Способ засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов Российский патент 2019 года по МПК F41H3/00 

Изобретение относится к области приема и преобразования лазерного излучения и может быть использовано для засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА).

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2506547, заявка 2012140350/28 МПК G01J 1/44, 2012 год «Приемник импульсных оптических сигналов» (Вильнер В.Г., Волобуев В.Г., Почтарев В.Л., Рябокуль Б.К.). Изобретение относится к технике приема импульсного оптического излучения, преимущественно к приемникам импульсных лазерных дальномеров и подобных устройств для измерения временных интервалов между оптическими импульсами. Приемник импульсных оптических сигналов, содержащий фотоприемник с источником смещения и нагрузкой, подключенной к усилителю, усилитель выполнен в виде двух транзисторных повторителей с общей нагрузкой, вход одного из повторителей подключен к нагрузке фотоприемника, а вход второго повторителя имеет возможность подключения к внешнему источнику сигнала, причем параллельно входам транзисторных повторителей введены ключи, связанные с коммутатором, управляющим их замыканием и размыканием в противофазе. Технический результат заключается в повышении точности временной привязки принятого сигнала и, соответственно, высокой точности измерений с помощью приборов, в которых используется такой приемник. Недостатком изобретения является невозможность его использования, когда не известно направление воздействия лазерного излучения.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2566370, заявка 2013138906/28 МПК G01J 5/58, 2013 год «Космический приемник - преобразователь лазерного излучения» (Корнилов В.А., Тугаенко В.Ю., Мацак И.С.). Изобретение относится к области создания приемников - преобразователей на основе полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей для преобразования электромагнитной энергии лазерного излучения высокой плотности. Заявлена конструкция космического приемника-преобразователя лазерного излучения в двух вариантах исполнения. В первом варианте приемник-преобразователь выполнен в виде трех взаимно перпендикулярных круговых панелей с точкой пересечения, совпадающей с их геометрическими центрами; каждая круговая панель с двух сторон представляет приемную плоскость, на которой установлены фотоэлектрические преобразователи. Тыльные контакты фотоэлектрических преобразователей охлаждаются радиальными прямолинейными, дугообразными и периферийными дугообразными тепловыми трубами. Второй вариант отличается от первого конструкцией тепловых труб: применяются V-образные и дугообразные тепловые трубы. Техническим результатом является повышение мощности и эффективности приемника-преобразователя, повышение КПД преобразования, надежности и ресурса работы. Недостатком изобретения состоит в том, что космический приемник-преобразователь лазерного излучения ориентирован только на прием сигналов излучения высокой интенсивности.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №2011148951/11, МПК G01S 17/00, 2011 год, патент №2494415, «Способ обнаружения пассивного космического объекта при сближении с ним активного космического аппарата» (Старовойтов Е.И., Афонин В.В.). Способ включает сканирование пространства путем разворота активного КА с жестко установленной на нем лазерной локационной станции (ЛЛС) по каналу тангажа или курса до обнаружения пассивного КА. Ширина диаграммы направленности зондирующего излучения ЛЛС в направлении сканирования минимальна, а в перпендикулярном направлении угол ее расходимости равен угловому размеру зоны обзора. Обнаружение пассивного КА осуществляют в мгновенном поле зрения многоэлементного приемника излучения ЛЛС. Это поле совпадает с диаграммой направленности ЛЛС. Техническим результатом изобретения является повышение надежности за счет исключения оптико-механического сканирования с использованием движущихся деталей. Недостатком способа - аналога является низкая оперативность сканирования, которое осуществляется путем разворота активного КА.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2619168, МПК B64G 3/00, 2015 год, «Способ определения направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом» (Яковлев М.В., Яковлева Т.М., Яковлев Д.М.), согласно которому принимают сигналы, излучаемые приближающимся активным объектом, измеряют амплитуду и выполняют обработку принимаемых сигналов. Для приема сигналов применяют детекторы плоской формы. Детекторы располагают на поверхности сферической оболочки ортогонально радиус-вектору из центра сферической оболочки к точке касания с детектором. Внутри сферической оболочки помещают материал -поглотитель излучения. Направление на активный приближающийся объект определяют по радиус-вектору, направленному на детектор с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала. Недостатком способа является невозможность противодействия активному объекту, преднамеренно сближающемуся с космическим аппаратом.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2639609, МПК G02B 26/10, 2016 год, «Способ управления лазерным лучом» (Яковлев М.В., Яковлева Т.М., Яковлев Д.М.). Согласно способу в магнитное поле помещают поворотную платформу с зеркалом для отражения падающего лазерного луча, расположенным на одной ее стороне, с проводником электрического тока и поворотным механизмом - на другой стороне. Проводник электрического тока выполняют в виде кольцевых витков, которые располагают по периметру поворотной платформы. Поворотный механизм, например, в виде подвижной шаровой опоры, устанавливают в центре тяжести платформы. Магнитное поле формируют системой электромагнитов. Ток электромагнитов и кольцевых витков регулируют из условия отражения лазерного луча от зеркала в заданном направлении. Недостатком способа является отсутствие возможности управления лазерным лучом в зависимости от внешних условий.

Известно защищенное патентом изобретение - прототип: патент №2578722, МПК F41H 3/00, 13/00, 2016 год, «Способ засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА)» (Шишков С.В.), в котором блоком обнаружения определяют излучение, распространяющегося от МБЛА, в автоматизированной системе обработки информации рассчитывают мощность лазерного излучения, площадь и положение светового экрана. Сигналы от автоматизированной системы передают на источники лазерного излучения, которые вырабатывают расчетную мощность излучения. Перемещение светового экрана в пространстве осуществляют с помощью электроприводов зеркальной системы. Технический результат заключается в улучшении защиты объектов от летательных аппаратов, снабженных оптико-электронными прицелами и приборами наблюдения. Недостатком способа является недостаточно высокая оперативность засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов при формировании светового экрана и его перемещении с помощью электроприводов зеркальной системы.

Целью предполагаемого изобретения является повышение оперативности засветки оптико-электронных приборов МБЛА.

Указанная цель достигается в заявляемом способе засветки оптико-электронных приборов МБЛА, согласно которому излучение, распространяющееся от МБЛА, принимают детекторами плоской формы, расположенными на поверхности сферической оболочки ортогонально радиус-вектору из центра оболочки к точке касания с детектором. Внутри сферической оболочки помещают материал - поглотитель излучения, определяют направление на МБЛА по радиус-вектору на детектор с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала. В автоматизированной системе обработки информации (АСОИ) рассчитывают мощность лазерного излучения, по сигналам АСОИ регулируют мощность излучения, направление излучения задают зеркалом, установленным в магнитном поле на поворотной платформе с проводником электрического тока и поворотным механизмом на противоположной от зеркала стороне. Проводник выполняют в виде кольцевых витков, расположенных по периметру платформы, поворотный механизм устанавливают в центре тяжести платформы, магнитное поле формируют системой электромагнитов. Электрические токи электромагнитов и кольцевых витков определяют по результатам вычисления АСОИ из условия ориентации лазерного излучения источника по направлению нормали к поверхности детектора с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала.

Реализуемость заявляемого способа засветки оптико-электронных приборов МБЛА и возможность повышения его оперативности подтверждаются технической реализуемостью способов определения направления на МБЛА и управления направлением лазерного луча, предлагаемых в заявляемом изобретении (патенты №№2619168, 2639609). Продолжительность процедуры вычисления в АСОИ электрических токов кольцевых витков поворотной платформы и системы электромагнитов из условия ориентации лазерного излучения источника по направлению нормали к поверхности детектора с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала не превышает десятки - сотни микросекунд, что обеспечивается использованием аппроксимаций и интерполяционных зависимостей, полученных по результатам предварительной калибровки. В течение указанного промежутка времени МБЛА остается практически неподвижным. Продолжительность угловых перемещений зеркала в поле электромагнитов в заявляемом изобретении намного меньше продолжительности выполнения аналогичных операций при использовании электромеханических приводов зеркальной системы в изобретении-прототипе. Изложенные обстоятельства обеспечивают повышение оперативности засветки оптико-электронных приборов МБЛА

Таким образом, техническая возможность реализации и эффективность заявляемого способа засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов не вызывают сомнений.

Изобретение относится к области приема и преобразования лазерного излучения и может быть использовано для засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА). Для засветки оптико-электронных приборов излучение, распространяющееся от МБЛА, принимают детекторами плоской формы, расположенными на поверхности сферической оболочки ортогонально радиус-вектору из центра оболочки к точке касания с детектором. Внутри сферической оболочки помещают материал-поглотитель излучения. Определяют направление на МБЛА по радиус-вектору на детектор с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала. В автоматизированной системе обработки информации (АСОИ) рассчитывают мощность лазерного излучения. По сигналам АСОИ регулируют мощность лазерного излучения источника. Направление излучения регулируют зеркалом, установленным в магнитном поле на поворотной платформе с проводником электрического тока и поворотным механизмом на противоположной от зеркала стороне. Проводник выполняют в виде кольцевых витков, расположенных по периметру платформы. Поворотный механизм устанавливают в центре тяжести платформы. Магнитное поле формируют системой электромагнитов. Электрические токи электромагнитов и кольцевых витков определяют по результатам вычислений АСОИ из условия ориентации лазерного излучения источника по направлению нормали к поверхности детектора с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала. Обеспечивается повышение оперативности засветки оптико-электронных приборов МБЛА.

Способ засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов - МБЛА, согласно которому излучение, распространяющееся от МБЛА, принимают детекторами плоской формы, расположенными на поверхности сферической оболочки ортогонально радиус-вектору из центра оболочки к точке касания с детектором, внутри сферической оболочки помещают материал-поглотитель излучения, определяют направление на МБЛА по радиус-вектору на детектор с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала, в автоматизированной системе обработки информации - АСОИ рассчитывают мощность лазерного излучения, по сигналам АСОИ регулируют мощность лазерного излучения источника, направление излучения регулируют зеркалом, установленным в магнитном поле на поворотной платформе с проводником электрического тока и поворотным механизмом на противоположной от зеркала стороне, проводник выполняют в виде кольцевых витков, расположенных по периметру платформы, поворотный механизм устанавливают в центре тяжести платформы, магнитное поле формируют системой электромагнитов, причем электрические токи электромагнитов и кольцевых витков определяют по результатам вычислений АСОИ из условия ориентации лазерного излучения источника по направлению нормали к поверхности детектора с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала.