МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СТЕРЕОПОСТ Российский патент 2021 года по МПК G03B39/00 

Изобретение относится к области оптической регистрации быстропротекающих процессов, и может быть использовано для определения внешнетраекторных параметров объекта на финишном участке траектории его движения и регистрации процесса взаимодействия объекта с мишенью-преградой с фиксацией характерных фаз, сопровождающихся интенсивным энерговыделением в единой шкале времени при исследованиях в области аэродинамики, газодинамики, баллистики и т.д.

Известен аэробаллистический тир («Кумулятивные источники света», СИ. Герасимов, Ю.И. Файков, С.А. Холин - Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2002) состоящий из 14 стереопостов, с помощью которых осуществляется бесконтактная внешнетраекторная регистрация положений летящей модели (объекта испытаний). Регистрация маркированного объекта испытаний (ОИ) осуществляется в ряде точек траектории на фоне опорных геодезических марок базовой системы координат с помощью импульсных источников света (ИИС). Каждый стереопост содержит по крайней мере один ИИС. По результатам внешнетраекторной регистрации положений ОИ осуществляется определение линейных координат и угловых положений ОИ в пространстве в фиксированные моменты времени. Количество положений ОИ определяется количеством ИИС установленных в тире.

Основным недостатком данного стереопоста регистрации, входящего в состав тира, выбранного в качестве прототипа, является то, что положение ОИ формирует ИИС на камере, работающей в ждущем режиме, а следовательно, регистрация должна проводиться в темноте или в сумеречное время суток. Также последовательность синхронизирующих команд на срабатывание ИИС вырабатывается, с учетом фактической скорости движения ОИ, с помощью автоматической системы управления аппаратурой оптического измерительного комплекса, запускаемой от сигналов базозадающего устройства, соответствующих пролету ОИ базового участка трассы аэробаллистического тира, что сужает область применения стереопоста.

Решаемой технической проблемой является повышение информативности испытаний в задачах, связанных с взаимодействием ОИ с мишенью-преградой, например, при последовательном задействовании элементов системы подрыва или подрыва ОИ в заданной области траектории движения.

Технический результат при использовании предлагаемого многофункционального стереопоста заключается в возможности в полигонных условиях в светлое время суток на фоне опорных геодезических марок базовой системы координат проводить стереорегистрацию процесса движения ОИ при отсутствии информации о его фактической скорости движения с привязкой к характерным фазам энерговыделения от подрыва ОИ на траектории движения или при взаимодействии ОИ с мишенью-преградой с возможностью определения давления в фазе сжатия сформированной воздушной ударной волны.

Данный технический результат достигается за счет того, что в заявляемом многофункциональном стереопосте, содержащем по крайней мере две фотокамеры, синхронно фотографирующие маркированный ОИ в ряде последовательных точек траектории на фоне опорных геодезических марок базовой системы координат, в отличие от прототипа, используют скоростные цифровые камеры, функционирующие в режиме записи с «предысторией», дополнительно содержит фотоприемник, срабатывающий на энерговыделение, сопровождающее движение ОИ на траектории, цифровой регистратор, блок питания, при этом вход-выход каждой камеры соединен с соответствующим входом-выходом цифрового регистратора, выход фотоприемника соединен с отдельным входом цифрового регистратора, соответствующие входы камер и фотоприемника соединены с соответствующими выходами блока питания.

Применение скоростных камер, функционирующих в режиме записи с «предысторией», позволяет осуществлять синхронную регистрацию испытываемого объекта на фоне реперных марок базовой системы координат для проведения внешнетраекторных измерений и регистрировать взаимодействие объекта с мишенью-преградой в единой шкале времени в светлое время суток.

Использование фотоприемника, выход которого соединен с отдельным входом цифрового регистратора, обеспечивает срабатывание скоростных камер, вход которых подключен к выходу цифрового регистратора, на энерговыделение в момент взаимодействия испытываемого объекта с мишенью-преградой или подрыва его в заданной траектории движения с фиксацией характерных фаз энерговыделения.

Изобретение поясняется фигурой.

Многофункциональный стереопост содержит по крайней мере две скоростные камеры 4, функционирующие в режиме записи с «предысторией», синхронно фотографирующие маркированный ОИ 1 в ряде последовательных точек траектории на фоне опорных геодезических марок 6 базовой системы координат, фотоприемник 3, срабатывающий на энерговыделение, цифровой регистратор 5, блок питания 7. Вход-выход каждой скоростной камеры 4 соединен с соответствующим входом-выходом цифрового регистратора 5, выход фотоприемника 3 соединен с отдельным входом цифрового регистратора 5, соответствующие входы скоростных камер 4 и фотоприемника 3 соединены с соответствующими выходами блока питания 7, обеспечивающего автономное питание регистратора 5, скоростных камер 4 и фотоприемника 3.

Многофункциональный стереопост работает следующим образом.

В зоне регистрации скоростных камер 4 устанавливают геодезические марки 6. формирующие систему координат, в которой проводятся внешнетраекторные измерения.

В светлое время суток объект испытания 1 с нанесенной на него маркировкой, определяющей его пространственную ориентацию, взаимодействует с мишенью-преградой 2 или подрывается в заданной области траектории движения, на которую ориентируют фотоприемник 3, запускающий скоростные камеры 4, работающие в режиме записи с «предысторией», и он же совместно с цифровым регистратором 5 фиксирует характерные фазы, сопровождающиеся интенсивным энерговыделением в единой шкале времени.

В то же время, скоростные камеры 4 многофункционального стереопоста могут быть применены с использованием теневого фонового метода для визуализации воздушной ударной волны от подрыва ОИ от взаимодействия с преградой или подрыва ОИ в заданной области траектории движения и последующего определения давления в фазе сжатия.

Скоростные камеры 4, функционирующие в режиме записи с «предысторией», благодаря взаимосвязи через регистратор 5 с фотоприемником 4 синхронно регистрируют положения ОИ 1 при подлете и взаимодействие его с мишенью-преградой на фоне геодезических марок 6 базовой системы координат в единой шкале времени.

Таким образом, применение скоростных камер, функционирующих в режиме записи с «предысторией», обеспечивает возможность в полигонных условиях в светлое время суток на фоне опорных геодезических марок базовой системы координат проводить стереорегистрацию процесса движения ОИ с возможностью определения давления в фазе сжатия, сформированной от подрыва ОИ, воздушной ударной волны, а применение фотоприемника позволяет осуществить синхронизацию скоростных камер без информации о фактической скорости ОИ, а также произвести привязку полученных изображений к характерным фазам энерговыделения от подрыва ОИ на траектории движения или при взаимодействии ОИ с мишенью-преградой.

Многофункциональный стереопост опробован при проведении регистрации в полигонных условиях в светлое время суток и показал свою работоспособность.

Изобретение относится к системам, основанным на оптических схемах регистрации, а именно схемах регистрации быстропротекающих процессов. Заявленный многофункциональный стереопост содержит по крайней мере две скоростные цифровые камеры, функционирующие в режиме записи с «предысторией», синхронно фотографирующие маркированный объект испытания (ОИ) в ряде последовательных точек траектории на фоне опорных геодезических марок базовой системы координат, фотоприемник, срабатывающий на энерговыделение от подрыва ОИ на траектории движения или при взаимодействии с мишенью-преградой, цифровой регистратор, блок питания. При этом вход-выход каждой камеры соединен с соответствующим входом-выходом цифрового регистратора, выход фотоприемника соединен с отдельным входом цифрового регистратора, соответствующие входы камер, фотоприемника и цифрового регистратора соединены с соответствующими выходами блока питания. Технический результат - повышение информативности испытаний в задачах, связанных с взаимодействием испытываемого объекта (модели) с мишенью-преградой, например, при последовательном задействовании элементов системы подрыва или подрыва испытываемого объекта в заданной области траектории движения. 1 ил.

Многофункциональный стереопост, содержащий по крайней мере две камеры, синхронно фотографирующих маркированный объект испытания (ОИ) в ряде последовательных точек траектории на фоне базовой системы координат, отличающийся тем, что используют скоростные цифровые камеры, функционирующие в режиме записи с «предысторией», дополнительно содержит фотоприемник, срабатывающий на энерговыделение от подрыва ОИ на траектории движения или при взаимодействии с мишенью-преградой, цифровой регистратор, блок питания, при этом вход-выход каждой камеры соединен с соответствующим входом-выходом цифрового регистратора, выход фотоприемника соединен с отдельным входом цифрового регистратора, соответствующие входы камер, фотоприемника и цифрового регистратора соединены с соответствующими выходами блока питания.