ВООРУЖЕННАЯ ОПТОЭЛЕКТРОННАЯ ТУРЕЛЬ Российский патент 2018 года по МПК F41A23/24 F41G3/22 

Область техники

Изобретение относится к вооруженной оптоэлектронной турели, содержащей орудие, установленное с возможностью поворота вокруг оси курсового угла, и прицел, установленный с возможностью поворота вокруг этой же оси курсового угла независимо от поворота орудия.

Предшествующий уровень техники

Вооруженная турель, которой оснащают, например, военный корабль или боевое наземное транспортное средство, предназначена для защиты корабля или наземного транспортного средства днем и ночью от различных внешних атак, в частности, посредством стрельбы боеприпасами (снарядами, пулями и т.д.).

Как правило, такая вооруженная оптоэлектронная турель содержит орудие (пушку, пулемет и т.д.) и оптоэлектронный прицел, содержащий, например, инфракрасную камеру, тепловую камеру, видеокамеру, лазерный дальномер, и обеспечивающий прицеливание для орудия. Такая турель часто содержит также различные дополнительные устройства, например, такие как средства обнаружения и локализации выстрелов, полусферическое устройство наблюдения и т.д. Наконец, такая турель является турелью с дистанционным управлением, то есть ею можно управлять на расстоянии.

Обычно конструкторы и пользователи вооруженных оптоэлектронных турелей сталкиваются со следующими проблемами.

Первая проблема касается ориентации орудия, которое на некоторых турелях нельзя использовать во всех направлениях по курсовому углу и по углу места цели по причине возможных физических взаимодействий с другими устройствами, установленными на транспортном средстве, например, такими как панорамный прицел наблюдения, поле обзора которого тоже оказывается частично перекрытым турелью.

Вторая проблема относится к турелям, на которых орудие и оптоэлектронный прицел установлены неподвижно соединенными во вращении вокруг оси курсового угла. Вращение оптоэлектронного прицела вокруг оси курсового угла для осуществления наблюдения сопровождается одновременным вращением орудия, что может быть ошибочно истолковано как угроза для людей, находящихся вблизи турели.

Задачей изобретения является создание средства для увеличения зоны обстрела для орудия турели и зоны, наблюдаемой находящимся поблизости прицелом.

Раскрытие изобретения

Для решения этой задачи предложена вооруженная оптоэлектронная турель, включающая в себя корпус, поворачивающийся вокруг оси курсового угла, орудие, неподвижно соединенное во вращении с корпусом вокруг оси курсового угла и установленное с возможностью поворота вокруг первой оси угла места цели, и оптоэлектронный прицел, установленный с возможностью поворота вокруг этой же оси курсового угла независимо от поворота корпуса вокруг оси курсового угла.

Поскольку орудие неподвижно соединено во вращении с корпусом вокруг оси курсового угла, ориентацию орудия по курсовому углу можно осуществлять во всех направлениях без риска физического взаимодействия с другими устройствами турели, которые тоже неподвижно соединены во вращении с корпусом вокруг оси курсового угла.

Поскольку оптоэлектронный прицел установлен с возможностью поворота вокруг этой же оси курсового угла независимо от поворота корпуса и, следовательно, орудия, ориентацию прицела по курсовому углу можно осуществлять без вращения орудия, поэтому она не воспринимается как угроза.

Краткое описание чертежей

Описание представлено со ссылками на чертеж, на котором представлена вооруженная оптоэлектронная турель согласно изобретению, вид в перспективе.

Варианты осуществления изобретения

Вооруженная оптоэлектронная турель 1 согласно изобретению, предназначенная в данном случае для установки на легкое бронированное наземное транспортное средство, содержит основание 2, закрепленное непосредственно на транспортном средстве, корпус 3, состоящий из поворотной платформы 4 и из опоры 5 с выемкой, и оптоэлектронный прицел 6, содержащий корпус 6а прицела и две активные части 6b, 6с. Наружные формы основания 2 и поворотной платформы 4 вооруженной оптоэлектронной турели 1 представляют собой цилиндры вращения, осью которых является одна и та же вертикальная ось, называемая в этом описании осью Z курсового угла.

Корпус 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 установлен с возможностью поворота вокруг оси Z курсового угла и приводится во вращение вокруг оси Z курсового утла первыми приводными средствами 7, расположенными внутри основания 2. Первые приводные средства 7 содержат первый электрический двигатель 8, взаимодействующий с первым опорным подшипником 9, содержащим неподвижную часть 11, неподвижно соединенную во вращении с основанием 2, и поворотную часть 12, неподвижно соединенную во вращении с поворотной платформой 4 корпуса 3.

Опора 5 с выемкой закреплена на поворотной платформе 4 корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1. Опора 5 с выемкой содержит два плеча, проходящие вертикально от поворотной платформы 4 до верхней части 14 вооруженной оптоэлектронной турели 1.

Легкое орудие 15, установленное на верхней части 14 корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1, установлено на опоре 5 с выемкой. Таким образом, легкое орудие 15 неподвижно соединено во вращении с корпусом 3 вокруг оси Z курсового угла и, следовательно, тоже установлено с возможностью поворота вокруг оси Z курсового угла. Следовательно, ориентацию легкого орудия 15 по курсовому углу для стрельбы по целям с разными курсовыми углами осуществляют при помощи первых приводных средств 7.

Легкое орудие 15 установлено также с возможностью поворота вокруг первой оси X1 угла места цели, что позволяет ориентировать легкое орудие по углу места цели (или по углу возвышения) для стрельбы по целям с разными углами места цели. Ориентацию легкого орудия 15 по углу места цели осуществляют при помощи вторых приводных средств 16, содержащих второй электрический двигатель и установленных на опоре 5 с выемкой.

Корпус 6а оптоэлектронного прицела 6 установлен с возможностью поворота вокруг оси Z курсового угла независимо от поворота корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 и, следовательно, от легкого орудия 15. Ориентацию по курсовому углу оптоэлектронного прицела 6 с целью наведения легкого орудия 15 и осуществления наблюдений по разным курсовым углам осуществляют при помощи третьих приводных средств 18, расположенных, как и первые приводные средства 7, внутри основания 2 вооруженной оптоэлектронной турели 1. Третьи приводные средства 18 содержат третий электрический двигатель 19, взаимодействующий со вторым опорным подшипником 21, содержащим неподвижную часть 22, неподвижно соединенную во вращении с основанием 2, и поворотную часть 22, неподвижно соединенную во вращении с корпусом 6а оптоэлектронного прицела 6. Таким образом, первый опорный подшипник 9 и второй опорный подшипник 21 установлены коаксиально вокруг оси Z курсового угла. Первый электрический двигатель 8 и третий электрический двигатель 19 работают независимо друг от друга, что позволяет ориентировать по курсовому углу легкое орудие 15 и оптоэлектронный прицел 6 независимо друг от друга. Вместе с тем, необходимо отметить, что оптоэлектронный прицел 6 может быть использован для наведения орудия. При таких обстоятельствах оптоэлектронный прицел 6 передает заданные значения положения по курсовому углу, которые воспроизводятся орудием, благодаря следящим автоматическим средствам регулирования положения орудия, при этом каждое из двух устройств оснащено датчиками углового положения по курсовому углу с точностью, достаточной для выполнения этой задачи. Выверку линии прицеливания производят посредством регулирования углового смещения между показаниями датчиков орудия и прицела, когда они нацелены в одном направлении (речь идет об обычной процедуре выверки линии прицеливания прицела с орудием, осуществляемой в турелях, где орудие автоматически регулируется по положению на прицеле).

Активные части 6b, 6с оптоэлектронного прицела 6 тоже установлены с возможностью поворота вокруг второй оси Х2 места цели, что позволяет ориентировать оптоэлектронный прицел 6 по углу места цели для наведения легкого орудия 15 и для осуществления наблюдения с разными углами места цели. Ориентацию активных частей 6b, 6с оптоэлектронного прицела 6 производят при помощи четвертых приводных средств 25 (на чертеже показаны схематично), содержащих четвертый электрический двигатель и находящихся внутри корпуса 6а оптоэлектронного прицела 6.

Как показано на чертеже, легкое орудие 15 находится над оптоэлектронным прицелом 6, и опора 5 с выемкой, на которой установлено легкое орудие 15, освобождает большую периферийную зону вокруг оптоэлектронного прицела 6. Таким образом, при данном положении по курсовому углу корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 оптоэлектронный прицел 6 можно ориентировать на обширном секторе курсового угла, при этом его поле обзора не перекрывается препятствиями, находящимися на вооруженной оптоэлектронной турели 1, которые в данном случае представляют собой вертикальные стойки опоры 5 с выемкой. Таким образом, сводится к минимуму угловая зона, в которой может быть перекрыто поле обзора оптоэлектронного прицела 6.

Кроме того, нет необходимости в повороте корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 и, следовательно, легкого орудия 15 для осуществления наблюдения при помощи оптоэлектронного прицела 6 на большом секторе курсового угла.

Кроме того, следует отметить, что, поскольку ось курсового угла, вокруг которой поворачивается оптоэлектронный прицел 6, и ось курсового угла, вокруг которой поворачивается корпус 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 и, следовательно, легкое орудие 15, совпадают, вооруженная оптоэлектронная турель 1 согласно изобретению характеризуется очень хорошим качеством выверки линии прицеливания. Кроме того, поскольку оптоэлектронный прицел 6 и легкое орудие 15 находятся очень близко друг от друга на турели, то сводятся к минимуму возможные проблемы параллакса.

Кроме того, вооруженная оптоэлектронная турель 1 содержит средства 31 обнаружения выстрела снаряда и полусферическое устройство 32 наблюдения, установленные на верхней части 14 корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 и установленные на опоре 5 с выемкой.

Средства 31 обнаружения содержат головку 33 обнаружения полусферической формы, оснащенную множеством акустических датчиков 34, распределенных на всей поверхности головки 33 обнаружения, а также средства 35 обработки, находящиеся в головке 33 обнаружения (на чертеже показаны схематично). Средства 35 обработки выполнены с возможностью считывания акустических измерений, осуществляемых акустическими датчиками 34 и анализа этих акустических измерений. Средства 35 обработки определяют на основании этих акустических измерений, что был произведен выстрел. Средства 35 обработки выполнены также с возможностью определения орудия, выпустившего снаряд, за счет анализа разности между интенсивностями звука, связанными с акустическими измерениями и воспринимаемыми различными акустическими датчиками 34.

Положение средств 31 обнаружения, установленных на верхней части 14 корпуса 2 вооруженной оптоэлектронной турели 1, позволяет им производить акустические измерения, избегая влияния паразитных отражений на измерения от препятствий, находящихся на вооруженной оптоэлектронной турели 1.

Полусферическое устройство 32 наблюдения содержит, в частности, камеру 38, оснащенную объективом типа «fish-еуе» (или «рыбий глаз»), позволяющим камере 38 снимать панорамные изображения на 220°.

Положение полусферического устройства наблюдения на верхней части 14 корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 обеспечивает полностью открытый обзор окружающей среды вокруг и сверху транспортного средства.

Кроме того, вооруженная оптоэлектронная турель 1 содержит гранатомет 41 из двух частей 41а, 41b, выполненный с возможностью стрельбы дымовыми гранатами. Гранатомет 41 установлен на поворотной платформе 4 корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 и неподвижно соединен во вращении с корпусом 3. Следовательно, ориентацию гранатомета 41 по курсовому углу осуществляют при помощи первых приводных средств 7, как и ориентацию по курсовому углу легкого орудия 15.

Наконец, вооруженная оптоэлектронная турель 1 содержит централизованное вычислительное устройство 42 (на чертеже показано схематично), находящееся в основании 2 вооруженной оптоэлектронной турели 1.

В данном случае централизованное вычислительное устройство 42 соединено с множеством устройств турели для управления ими и/или для получения данных от этих устройств.

В данном случае централизованное вычислительное устройство 42 соединено с легким орудием 15 и с гранатометом 41 для управления их приведением в действие. Кроме того, централизованное вычислительное устройство 42 соединено с первыми приводными средствами 7 для управления ориентацией по курсовому углу корпуса 3 вооруженной оптоэлектронной турели 1 и, следовательно, легкого орудия 15, гранатомета 41, средств 31 обнаружения и полусферического устройства 32 наблюдения. Централизованное вычислительное устройство 42 соединено также со вторыми приводными средствами 16 для управления ориентацией по углу места цели легкого орудия 15, с третьими приводными средствами 25 для управления ориентацией соответственно по углу места цели и по курсовому углу оптоэлектронного прицела 6. Наконец, централизованное вычислительное устройство 42 соединено со средствами 35 обработки средств 31 обнаружения, с полусферическим устройством 32 наблюдения и с оптоэлектронным прицелом 6 для считывания данных (изображений, акустических измерений, определения орудия, выпустившего снаряд, и т.д.), поступающих от этих устройств.

Централизованное вычислительное устройство 42 содержит средства связи, указанные ссылочным обозначением 43 (средства связи представляют собой, например, линию связи по электрическим проводам, но могут представлять собой и беспроводную связь), которые позволяют управлять дистанционно вооруженной оптоэлектронной турелью 1. Под выражением «управлять дистанционно» следует понимать, что средства управления (рукоятка наведения, экран монитора, пусковая кнопка…) расположены внутри транспортного средства.

Использование централизованного вычислительного устройства 42, находящегося в самом центре вооруженной оптоэлектронной турели 1, позволяет облегчить установку вооруженной оптоэлектронной турели 1 на транспортном средстве, уменьшить число и длину проводов, соединенных с различными устройствами вооруженной оптоэлектронной турели 1, сократить время реакции, связанное с приводами этих устройств, улучшить функции контроля этих устройств и т.д.

Предпочтительно первыми приводными средствами 7 и третьими приводными средствами 18 может управлять централизованное вычислительное устройство 42 для применения согласованного режима, в котором подается команда на согласованное приведение во вращение корпуса 3 и оптоэлектронного прицела 6 вокруг оси Z курсового угла. Согласованный режим применяют для уменьшения и даже полного устранения угловой зоны, в которой поле обзора оптоэлектронного прицела 6 может быть перекрытым.

Когда выбирают согласованный режим (из транспортного средства, дистанционно и т.д.), централизованное вычислительное устройство 42 управляет первыми приводными средствами 7 и третьими приводными средствами 18, координируя первые приводные средства 7 и третьи приводные средства 18 таким образом, чтобы угловые положения по курсовому углу корпуса 3 и оптоэлектронного прицела 6 оставались такими, при которых поле обзора оптоэлектронного прицела 6 не может быть перекрыто вертикальными стойками опоры 5 с выемкой.

Таким образом, оптоэлектронный прицел 6 можно ориентировать в секторе курсового угла 360° без перекрывания его поля обзора. Приведение во вращение оптоэлектронного прицела 6 сопровождается согласованным приведением во вращение корпуса 3, когда угловое положение по курсовому углу оптоэлектронного прицела 6 является таким, что вертикальные стойки опоры 5 с выемкой могут начать перекрывать его поле обзора. Предпочтительно для применения согласованного режима используют средства оценки скорости вращения по курсовому углу оптоэлектронного прицела 6 и корпуса 3, а также средства оценки углового положения по курсовому углу оптоэлектронного прицела 6 и корпуса 3.

Когда относительные угловые положения оптоэлектронного прицела 6 и корпуса 3 и скорость вращения оптоэлектронного прицела 6 являются такими, что первые приводные средства 7 не в состоянии ориентировать корпус 3 достаточно быстро, чтобы помешать перекрыванию поля обзора оптоэлектронного прицела 6, централизованное вычислительное устройство 42 подает команду на третьи приводные средства 18 для прекращения приведения во вращение оптоэлектронного прицела 6.

В альтернативном варианте централизованное вычислительное устройство 42 выполнено с возможностью определять на основании соответствующих угловых положений по курсовому углу оптоэлектронного прицела 6 и корпуса 4, что поле обзора оптоэлектронного прицела 6 будет перекрыто одной из стоек. В этом случае централизованное вычислительное устройство 42 подает команду на третьи приводные средства 18 для приведения во вращение оптоэлектронного прицела 6 в направлении, противоположном заданному направлению вращения, чтобы вернуть оптоэлектронный прицел 6 в угловое положение, в котором его поле обзора не будет перекрыто.

В запоминающем модуле, связанном с централизованным вычислительным устройством 42, хранятся контрольные данные углового положения по курсовому углу корпуса 3 и оптоэлектронного прицела 6 и скорости вращения корпуса 3 и оптоэлектронного прицела 6. Централизованное вычислительное устройство 42 использует эти контрольные данные для применения согласованного режима, например, останавливая вращение оптоэлектронного прицела 6, когда его скорость превышает заранее определенный порог, включенный в контрольные данные, или когда его угловое положение переходит заранее определенное положение, включенное в контрольные данные.

Изобретение не ограничено этим описанным выше частным вариантом осуществления, а наоборот, охватывает любую версию, не выходящую за рамки, определенные формулой изобретения.

Хотя выше было указано, что основание вооруженной оптоэлектронной турели закреплено непосредственно на легком бронированном транспортном средстве, вооруженную оптоэлектронную турель можно, разумеется, установить на башне, которой оборудовано такое бронированное транспортное средство. Кроме того, следует отметить, что понятие «турель» включает в себя любой тип лафета, на котором установлено любое орудие и который может быть установлен или не установлен на башне.

Точно так же, хотя было указано, что вооруженной оптоэлектронной турелью оборудовано легкое бронированное транспортное средство, ее можно, разумеется, установить на любом типе носителя: военный корабль, боевой самолет или вертолет, стационарная военная установка (башенная зенитная установка) и т.д.

Хотя в данном случае ось курсового угла является вертикальной осью, она может быть осью любой ориентации, образующей не равный нулю угол с вертикальной осью.

Во время перемещения оптоэлектронного прицела 6 корпус 3 может быть неподвижным или приводиться в движение в том же направлении, что и оптоэлектронный прицел 6 (чтобы избежать перекрывания поля обзора оптоэлектронного прицела 6 стойками), или в противоположном направлении (чтобы увеличить скорость прохождения стойки перед оптоэлектронным прицелом 6 и сократить время перекрывания).

Вооруженная оптоэлектронная турель включает в себя корпус (3), поворачивающийся вокруг оси (Z) курсового угла, орудие (15), неподвижно соединенное во вращении с корпусом (3) вокруг оси (Z) курсового угла и установленное с возможностью поворота вокруг первой оси (Х1) угла места цели, и оптоэлектронный прицел (6), установленный с возможностью поворота вокруг этой же оси (Z) курсового угла независимо от поворота корпуса (3) вокруг оси (Z) курсового угла. Орудие (15) установлено на верхней части (14) корпуса (3) турели над оптоэлектронным прицелом (6). Орудие (15) установлено на опоре (5) с выемкой, освобождающей часть периферийной зоны вокруг оптоэлектронного прицела. Увеличиваются зоны обстрела и наблюдения. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Вооруженная оптоэлектронная турель, включающая в себя корпус (3), поворачивающийся вокруг оси (Z) курсового угла, орудие (15), неподвижно соединенное во вращении с корпусом (3) вокруг оси (Z) курсового угла и установленное с возможностью поворота вокруг первой оси (Х1) угла места цели, и оптоэлектронный прицел (6), установленный с возможностью поворота вокруг этой же оси (Z) курсового угла независимо от поворота корпуса (3) вокруг оси (Z) курсового угла, причем орудие (15) установлено на верхней части (14) корпуса (3) турели над оптоэлектронным прицелом (6) и орудие установлено на опоре (5) с выемкой, освобождающей часть периферийной зоны вокруг оптоэлектронного прицела.

2. Вооруженная оптоэлектронная турель по п. 1, включающая в себя приводные средства, выполненные с возможностью обеспечения согласованного приведения во вращение корпуса (3) и оптоэлектронного прицела (6) вокруг оси (Z) курсового угла, чтобы избежать перекрывания поля обзора оптоэлектронного прицела (6) препятствием, находящимся на корпусе (3).

3. Вооруженная оптоэлектронная турель по п. 2, в которой для осуществления согласованного приведения во вращение используется угловое положение по курсовому углу оптоэлектронного прицела (6) и/или корпуса (3).

4. Вооруженная оптоэлектронная турель по п. 2, в которой для осуществления согласованного приведения во вращение используется скорость вращения по курсовому углу оптоэлектронного прицела (6) и/или корпуса (3).

5. Вооруженная оптоэлектронная турель по п. 2, в которой для осуществления согласованного приведения во вращение используются контрольные данные углового положения и/или скорости вращения, хранящиеся в запоминающем модуле.

6. Вооруженная оптоэлектронная турель по любому из пп. 1-5, в которой оптоэлектронный прицел установлен с возможностью поворота вокруг второй оси (Х2) угла места цели.

7. Вооруженная оптоэлектронная турель по любому из пп. 1-6, включающая в себя средства (31) обнаружения выстрела снаряда, при этом указанные средства обнаружения установлены на верхней части корпуса турели.

8. Вооруженная оптоэлектронная турель по п. 7, в которой средства обнаружения выполнены также с возможностью определения выпустившего снаряд орудия.

9. Вооруженная оптоэлектронная турель по п. 7 или 8, в которой средства обнаружения содержат акустический датчик (34).

10. Вооруженная оптоэлектронная турель по любому из пп. 1-9, включающая в себя полусферическое устройство (32) наблюдения, установленное на верхней части корпуса турели.

11. Вооруженная оптоэлектронная турель по любому из пп. 1-10, включающая в себя централизованное вычислительное устройство (42), соединенное с множеством устройств турели для управления ими и/или получения данных от этих устройств, при этом множество устройств включает в себя орудие, и/или оптоэлектронный прицел, и/или средства обнаружения, и/или полусферическое устройство наблюдения, и/или средства приведения во вращение этих устройств.

12. Вооруженная оптоэлектронная турель по п. 11, в которой централизованное вычислительное устройство (42) выполнено с возможностью дистанционного управления.