перископ непроникающего типа с панорамной многоканальной системой наблюдения без вращения головной части относительно корпуса носителя содержит защитное окно, выполненное в виде кольцевой многоспектральной конструкции, курсовой привод с токоподводом неограниченного вращения размещен внутри корпуса перископа. На курсовом приводе установлены система обнаружения радиолокационных сигналов, антенна спутниковой навигационной системы, панорамная многоканальная система наблюдения, содержащая телевизионную и тепловизионную камеры с неширокопольными объективами, обеспечивающими качественное изображение по всему полю зрения, а также визирный элемент с системой стабилизации и наведения линии визирования, с защитным окном и корректирующим оптическим элементом. Технический результат - повышение разрешающей способности панорамных систем наблюдения перископа на основе применения не широкоугольных (неширокопольных) объективов (с полями зрения до 30-35°) в телевизионных камерах и тепловизионных приборах перископов. 1 ил.

Перископ непроникающего типа с панорамной многоканальной системой наблюдения без вращения головной части относительно корпуса носителя, отличающийся тем, что курсовой привод с токоподводом неограниченного вращения размещен внутри корпуса перископа, при этом на курсовом приводе установлены система обнаружения радиолокационных сигналов, антенна спутниковой навигационной системы, панорамная многоканальная система наблюдения, содержащая телевизионную и тепловизионную камеры с неширокопольными объективами, обеспечивающими качественное изображение по всему полю зрения, а также визирный элемент с системой стабилизации и наведения линии визирования, с защитным окном, выполненным в виде кольцевой многоспектральной конструкции, и корректирующим оптическим элементом.