Способ выявления и компенсации ошибки прицеливания ствольного оружия Российский патент 2023 года по МПК F41G3/32 

Область изобретения

Изобретение относится к области бронетанкового вооружения и может быть использовано для выверки нулевых линий прицелов с дальномерами, и оси ствольного оружия на танках, боевых машинах пехоты, артиллерийских системах и наземных роботизированных, в том числе автономных и/или дистанционно управляемых разведывательно-ударных комплексах военного назначения.

Предшествующий уровень техники

При эксплуатации бронетанкового вооружения предусмотрена периодическая проверка согласования линии прицеливания оптической системы с действительной осью канала ствола и выполнение необходимой коррекции системы наведения. Процедуру проверки согласованности осей следует выполнять после снятия и установки ствольного оружия и/или оптической системы, а также при обнаружении во время стрельбы значительных отклонений снарядов или пуль от мишени.

Известен способ выверки нулевой линии прицела танка, включающий наведение действительной оси канала ствола (ДОКС) на контрольно-выверочную мишень или удаленную точку и визирование этого положения через зрительную трубку с последующей регулировкой положения оси прицела винтами выверки (патент РФ №2231731, F41G 3/32, публикация 27.06.2004). Зрительную трубку прочно закрепляют на дульной части пушки. Ось зрительной трубки при монтаже пушки в танк координируют с ДОКС пушки. При этом изображение ДОКС через оптоволоконный кабель и призму подают в прицел с возможностью включения и выключения выверки поворотом призмы.

Недостатком известного способа является сложность его реализации, обусловленной необходимостью закрепления на дульной части ствола зрительной трубки. При этом отсутствие штатных устройств ее крепления усложняет ее установку. Кроме того, не обеспечивается возможность контроля сохранения согласованности с ДОКС пушки выполненной еще на этапе монтажа пушки. Как результат точность выверки нулевой линии не является удовлетворительной.

Известен способ и устройство для выверки приборов управления огнем оружий (патентная публикация WO 8808952, F41G 3/32, 5/26, публикация 17.11.1988). Устройство содержит датчик визирования цели, установленный на оружие с сервоуправляемой платформой. Линия визирования датчика совмещается с линией стрельбы оружия. Оружие вместе с датчиком направляется на цель при помощи следящего устройства. Разность между направлением орудия на цель и положением линии визирования датчика орудия датчике используется для коррекции управляющих сигналов, вырабатываемых при стрельбе. Недостатком способа является неточность рассчитываемого корректирующего сигнала, обусловленная тем, что не учитывается неперпендикулярность отрезка замеряемой разности и направлением оси оружия.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ выявления и компенсации ошибки прицеливания в корабельном артиллерийском комплексе (патент РФ №2265184, F41G 3/32, публикация 27.11.2005), предусматривающий установку в ствол артиллерийской установки телевизионной передающей камеры (ТПК), соединенной посредством линии кабельной связи с телевизионным монитором с углоизмерительной сеткой; захват на автоматическое сопровождение системой управления малоразмерной цели; перевод системы управления артиллерийской установки в режим «прямой наводки», при котором ось ее ствола автоматически направляют на сопровождаемую системой управления цель; наблюдение изображения сопровождаемой цели на экране телевизионного монитора, связанного с ТПК; выявление наличия смещения изображения цели относительно центра углоизмерительной сетки; определение среднего значения отклонений изображения цели по горизонту и вертикали; удаление ТПК из ствола артиллерийской установки и возвращение системы управления и артиллерийской установки в штатный режим функционирования; введение измеренных средних значений отклонений в баллистический вычислитель для выработки компенсирующих поправок в углы наведения артиллерийской установки. Таким образом, устраняется систематическая ошибка прицеливания в артиллерийском комплексе.

Способ отличается использованием дорогостоящего оборудования: телевизионной передающей камеры; линии кабельной оптической связи; телевизионного монитора. Данное оснащение может использоваться для выявления и компенсации ошибки прицеливания в корабельном артиллерийском вооружении являющегося уникальным изделием. Для выявления и компенсации ошибки прицеливания ствольного оружия, устанавливаемого на массовых объектах: танках, боевых машинах пехоты, артиллерийских системах данный способ неприемлем в силу затратности.

Известно юстировочное устройство для системы ориентирования орудийного дула (патентная публикация ЕР0188062 (А2), F41G 3/32, публикация 23.07.1986), предназначенное для использования при установке системы ориентирования, отражающей изображение указательной метки, которая расположена на орудийной башне назад в орудийный прицел через зеркало, расположенное на дульном срезе орудийного ствола. Отражение изображения метки осуществляется для сравнения с ориентирной меткой на сетке орудийного прицела с целью определения углового отклонения между дульной осью и линией прицеливания наводчика.

Отраженное изображение сравнивается с ориентирной сеткой, при этом величина отклонения невелика, т.к. зеркало расположено в непосредственной близости - на дульном срезе. Как следствие, способ имеет низкую точность.

Известно устройство контроля направления оси канала ствола оружия (патент РФ №2327945, F41G 3/32, публикация 07.08.2006), которое включает зеркало, установленное на конце стержня, консольно закрепленного с возможностью регулировки в корпусе, размещенном на дульной части ствола орудия. На стержне выполнена сферическая поверхность, контактирующая с 3-мя регулировочными винтами, расположенными под углом 120° по отношению друг к другу. Корпус закреплен на обойме в виде полукольца, установленной на стержнях, стягивающих передние и задние хомуты, поджатые к дульному срезу и конической поверхности дульного утолщения. Хомуты зафиксированы на стволе с помощью клиньев.

Устройство отличается сложностью конструкции и требованиями повышенной точности при его использовании, а также невозможностью плавной регулировки положения зеркала 3-мя регулировочными винтами, расположенными под углом 120° по отношению друг к другу.

Известна установка мишени перпендикулярно оси ствола (см. книгу Танк Т-80Б. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга 1. Воениздат МО СССР, 1984 - 152 с.). Согласно инструкции контрольно-выверочную мишень устанавливают на расстоянии 100 м от дульного среза ствола пушки перпендикулярно его оси, при этом реализация данного действия не регламентирована и не реализуема в рамках известной инструкции. Следовательно, не обеспечивается требуемая точность для выверки нулевой линии прицеливания.

Известна установка мишени перпендикулярно оси ствола (патентная публикация KR 1020160028897, F41G 3/00, F41G 3/32, F41G 5/26, опубликована 14.03.2016).

Выполнение расчета компенсирующих поправок осуществляется по замеру расстояния до мишени и величине смещения на ней пятна оптического излучателя от луча прицела - дальномера известно (патентная публикация ЕР1314950 (A1), F41G 3/00, F41G 3/32, опубликована 28.05.2003) В известном решении расчет ведется по абсолютной величине смещения, без разделения на необходимую величину корректировки по двум перпендикулярным направлениям. Следовательно, компенсирующие поправки не являются точными.

Раскрытие изобретения

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, снижение затрат и упрощение выполняемых действий при выявлении и компенсации ошибки прицеливания ствольного оружия, устанавливаемого на массовых образцах вооружения: танках, боевых машинах пехоты, артиллерийских системах.

Техническая задача решается тем, что в предлагаемом способе выявления и компенсации ошибки прицеливания ствольного оружия, установленного на комплексах военного назначения, оснащенных прицелом с дальномером и предусматривающим установку соосно в ствол оптического излучателя; наведение на центр плоской мишени марки прицеливания оптической системы; фиксацию положения пятна оптического излучателя, регистрацию его отклонения, расчет компенсирующих поправок. Действия выполняют по установленной перпендикулярно оси оружейного ствола плоской мишени с зеркальным покрытием, а расчет компенсирующих поправок осуществляется по замеру расстояния до мишени и величине отклонения на ней центра пятна оптического излучателя от марки прицела с дальномером. При этом установку плоской мишени с зеркальным покрытием выполняют по совмещению отраженного сигнала с осью ствольного оружия, контролируя процесс по плоской поверхности, установленной вокруг оружейного ствола. Расчет компенсирующих поправок осуществляют независимо по двум координатным осям на основе замера расстояния до плоской мишени и величине отклонения пятна оптического излучателя от марки прицела с дальномером. Кроме того, перпендикулярность плоской мишени к оси ствольного оружия выполняется за счет ее поворота вокруг двух перпендикулярных осей параллельных ее плоскости.

Выверка осуществляется при поступлении вооружения в подразделение, после ремонта, замены частей, при обнаружении во время стрельбы отклонений снарядов, пуль, не удовлетворяющих требованиям нормального боя.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется рисунками.

На фиг. 1 - схематично изображено размещение ствольного оружия и оснащение, обеспечивающее реализацию предлагаемого способа.

На фиг. 2 - положение плоской мишени на начальной стадии регистрации ошибки прицеливания.

На фиг. 3 - положение плоской мишени после установки мишени перпендикулярно оси оружейного ствола.

На фиг. 4 - вид А на плоскую мишень.

На фигурах чертежей используются следующие обозначения:

1 - ствольное оружие (с установленным оптическим излучателем);

2 - прицел с дальномером;

3 - плоская мишень (с зеркальным покрытием);

4 - контрольная поверхность;

5 - вертикальная ось поворота плоской мишени 3;

6 - горизонтальная ось поворота плоской мишени 3;

7 - точка центра плоской мишени;

8 - положение центра пятна оптического излучателя.

Вариант осуществления изобретения

Способ реализуется при поступлении вооружения в подразделение; после ремонта, замены вооружения или оптической системы; при зафиксированной неточности поражения цели.

Сущность способа выявления и компенсации ошибки прицеливания ствольного оружия заключается в последовательности выполнения действий, реализующихся в три этапа.

Первый этап - подготовительный.

Боевая единица: танк, боевая машина пехоты, артиллерийская система, оснащенная ствольным оружием 1 и прицелом с дальномером 2 выводится на подготовленную позицию для выверки прицела с дальномером 2 (фиг. 1).

Позиция представляет собой любую жесткую площадку. На удалении и в зоне прямой видимости устанавливается плоская мишень 3 с зеркальным покрытием. Плоская мишень 3 выполнена с вертикальной и горизонтальной разметкой. Разметка выполняется с малым шагом, например, 0,8…1 мм. Плоская мишень 3 устанавливается на удалении 25…50 м. Плоская мишень 3 имеет возможность независимого поворота вокруг вертикальной оси 5, и горизонтальной оси 6. В точке пересечения осей 5 и 6 нанесена явным образом точка центра мишени 7.

В казенную часть ствола вводится оптический излучатель: лазерный патрон или снаряд в зависимости от типа ствольного оружия 1. На оружейный ствол устанавливается контрольная поверхность 4 на которой нанесены две перпендикулярные линии вертикальная и горизонтальная, проходящие через центр отверстия ствола. Контрольная поверхность 4 выполняется в виде плоского щита с отверстием под ствол и закрепляется любым образом на оружии или на корпусе боевой единицы.

Для реализации этапа требуется дополнительное оснащение: лазерный патрон или снаряд, контрольная поверхность 4. В качестве последней может использоваться любая плоская поверхность размером 400 * 400 мм с центральным отверстием под внешний габарит ствола. Требования по точности расположения, жесткости крепления к контрольной поверхности 4 не предъявляются.

Второй этап - регистрация ошибки прицеливания.

В точку центра плоской мишени 7 наводится марка оптической системы прицела с дальномером 2 (фиг. 2).

Затем плоская мишень 3 устанавливается перпендикулярно оси ствольного оружия 1 (фиг. 3). При этом выполняются следующие действия.

На плоскую мишень 3 наводится луч оптического излучателя -лазерного патрона или снаряда - точка 8. От зеркальной поверхности плоской мишени 3 лазерный луч отражается и отображается в виде пятна на контрольной поверхности 4. Поворачивая плоскую мишень 3 вокруг горизонтальной оси 6 добиваются совпадения пятна отраженного сигнала с горизонтальной линией на контрольной поверхности 4. Далее поворотом плоской мишени вокруг вертикальной оси 5 обеспечивают совпадение отраженного луча оптического излучателя с осью ствольного оружия 1. Плоская мишень 3 занимает положение перпендикулярное оси ствольного оружия(фиг. 3).

Осуществление данного этапа обеспечивается дополнительным оснащением: механизмами поворота плоской мишени; использованием для плоской мишени 3 плоского зеркала размером 300 * 300 мм.

Поворот плоской мишени 3 вокруг вертикальной оси 5 и горизонтальной оси 6 может выполняться вручную с использованием настроечных винтов или с использованием электроприводов. Последний вариант предпочтительней, т.к. в этом случае исключается необходимость присутствия дополнительного персонала вблизи плоской мишени.

Через отдельную оптическую систему (на фигурах не показана) регистрируют отклонение центра пятна оптического излучателя 8 от марки прицела с дальномером 2 по двум координатам (фиг. 4). Регистрируют дальность до центра плоской мишени 3.

Третий этап - расчет компенсирующих поправок.

На основании зафиксированных величин отклонения и дальности до плоской мишени 3 с использованием штатной программы баллистического вычислителя вырабатывают компенсирующие поправки в углы наведения ствольного оружия 1 раздельно по вертикали и горизонтали.

После их регистрации процедуру выверки повторяют, начиная со 2 этапа «Выявление ошибки прицеливания».

Реализация предложенного способа обеспечивается использованием лазерного патрона (снаряда), плоской мишени с зеркальным покрытием и возможностью поворота вокруг двух осей, контрольной поверхности. Перечисленное дополнительное оснащение не требует значительных затрат.

В связи с этим данный способ целесообразно использовать перед каждым выходом на практические стрельбы. Использование плоской мишени с зеркальным покрытием установленном перпендикулярно оси оружейного ствола исключает искажение расстояния от центра марки оптической системы прицела с дальномером до положения центра пятна оптического излучателя. Это особенно важно на малых дистанциях от среза ствола до плоской мишени.

Реализация способа выявления и компенсации ошибки прицеливания ствольного оружия не требует дорогостоящего дополнительного оснащения и/или привлечения дополнительного персонала. Простая последовательность действий позволяет выполнять его в любых условиях: стационарных боксах для размещения бронетанковой техники или в полевых условиях. Приведение данного способа в соответствие с оптической системой прицеливания и оси ствольного оружия снижает затраты за счет расчета компенсирующих поправок в углы наведения.

Изобретение относится к области бронетанкового вооружения и может быть использовано для выверки нулевых линий прицелов с дальномером и оси ствольного оружия на танках, боевых машинах пехоты, артиллерийских системах и наземных роботизированных, в том числе автономных и/или дистанционно управляемых разведывательно-ударных комплексах военного назначения. Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в снижении затрат и упрощении выполняемых действий при выявлении и компенсации ошибки прицеливания ствольного оружия. Задача решается за счет того, что на плоскую мишень с зеркальной поверхностью наводится пятно оптического излучателя, размещенного в казенной части канала ствола, лазерный луч которого отражается на контрольную поверхность, установленную на дульный срез ствольного оружия. Поворотом плоской мишени вокруг горизонтальной оси добиваются совпадения пятна с горизонтальной линией на контрольной поверхности. Далее поворотом плоской мишени вокруг вертикальной оси обеспечивают совпадение отраженного луча с осью ствольного оружия. При этом расчет компенсирующих поправок осуществляется по замеру расстояния до плоской мишени и величине отклонения на ней центра пятна оптического излучателя от марки прицела с дальномером. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ выявления и компенсации ошибки прицеливания ствольного оружия, установленного на комплексах военного назначения, оснащенных прицелом с дальномером, предусматривающим установку соосно в ствол оптического излучателя, наведение на центр плоской мишени марки прицеливания оптической системы, фиксацию положения пятна оптического излучателя, регистрацию его отклонения, расчет компенсирующих поправок, отличающийся тем, что выполняют следующие действия: по установленной перпендикулярно оси оружейного ствола плоской мишени с зеркальным покрытием обеспечивают совпадение отраженного луча оптического излучателя с осью ствольного оружия, а расчет компенсирующих поправок осуществляют по замеру расстояния до плоской мишени и величине отклонения на ней центра пятна оптического излучателя от марки прицела с дальномером.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку плоской мишени с зеркальным покрытием перпендикулярно оси оружейного ствола выполняют по совмещению пятна отраженного луча оптического излучателя с осью ствольного оружия, используя плоскую контрольную поверхность, размещенную вокруг оружейного ствола.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что расчет компенсирующих поправок осуществляют независимо по двум координатным осям на основе замера дальности до плоской мишени и величине отклонения пятна оптического излучателя от марки прицела с дальномером по двум перпендикулярным направлениям.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку плоской мишени перпендикулярно к оси ствольного оружия выполняют за счет ее поворота вокруг двух перпендикулярных осей, параллельных ее плоскости.