Способ неконтактного подрыва боеприпасов с помощью взрывателей с лазерными устройствами Российский патент 2019 года по МПК F42C13/02 

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в неконтактных взрывательных устройствах различных боеприпасов.

Известны способы неконтактного подрыва боеприпасов с помощью взрывателей с лазерными устройствами, заключающиеся в том, что во взрыватель устанавливают импульсный лазерный излучатель и импульсный фотоприемник, с помощью лазерного излучателя непрерывно с частотой ƒ излучают электромагнитные импульсы длительностью τ и длиной волны λ, с помощью импульсного фотоприемника принимают электромагнитное излучение с длиной волны λ, в том числе отраженные от объекта электромагнитные импульсы с длиной волны λ, созданные лазерным излучателем, сигналы с фотоприемника усиливают, и с помощью логического устройства взрывателя, проводят анализ их уровня по отношению к заданному, за каждый период времени Т равный 1/ƒ, при появлении на выходе усилителя сигналов с уровнем превышающим заданный, логическое устройство на выходе выдает команду условной «1», с помощью счетчика импульсов устройство производит подсчет количества сигналов с условным значением «1» за установленное время К>Т, и подает команду на подрыв боеприпаса в момент, когда величина К превышает заданное число Р (патент США №5138947, патент РФ №2151372, патент РФ №2496096).

Недостатком таких способов неконтактного подрыва боеприпасов является недостаточная надежность, обусловленная тем, что при появлении помехового сигнала, аналогичного, излучаемому лазером, в том числе непрерывного, в период времени Т, логическое устройство на выходе выдает команду условной «1», что может привести преждевременному подрыву боеприпаса.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности взрывателя противостоять ложным, помеховым сигналам с характеристиками, аналогичными излучаемым импульсным лазером взрывателя.

Поставленная цель достигается за счет того, что информацию с усилителя фотоприемника делят на два параллельных потока и проводят анализ информации в моменты излучения и паузы от импульсного лазерного излучателя. Это достигается тем, что за каждый период времени Т равный l/ƒ информацию с фотоприемника подают на разные входы «А» и «В» первого логического устройства. Причем на вход «А» информация поступает в течение периода времени Т, а на вход «В» первого логического устройства информация поступает в моменты времени, соответствующие длительности ΔT=[(l/ƒ)-τ]. Тем самым обеспечивается возможность выполнять анализ информации с фотоприемника в моменты времени, когда лазер излучает импульс, и когда не излучает (в момент паузы). Появление информации с фотоприемника в момент паузы, является критерием наличия помехи. В случае возникновения такой ситуации взрыватель боеприпаса переводится на независимый контактный подрыв. Такой прием обработки информации и принятия решения позволяет повысить надежность взрывателя, так как контактный подрыв при определенном уменьшении эффективности боеприпаса по сравнению с неконтактным подрывом, все же обеспечивает существенное повышение надежности по сравнению с траекторным подрывом, возникающим при действии помехи во время полета боеприпаса.

Предлагаемое техническое решение поясняется схемой, приведенной на фиг. 1.

Фиг. 1. Схема формирования команды на срабатывание неконтактного взрывателя: 1 - лазер-излучатель; 2 - фотоприемник; 3 - усилитель; 4,5 - блоки первого логического устройства; 6 - формирователь строба; 7 - второе логическое устройство; 8 - счетчик импульсов; 9 - исполнительное устройство взрывателя; U - сигнал с фотоприемника; U_п - пороговый уровень; «А», «В» - входы первого логического устройства; «А1», «В1» - входы второго логического устройства; «0», «1» - условный «0» и условная «1» на выходе логических устройств.

Реализация предлагаемого способа обеспечивается за счет применения логических устройств (поз. 4, 5, 7 на фиг. 1) и использования нового алгоритма обработки информации. Для выполнения логической обработки аналоговой информации с фотоприемника сигналы в первом логическом устройстве преобразуются в условные логическую «1» и логический «0». Логическая «1» образуется, если уровень аналогового сигнала U превышает заданный порог U_п. При этом считается, что логическая «1» больше логического «0». Во время работы первое логическое устройство за каждый период времени Т=(1/ƒ) по каждому выходу «А» и «В» выдает команду условной «1», когда уровень сигнала на входе больше заданного уровня сигнала, и выдает команду условный «0», когда уровень сигнала меньше заданного уровня. Моменты времени, соответствующие длительности ΔТ=[(1/ƒ)-τ] формируются с помощью формирователя 6 (фиг. 1) за каждый период. Формирователь 6 запускается задним фронтом импульса с лазера-излучателя 1, который за каждый период формирует импульс длительностью τ. Далее, за каждый период времени T команды с условными значениями «0» или «1» с выходов первого логического устройства со входами «А» и «В» поступают соответственно на два входа «А1» и «В1» второго логического устройства (поз. 7 на фиг. 1). Второе логическое устройство на выходе выдает условную команду «1» тогда и только тогда, когда на входе «А1» сигнал с условным значением больше чем на входе «В1», и выдает условную команду «0» тогда и только тогда, когда на входе «А1» сигнал с условным значением меньше или равен сигналу на входе «В1». Сигналы с выхода второго логического устройства поступают на счетчик импульсов (поз. 8 на фиг. 1). Счетчик импульсов за установленное время К>Т выполняет подсчет сигналов только с условной «1». Когда величина К превышает заданное число Р (как правило, величина Р=3-6 импульсов) выдается команда на исполнительное устройство (поз. 9 на фиг. 1), осуществляющее подрыв боеприпаса. В случае, если сигналов на выходе счетчика за время К меньше величины Р, взрыватель срабатывает от контактного действия.

В качестве импульсного лазера для неконтактного датчика цели в предлагаемом техническом решении может быть использован квантово-электронный модуль КЭМ-1 (импульсный полупроводниковый лазерный излучатель инфракрасного диапазона с центральной длиной волны 1064 нм со схемой накачки и регулировкой частоты), а в качестве фотоприемника квантово-электронный модуль КЭМ-2 (одноканальный фотоприемник для приема импульсных оптических сигналов инфракрасного диапазона с центральной длиной волны 1064 нм). Длительность импульса излучателя τ составляет примерно 4 мкс. Частота следования импульсов ƒ составляет примерно 4 кГц. Разработчиком и изготовителем этих приборов является российская фирма ОАО НПП «Реф-Оптоэлектроника».

В качестве логических элементов могут быть использованы различные микросхемы, например, микросхемы серии 155.

Таким образом, использование в предлагаемом способе подрыва боеприпаса с помощью взрывателей с лазерными устройствами излучения и непрерывного приема с помощью импульсных фотоприемников, раздельной обработки информации в момент излучения и во время паузы излучения позволяет повысить надежность таких взрывателей при воздействии на них помех.

Изложенные сведения о заявленном изобретении, охарактеризованном в независимом пункте формулы, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. Следовательно, заявленный способ соответствует условию промышленной применимости.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в неконтактных взрывательных устройствах различных боеприпасов. Способ неконтактного подрыва боеприпасов с помощью взрывателей с лазерными устройствами заключается в том, что во взрыватель устанавливают импульсный лазерный излучатель и импульсный фотоприемник. С помощью лазерного излучателя непрерывно с частотой ƒ излучают электромагнитные импульсы длительностью τ и длиной волны λ. С помощью импульсного фотоприемника принимают электромагнитное излучение с длиной волны λ, в том числе отраженные от объекта электромагнитные импульсы с длиной волны λ, созданные лазерным излучателем. Сигналы с фотоприемника усиливают. Информацию с усилителя фотоприемника делят и за каждый период времени Т, равный 1/ƒ, подают на разные входы «А» и «В» первого логического устройства. Причем на вход «А» информация поступает в период времени Т, а на вход «В» первого логического устройства информация поступает в моменты времени, соответствующие длительности ΔT=(l/ƒ)-τ. Первое логическое устройство за каждый период времени T=(l/ƒ) по каждому выходу «А» и «В» выдает команду условной «1», когда уровень сигнала на входе больше заданного уровня сигнала, и выдает команду условный «0», когда уровень сигнала меньше заданного уровня. За каждый период времени Т команды с условными значениями «0» или «1» с выходов первого логического устройства с входами «А» и «В» поступают на соответствующие два входа «А1» и «В1» второго логического устройства, которое на выходе выдает условную команду «1» тогда и только тогда, когда на входе «А1» сигнал с условным значением больше, чем на входе «В1», и выдает условную команду «0» тогда и только тогда, когда на входе «А1» сигнал с условным значением меньше или равен сигналу на входе «В1». Сигналы с выхода второго логического устройства с условным значением «1» поступают на счетчик импульсов. С помощью счетчика импульсов устройство производит подсчет количества сигналов с условным значением «1» за установленное время К>Т и подает команду на подрыв боеприпаса в момент, когда величина К превышает заданное число Р. Изобретение позволяет повысить надежность противостояния ложным, помеховым сигналам. 1ил.

Способ неконтактного подрыва боеприпасов с помощью взрывателей с лазерными устройствами, заключающийся в том, что во взрыватель устанавливают импульсный лазерный излучатель и импульсный фотоприемник, с помощью лазерного излучателя непрерывно с частотой ƒ излучают электромагнитные импульсы длительностью τ и длиной волны λ, с помощью импульсного фотоприемника принимают электромагнитное излучение с длиной волны λ, в том числе отраженные от объекта электромагнитные импульсы с длиной волны λ, созданные лазерным излучателем, сигналы с фотоприемника усиливают и с помощью логического устройства взрывателя проводят анализ их уровня по отношению к заданному, за каждый период времени Т, равный 1/ƒ, при появлении на выходе усилителя сигналов с уровнем, превышающим заданный, логическое устройство на выходе выдает команду условной «1», с помощью счетчика импульсов устройство производит подсчет количества сигналов с условным значением «1» за установленное время К>Т и подает команду на подрыв боеприпаса в момент, когда величина К превышает заданное число Р, отличающийся тем, что информацию с усилителя фотоприемника делят и за каждый период времени Т, равный 1/ƒ, подают на разные входы «А» и «В» первого логического устройства, причем на вход «А» информация поступает в течение периода времени Т, а на вход «В» первого логического устройства информация поступает в моменты времени, соответствующие длительности ΔT=[(1/ƒ)-τ], в свою очередь, первое логическое устройство за каждый период времени T=(1/ƒ) по каждому выходу «А» и «В» выдает команду условной «1», когда уровень сигнала на входе больше заданного уровня сигнала, и выдает команду условный «0», когда уровень сигнала меньше заданного уровня, за каждый период времени Т команды с условными значениями «0» или «1» с выходов первого логического устройства с входами «А» и «В» поступают на два входа «А1» и «В1» второго логического устройства, которое на выходе выдает условную команду «1» тогда и только тогда, когда на входе «А1» сигнал с условным значением больше, чем на входе «В1», и выдает условную команду «0» тогда и только тогда, когда на входе «А1» сигнал с условным значением меньше или равен сигналу на входе «В1», сигналы с выхода второго логического устройства с условным значением «1» поступают на счетчик импульсов.