СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕЛЕНГАЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТУРЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ПОДСВЕТА Российский патент 2023 года по МПК G01S3/78 

Изобретение относится к области испытаний оптико-электронных приборов в нестационарных условиях, а, более конкретно, для измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета подвижных объектов наземной военной техники (танка, САУ и др.), снабженных поворотной башенной артиллерийской установкой.

Аппаратура обнаружения лазерного подсвета, являющаяся составной частью бортовой системы постановки оптических помех (световых, дымовых), включает в себя набор приемных головок, фиксирующих со стороны противника прямое излучение лазерных дальномеров или целеуказателей, блок обработки выходных сигналов этих головок и пульт управления с табло, отображающим угловое положение внешнего источника подсвета [1, 2]. Приемные головки размещаются по периметру башни объекта и осуществляют своими полями зрения посекторный просмотр пространства с образованием кругового поля обзора по горизонту. Направление на источник подсвета (угол α) определяется относительно продольной оси корпуса объекта и отображается на табло пульта аппаратуры в делениях угломера (д.у.). При этом регистрируемое головками положение источника подсвета представляется (для блока обработки сигналов) в виде угла β, отсчитываемого относительно продольной оси башни. Положение башни относительно оси корпуса объекта оценивается углом ϕ (с точностью до 00-01 д.у.) по шкале азимутального указателя механизма ее поворота [3].

Известны технические решения по измерению пеленгационной характеристики оптико-электронных приборов наблюдения в лабораторных условиях, основанные на подсвете оптико-приемной части испытуемого прибора параллельным пучком светового потока от лазерного источника, сформированного коллиматором либо различного рода оптическими отражателями [4]. Прибор устанавливается на поворотном основании, снабженном отсчетным устройством. Поворотом задаются различные угловые положения прибора и при его подсвете фиксируются выходные сигналы, отградуированные в значениях, определяемых конструкцией прибора и принятым видом отображения этих сигналов. По экспериментально полученным данным оценивается величина ошибки в пеленгации путем установления разницы между изменениями значений выходных сигналов прибора и его угловых положений.

Известно техническое решение для оценки пеленгационной характеристики подобной оптико-электронной аппаратуры (в составе объекта) в полевых условиях путем последовательного наведения ее приемной части на ряд стационарных и удаленных (до 1000…1500 м) излучателей с установленными угловыми координатами [5]. Такие излучатели представляются «точечными» источниками, создающими, при благоприятных метеоусловиях, равномерную освещенность входных окон головок. Однако данное техническое решение обладает рядом недостатков:

- увеличенные затраты времени на подготовку и проведение испытаний в связи с необходимостью обеспечения между объектом с аппаратурой и удаленно расположенным источником прямой видимости и радиосвязи;

- возможны ошибки в данных эксперимента из-за воздействия случайных факторов внешней среды (например, влияния атмосферной турбулентности) и неоднородного распределения плотности излучения в выходном пучке лазерного источника;

- возможность проведения испытаний ограничивается состоянием погоды (дождь, снегопад, туман).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является стенд для измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета, описанный в заявке на изобретение №2013135881/07 от 30.07.2013, МПК G01S 3/78 «Способ измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения подсвета и стенд для его реализации» [6]. Положительный эффект, достигаемый предложенным в прототипе техническим решением, состоит в снижении общей трудоемкости проведения испытаний по оценке характеристик аппаратуры, а также сведении к минимуму влияния факторов внешней среды на результаты измерений.

Это обеспечивается тем, что подсвет осуществляется рассеянным излучением от диффузного отражателя (щита) при его установке вблизи от объекта (танка) и внешнего источника излучения. От отражателя формируется расходящийся световой поток, размеры телесного угла которого, зависящие от рассеиваемых свойств отражателя и характеристик источника, способны образовать на башне (в месте расположения головок аппаратуры) протяженную зону облучения.

Недостатки данного решения (стенда):

- отсутствие конкретных данных о взаимном расположении на измерительной площадке используемого оборудования (источника подсвета и щита) относительно объекта с аппаратурой;

- функции источника подсвета выполняет штатный лазерный дальномер второго объекта, формирующий в процессе своей работы световой луч с малой угловой расходимостью, что требует установку такого источника на расстоянии порядка 50…100 м, затрудняющем проведение испытаний в заводских условиях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является установление рационального варианта расположения на измерительной площадке объекта с аппаратурой, источника подсвета и диффузного отражателя, благодаря чему обеспечивается их более компактное размещение и, тем самым, снижаются трудозатраты на проведение измерений.

Сущность изобретения заключается в том, что источник излучения, формирующий к центру щита световой луч с угловой расходимостью γ, установлен (при наблюдении за площадкой сверху) в направлении перпендикуляра, исходящего от кормовой части левой бортовой проекции объекта и на удалении L₁ от нее. Щит своей лицевой (отражающей) поверхностью ориентирован в направлении лобовой проекции объекта и расположен на осевой линии, исходящей от центра щита перпендикулярно по отношению к его лицевой поверхности и проведенной параллельно левой бортовой проекции объекта на удалении L₂ от нее, равном L₁/(2,0…2,5). При этом место установки щита на данной линии, в частности, от точки ее пересечения с перпендикуляром, исходящим от центра бортовой проекции объекта, соответствует расстоянию L₃=L₁ ⋅ (0,7…0,9). Угловая расходимость у луча от источника подсвета равна 3,0…4,0°, а расстояние L₁=8,0…10,0 (±0,2) м. Размеры диффузно отражающего щита (длина х ширина) составляют 1,5×0,6 (×0,1) м.

Схема расположения (в плане) используемого оборудования относительно объекта представлена на фиг. 1.

На измерительной площадке 1 (фиг. 1) установлен объект 2 с башней 3, на которой размещены четыре приемных головки 3₁…3₄ с одинаковыми полями зрения (Ω_зp), равными 90° (15-00 д.у.), контролирующими круговое поле обзора. Со стороны левой бортовой проекции объекта расположены внешний источник подсвета 4 и воспринимающий прямое излучение (А) от этого источника щит 5. Высота (Н) установки центра щита 5 и излучающей части источника подсвета 4 соответствует высоте центра башни 3 объекта. Отраженное излучение (В) от лицевой поверхности щита 5 воздействует на входное окно головки 3₁, контролирующей передний левый сектор поля обзора и являющейся первой из поверяемых головок. Для последующего дискретного (7) ориентирования полей зрения остальных головок на источник подсвета осуществляется вращение башни по стрелке G (т.е. против часовой стрелки) с шагом, равным (2…5)⋅Δα, где Δα - величина реализуемого аппаратурой углового разрешения.

Методика работы на стенде, при обеспечении «привязки» результатов измерений пеленгационной характеристики к продольной оси корпуса объекта, состоит, как и для прототипа, в выполнении следующей последовательности действий:

- устанавливают башню объекта в исходное «нулевое» положение (пушка «вперед»), соответствующее по шкале ее азимутального указателя углу поворота ϕ₀=30-00 д.у.;

- осуществляют подсвет входного окна первой из поверяемых головок 3, и контролируют отображаемое на табло пульта значение текущего (m) угла подсвета, определяемого зависимостью

- сравнивают угол α_m=1 с установленным для головки 3₁ углом ориентирования ее главной оптической оси (α₀), вычисленным по формуле

- при отличии значений углов a_m=1 и α₀ на величину, превышающую угловое разрешение Δα аппаратуры, определяют величину их разницы Δψ₀=±(α_m=1 - α₀) и на величину этой разницы производят поворот башни для корректировки ее положения (вывода оптической оси головки 3₁ на направление подсвета);

- осуществляют повторный подсвет головки и, фиксируя на табло значение угла подсвета α_m=2, убеждаются в его соответствии углу α₀ с точностью не хуже ±Δα;

- начиная с данного положения башни (ϕ_m=2) производят ее пошаговые повороты (i=1…n, где n - число опытов) с обеспечением кругового вращения для просмотра всех головок аппаратуры, при фиксировании значений углов α_i=_1...n, ϕ_i=_1…n и показателей правильности Δψ_i=1…n в оценке пеленгационной характеристики с использованием выражения

- определяют вероятность (Р) правильного обнаружения направления на источник подсвета по формуле где N₀ - число опытов, соответствующих условию

Возможными причинами появления ошибок при регистрации направления на источник подсвета могут явиться:

- наличие «непросматриваемых» зон в поле зрения головки из-за его частичного экранирования элементами наружного оборудования объекта;

- помеховое воздействие многократно отражаемого от участков поверхности корпуса или башни объекта, особенно в случае его восприятия одновременно смежными участками полей зрения соседних головок (на границе их раздела).

Эффективность и работоспособность предлагаемого технического решения для оценки пеленгационной характеристики и помехоустойчивости аппаратуры обнаружения лазерного подсвета была подтверждена при испытаниях образцов этой аппаратуры в составе танкового комплекса оптико-электронного противодействия «Штора-1». Данное техническое решение может быть использовано и при испытаниях новых образцов аппаратуры.

Список использованных источников

1. Евдокимов В.И., Гуменюк Г.А., Андрющенко М.С. Неконтактная защита боевой техники. - Санкт-Петербург: «Реноме». - 2009. - С. 75-82, 140-148.

2. Патент RU №2151360, МПК F41H 7/00. Подвижная боевая машина с комплексом противодействия управляемому, самонаводящемуся оружию и артиллерийскому оружию с лазерными дальномерами / Абрамовский Н.А., Будилов А.Д. и др. - Опубл. 20.06.2000. (Бюл. №17).

3. Объект 219. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга вторая. - Москва: «Военное издательство МО СССР». - 1979. С.34.

4. Козелкин В.В., Усольцев И.Ф. Основы инфракрасной техники. - Москва: «Машиностроение». - 1978. - С. 322-323.

5. Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения. Москва: «Сов. радио». - 1977. - С. 259.

6. Заявка RU 2013135881 А, МПК G01S 3/78. Способ измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета и стенд для его реализации / Абрамовский Н.А., Гуменюк Г.А. - Опубл. 10.02.2015. Бюл. №4. - прототип.

Изобретение относится к области испытаний оптико-электронных приборов в нестационарных условиях, а, более конкретно, для измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета подвижных объектов наземной военной техники, снабженных поворотной башенной артиллерийской установкой. Предложен вариант рационального размещения на стенде, предназначенном для измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета в составе подвижного наземного объекта военной техники, используемого внешнего оборудования - источника лазерного излучения и диффузного отражателя (щита), оптически связывающего данный источник и входную часть приемных головок аппаратуры. Подсвет приемных головок аппаратуры осуществляется рассеянным излучением от диффузного отражателя при установке его в непосредственной близости от объекта и внешнего источника излучения. От отражателя формируется расходящийся световой поток, размеры телесного угла которого, зависящие от угловой расходимости луча лазерного источника и рассеиваемых свойств отражателя, образуют на башне объекта протяженную зону облучения, достаточную для перекрытия входных окон головок, размещаемых по периметру башни. Технический результат: повышение оперативности проведения измерений пеленгационной характеристики аппаратуры в заводских или полигонных условиях и упрощение процесса подготовки к этим измерениям. 1 ил.

Стенд для измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета подвижного объекта наземной военной техники, снабженного башенной артиллерийской установкой с установленным по ее периметру набором приемных головок, контролирующих секторными полями зрения круговое поле обзора в азимутальной плоскости, при включении также в состав данной аппаратуры блока обработки выходных сигналов головок и пульта управления с табло, отображающим направление подсвета относительно продольной оси корпуса объекта, размещенного на горизонтальной измерительной площадке, содержащей внешний источник лазерного излучения, имитирующий лазерный подсвет, и диффузный отражатель (щит), оптически связывающий источник излучения и входные окна приемных головок, отличающийся тем, что источник излучения, формирующий в направлении центра щита световой луч с угловой расходимостью γ, установлен в направлении перпендикуляра, исходящего от кормовой части бортовой проекции объекта, например, левой, и на удалении L₁ от нее, а щит своей лицевой (отражающей) поверхностью ориентирован в направлении лобовой проекции объекта и расположен на осевой линии, исходящей от центра щита перпендикулярно по отношению к его лицевой поверхности и проведенной параллельно бортовой проекции объекта на удалении от нее, равном L₂=L₁/(2,0…2,5), при этом место установки щита на линии от точки ее пересечения с перпендикуляром, исходящим от центра бортовой проекции объекта, соответствует расстоянию L₃=L₁⋅(0,7…0,9), также угловая расходимость γ светового луча от источника излучения равна 3,0…4,0°, расстояние L₁ равно 8,0…10,0 (±0,2) м, а размеры диффузно отражающего щита (длина × ширина) составляют 1,5×0,6 (±0,1) м, при этом высота H установки центра щита и выходного окна источника излучения относительно горизонтальной площадки соответствует высоте центра башни объекта.