ПРИСПОСОБЛЕНИЕ К ДАЛЬНОМЕРУ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ ИЛИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО РАССТОЯНИЯ ВОЗДУШНОЙ ЦЕЛИ Советский патент 1929 года по МПК G01C3/20 

Изобретение относится к приспособлению для определения высоты или горизонтального расстояния воздушной цели, которое устраивается при дальномере, основанном на определении параллактического угла у цели. Как известно, в таких дальномерах пользуются включенной в ход лучей одного из двух изображений передвижной клинообразной или поворотной маркой, изменение расположения которой служит мерой измерения параллактического угла у цели, а стало быть и мерой изменений расстояния до наблюдаемой цели, при чем угол возвышения цели соответствует тому углу, который образует с горизонталью оси пучков лучей, изображающих эту целевую точку. Предлагаемое изобретение снабжено плоским диском с нанесенной на нем системой кривых, подвижным указателем передвигающимся по этому диску в соответствии с изменениями параллактического угла при цели и угла возвышения цели, и микроскоп для отсчета показаний указателя на системе кривых. Относительное передвижение диска или подвижного указателя производится благодаря соединению этих частей с подвижной маркой и наружным корпусом (оболочкой) дальномера.

Для того, чтобы было удобно работать с дальномером, снабженным этим приспособлением, желательно выполнять последнее по возможности малого размера, а в целях достижения высокой точности отсчетов диск с системой кривых следовало бы сделать большим. Это противоречие устраняется применением для отсчетов микроскопа, дающего глазу наблюдателя увеличенное изображение небольшого диска, на котором система кривых нанесена с желаемой точностью (например, фотографическим путем).

На чертеже фиг. 1 изображает схему расположения воздушной цели и дальномера; фиг. 2 - диск предлагаемого приспособления; фиг. 3 - вертикальный разрез приспособления; фиг. 4 - разрез по линии А-А на фиг. 3; фиг. 5 - пластину с марками, помещаемую в плоскости изображений микроскопа; фиг. 6 - свето-фильтр, помещаемый на пути лучей; фиг. 7 - схему другой формы выполнения приспособления с применением диска, состоящего из 2-х параллельных друг другу пластинок и фиг. 8 - схему формы выполнения, в которой диск ограничивается двумя параллельными плоскостями.

В расположенном в вертикальной плоскости треугольнике, образованном воздушною целью L и дальномером t (фиг. 1), сторона E есть расстояние до воздушной дели L, γ - угол возвышения, H - высота и K - горизонтальное расстояние. Во многих случаях представляется желательным определить одновременно высоту воздушной цели и ее горизонтальное расстояние. Для выполнения этого предлагаемым приспособлением система кривых нанесенных на диске состоит из двух групп, из коих одна образуется кривыми равной высоты, а другая кривыми равного горизонтального расстояния, при чем те и другие нанесены таким образом, чтобы для отсчитывания каждый раз как высоты, так и расстояния, можно было пользоваться общей стрелкой. Это представляется вполне возможным, так как существуют соотношения:

т.-е. при определенном расстоянии Е воздушной цели для одинаковых значений H и K углами возвышения служат γ и его дополнение до 90°. Таким образом, принимая общую точку исхода групп кривых за точку вращения их плоскости, надо расположить па пластинке семейства кривых симметрично друг другу.

Если применять указатель, под которым передвигается диск с нанесенными на нем кривыми при изменении расстояний, то точные отсчеты становятся до известной степени мало вероятными, вследствие того, что указатель всегда находится в некотором расстоянии от плоскости, на которой нанесены кривые. Для устранения этот недостатка, указатель помещается в той плоскости микроскопа, в которой помещается изображение кривых. Для возможности делать точные отсчеты необходимо, чтобы интервалы между кривыми каждой группы были возможно меньше, т.-е. каждая группа должна состоять из густой сети отдельных кривых. Если отдельные кривые обеих групп изображены при этом примерно одинаково, то при чтении можно смешать значения, относящиеся к обеим группам кривых. Для устранения подобных ошибок применяют диск из прозрачного материала (например, стекла), ограниченный двумя параллельными плоскостями, на которых на каждой нанесена одна из групп кривых. Если при этом выбирать расстояние между обеими параллельными плоскостями диска больше, чем глубина изображения микроскопа, то тогда каждый раз видна отчетливо лишь та из обеих групп кривых, на которую как раз микроскоп был установлен, и для перехода от чтения, например, высоты, к чтению расстояния необходимо известное передвижение по глубине. Тот же результат дает устройство, в котором диск состоит из двух параллельных частей, из которых каждая снабжена одной из групп кривых. Легко видеть, что при этом по крайней мере одна из частей, а именно расположенная ближе к объективу микроскопа, должна состоять из прозрачного материала, чтобы можно было читать также значения, относящиеся к группе кривых на другой части. Необходимое передвижение микроскопа для перехода от одной группы кривых к другой может быть устранено применением микроскопа, объектив которого состоит из двух частей, из которых каждая перекрывает часть сечения пучка лучей, например, из двух имеющих форму полукруга линз, фокусные расстояния которых настолько отличаются друг от друга, что одновременно может быть получено изображение обеих групп кривых в плоскости изображений окуляра микроскопа. Выходной зрачок микроскопа, в котором помещается глаз, делающий отсчеты, состоит в этом случае из двух зрачков, из которых каждый ограничивает ход лучей одного из двух изображений и через которые можно наблюдать попеременно оба изображения при весьма малом движении головы. Для устранения указанного передвижения микроскопа по глубине, можно также применить микроскоп с переменным фокусным расстоянием объектива, так чтобы имелось в распоряжении не менее двух разных фокусных расстояний, которые целесообразно выбирать таким образом, чтобы применяя одно из них, можно было получить от объектива микроскопа в плоскости изображений окуляра, без перестановки по глубине, отчетливое изображение одной из обеих групп кривых. Объективы для микроскопов с переменным фокусным расстоянием известны. Они устраиваются, например, так, что перемена фокусного расстояния достигается осевым перемещением отдельных частей объектива, или, что фокусное расстояние может быть уменьшено или увеличено добавлением спереди собирающей или рассеивающей части.

В случае нанесения обеих групп кривых в одной плоскости для того, чтобы не смешать их, можно применить различную окраску обеих групп, лучше всего в дополнительные цвета. Для получения же еще более яркого отличия в ход лучей микроскопа могут быть включены свето-фильтры цвета группы кривых. Если, например, группы кривых и свето-фильтры окрашены в зеленый и красный цвет, то, применяя красный фильтр, увидим только зеленую группу, а вставляя зеленый фильтр - только красную группу, при чем другая группа каждый раз исчезает.

В форме выполнения предлагаемого приспособления, согласно фиг. 2-6, оно приделывается к дальномеру, снабженному для изменения параллактического угла у цели поворотной парой клинообразных марок или передвижной маркой. Трубка 1 трубы дальномера может вращаться в кольцах 2 вокруг своей продольной оси. Проходящая внутри трубки 1 ось 3 (фиг. 4) служит для приведения в действие приспособления с марками для определения измеряемого расстояния. Приспособление снабжено оболочкой 5, закрываемой сверху пластинкой матового стекла 4. Внутри этой оболочки 5 помещается соединенная с ободом конического колеса 7 и могущая вращаться круглая стеклянная пластинка 8. Кольцо 6 покоится на скобе 9, несущей гайку 10, надетую на винт 13, который посредством конца 12 расположен на двуногой подставке 11. Для предупреждения вращения гайки 10 вокруг винта 13 к гайке ползун 14, могущий передвигаться по плоскости 15 подставки 11. В подшипнике 16 прилитом к кольцу 6, лежит ось 17, несущая, с одной стороны коническое колесо 18, находящееся в зацеплении с коническим колесом 7, а с другой стороны - зубчатый валик 19. Последний соединен с зубчатым колесом 20, насаженным на ось 22, расположенную на втулке 21 оболочки 5; ширина зубцов валика 19 соответствует перемещениям гайки 10 и, следовательно, перемещениям кольца 6, производимым винтом 13. На части оси 22, находящейся вне оболочки 5 насажено зубчатое колесо 23, зацепляющееся с привинченным к одному из поддерживающих колец 2 зубчатому ободу 24, окружающему трубку 1 дальномера. Оси 12 и 3 находятся в соединении посредством зубчатых колес 25 и 26, из коих последнее входит в щель 27 в трубке 1. Ось 3 приводится во вращательное движение сидящей на оси 12 головкой 28.

К трубчатому отростку 29 футляра 5 привинчен окуляр 30 микроскопа; оптическую часть этого окуляра 30 составляют: пара стекол 31 и находящаяся в их фокусной плоскости пластинка с марками 32 и с обозначающими оптическую ось окуляра перекрестными нитями 33 (фиг. 3 и 5). Стеклянная пластина 8 имеет на нижней своей поверхности нанесенную зеленым цветом группу кривых 34 равных высот (фиг. 2), а красным цветом - другую группу 35 кривых равных расстояний, расположенную симметрично к первой по отношению к диаметру D-D пластинки 8. В плоскости пересекающихся нитей 33 пластинки 32 получается изображение сектора поверхности диска 8 с кривыми 34 и 35 при помощи объектива 36 микроскопа, объективной призмы 37 и отклоняющей призмы 38 (фиг. 3). При этом объектив 36 и объективная призма 37 помещаются в общей укрепленной на подставке 11 оправе 39, а отклоняющая призма 38 в привинченной к отростку 29 оправе 40. Отросток 29 снабжен прорезом 42 для вдвигания свето-фильтров 41.

Передаточное число зубчаток 24, 23, 20, 19, 18 и 7 выбрано таким образом, чтобы вращение трубки 1 в кольцах 2, производимое для установки угла возвышения γ (фиг. 1) воздушной цели L соответствовало каждый раз вращению диска 8 на угол 4γ, так что область измерения углов возвышения в 90° распределяется на всю окружность диска 8. Последний устанавливается так, что при поворотной установке диаметра помощью головки 28 на находящуюся на той же высоте и удаляющуюся цель L для определения расстояния Е этой цели L, т.e. при неизменном угле возвышения γ=0°, точка, определяемая служащей указателем точкой пересечения нитей 33 пластинки 32, передвигаются но отношению к полученному от объектива 36 и плоскости пересечения нитей изображению кривых диска 8, по радиусу от центра диска 8 наружу в направлении диаметра D-D. Закон этого передвижения зависит от выбора примененного в дальномере устройства клинообразных марок и от передаточного числа имеющихся между марками и диском 8 передач, т.-е. от зубчатых колес 26, 27 и шага винтовой нарезки 13. Нанесенные на диске кривые равных высот 34 могут быть получены по точкам из вышеуказанного отношения:

путем вычисления для определенных высот H при разных значениях расстояния E углов возвышения γ, и полученные таким образом, нанесенные в известном, определяемом системой передачи, масштабе точки, соответствующие одной и той же высоте H, соединяют плавной линией. Построение кривых равных расстояний 35 можно было бы произвести подобным же образом из соотношения .

Но проще, основываясь на полученном ранее соотношении между H и K:

наносить эти кривые 35 симметрично по отношению к диаметру D-D и кривым высот 34 на диске 8. Если дальномер установлен на какую-либо воздушную цель, то точка пересечения нитей 33 укажет одновременно на полученном от объектива 36 микроскопа изображении кривых диска 8: на группе кривых 34 соответственную высоту и на группе кривых 35 соответственное расстояние.

На фиг. 2 изображены для ясности только некоторые из фактически наносимых на диск 8 кривых. Двухцветное выполнение групп кривых 34 и 35 облегчает их распознавание. Но если при отсчете значений окуляром 30 микроскопа каждый раз вставлять по очереди зеленый и красный свето-фильтр 41, как изображено на фиг. 3, на пути лучей, идущих от изображения, то при зеленом фильтре 41 оказываются видны только красные кривые 35, а при красном фильтре 41 - только зеленые кривые 34, так что перепутать их невозможно.

В форме выполнения приспособления, согласно фиг. 7, диск с кривыми состоит из двух параллельных стеклянных пластинок 43 и 44, каждая из коих несет одну из групп кривых 34 или 35, которые получены путем фотографического уменьшения нанесенных от руки в гораздо более крупном масштабе черных линий. Для отсчитывания значений по кривым служит микроскоп, объектив которого состоит из двух полулинз 45 и 46, фокусные расстояния которых обладают такой величиной и настолько отличаются друг от друга, что каждая из них дает изображение сектора одной из параллельных пластинок с кривыми в плоскости пересекающихся нитей пластинки 32 микроскопа, конструкция которого во всем остальном такая же как и в предыдущем примере. Пучок лучей, идущих от изображения группы кривых, помещаемых на стеклянной пластинке 43, ограничивается зрачком выхода 47, а пучок лучей от другой группы кривых - зрачком выхода 48, которые имеют оба полукруглую форму. Глаз наблюдателя ставится за окуляром микроскопа так, что в зрачок глаза попадают только лучи, ограниченные одним из выходных зрачков, чтобы каждый раз видеть на пересечении нитей только одно из обоих изображений.

В форме выполнения согласно фиг. 8 обе стеклянные пластинки 43 и 44 заменены толстой стеклянной пластинкой 49, на параллельных поверхностях которой нанесено по одной группе кривых на каждой. Микроскоп, по своему оптическому устройству сходный с описанным выше, может быть дополнен включением рассеивающего объектива 50, вследствие чего фокусное расстояние объектива 36 увеличивается настолько, что система объектов 36, 50 дает в плоскости нитей 33 отчетливое изображение одной группы кривых, в то время как объектив 36 один дает отчетливое изображение в той же плоскости другой группы кривых. Таким способом можно также избежать путаницы при отсчетах значений по кривым, так как одновременно с нитями 33 видна либо одна, либо другая группа кривых.

1. Приспособление к дальномеру для определения высоты или горизонтального расстояния воздушной цели, характеризующееся применением: а) плоского диска с нанесенной на ней системой кривых, б) подвижного указателя, передвигающегося по отношению к этому диску в соответствии с изменением параллактического угла у цели и угла возвышения цели и в) микроскопа для отсчета показаний указателя на системе кривых, нанесенных на плоском диске (фиг. 2, 3 и 4).

2. Формы выполнения охарактеризованного в п. 1 приспособления, отличающиеся тем, что система кривых на диске состоит из двух групп, из коих одна образуется кривыми равных высот, а другая - кривыми равных горизонтальных расстояний, каковые кривые нанесены таким образом, что для отсчета данных значений высот и горизонтальных расстояний применен общий указатель (фиг. 2).

3. Форма выполнения охарактеризованного в п. 2 приспособления, отличающаяся тем, что указатель помещен в плоскости изображений микроскопа.

4. Форма выполнения охарактеризованного в п. 2 приспособления, отличающаяся тем, что диск состоит из прозрачного материала и ограничен двумя параллельными плоскостями, на каждой из которых нанесена одна из групп кривых.

5. Форма выполнения охарактеризованного в п. 2 приспособления, отличающаяся тем, что диск состоят из двух параллельных частей, на каждой из коих нанесена одна из групп кривых и, по крайней мере, одна из этих частей состоит из прозрачного материала.

6. При охарактеризованном в п.п. 4 и 5 приспособлении применение микроскопа, отличающегося тем, что его объектив состоят из двух частей, из которых каждая покрывает часть сечения пучка лучей, фокусные расстояния коих так подобраны, чтобы изображения обеих групп кривых одновременно получались в плоскости изображений окуляра (фиг. 7).

7. В охарактеризованном в п. 2 приспособлении применение диска, в котором обе группы кривых окрашены в различные цвета, например, дополнительные друг к другу.

8. B охарактеризованном в п. 6 приспособлении применение помещаемых на пути лучей в микроскопе светофильтров того же цвета, как и цвет окраски группы кривых.