Устройство для визирования

Устройство для визирования

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам визирования объектов, например целей при стрельбе. Устройство для визирования содержит последовательно соединенные пульт управления оператора, оптическую формирующую систему и блок формирования визирного индекса, блок подсветки визирного индекса, первый вход которого соединен со вторым выходом пульта управления оператора, источник питания, блок изменения яркости визирного индекса, первый вход которого соединен с выходом источника питания, а второй - с третьим выходом пульта управления оператора. Устройство для визирования отличается от известных тем, что в него введены последовательно соединенные генератор периодических сигналов, блок регулировки периодических сигналов, датчик частоты, блок умножения, блок деления и ограничения, второй выход которого соединен со вторым входом блока регулировки периодических сигналов, привод и блок светофильтров, второй вход которого оптически сопряжен с выходом блока подсветки визирного индекса, а выход - с блоком формирования визирного индекса, сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока изменения яркости подсветки визирного индекса, а второй - с выходом блока регулировки периодических сигналов, фильтр низкой частоты, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй - с выходом датчика частоты периодических сигналов, а выход - со вторым входом блока подсветки визирного индекса, датчик количества используемых светофильтров, вход которого соединен со вторым выходом блока светофильтров, а выход - со вторым входом блока умножения. Изобретение обеспечивает улучшение условий наблюдения за объектом визирования, повышает контраст визирного индекса на фоне объекта визирования и местности. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам визирования объектов, например, целей при стрельбе.

Для решения задачи поражения цели необходимо прежде всего решить задачу встречи снаряда (ракет) с целью. В настоящее время эта задача решается путем придания вооружению такого положения перед выстрелом, которое обеспечило бы совмещение траектории снаряда ракеты) с целью в момент достижения снарядом (ракетой) цели. Это обеспечивается различными прицельными устройствами, одной из основных функций которых является визирование цели. От эффективности визирования (прежде всего, точности визирования) зависит и эффективность вооружения, а вместе с тем и эффективность стрельбы в целом.

Известно, например, устройство для визирования, входящее в состав прицельного устройства комплекса вооружения танка Т-62 (см. например: Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62 М. Воениздат, 1968, с.195-210). Оно содержит пульт управления оператора и оптически сопряженные блок формирования визирного индекса и оптическую формирующую систему. В этом комплексе при стрельбе в обычных условиях с места по неподвижной цели визирование осуществляется путем совмещения точки визирования на цели с визирным индексом (прицельной маркой), а изменения условий стрельбы учитываются перемещением визирного индекса (прицельной марки) на определенную угловую величину до выстрела. При этом возникает угловое рассогласование между линией визирования и вооружением (осью ствола). Это обеспечивает однообразие прицеливания (совмещение визирного индекса с целью). Но вместе с этим возникает недостаток: линия визирования отклоняется от оптической оси поля зрения визирного устройства, что сопровождается ухудшением видимости и снижением разрешающей способности оптической системы. Кроме того, при стрельбе в условиях, отличных от обычных (стрельба с ходу, по движущейся цели, стрельба при сильном боковом ветре и т.д.), приходится все равно вводить поправку в положение линии визирования относительно цели, что вызывает смещение визирного индекса относительно цели.

В этом случае однообразие визирования все-таки нарушается, снижается его точность, а вместе с тем, резко падает и эффективность стрельбы.

Известно также устройство для визирования прицельного комплекса танка Т-72 (см. например: Вооружение танка Т-72. Под ред. В.М. Шишковского: М:0 ВАБТВ, 1979, с. 74-91; Котовский В. И. и др. Курс вооружения танков. М. ВАБТВ, 1957, с. 311-358), являющееся прототипом предлагаемого устройства. Оно содержит последовательно соединенные пульт управления оператора, оптическую формирующую систему и блок формирования визирного индекса, блок подсветки визирного индекса, первый вход которого соединен со вторым выходом пульта управления оператора, источник питания, блок изменения яркости визирного индекса, первый выход которого соединен с выходом источника питания, а второй с третьим выходом пульта управления оператора.

Это устройство выгодно отличается от получивших широкое распространение визирных устройств в серийных системах управления огнем. В этом устройстве оператор при каждом визировании совмещает визирный индекс с центром цели, чем достигается однообразие прицеливания во всех случаях стрельбы. Кроме того, для облегчения обнаружения визирного индекса в неблагоприятных условиях стрельбы (плохая видимость, пыледымовые и световые помехи и др.) оно подсвечивается.

Однако это устройство (прототип) также имеет недостатки. При стрельбе по различным целям оператор должен удерживать линию визирования на объекте визирования (цели) в течение продолжительного времени (не менее 3 с), которое необходимо для ввода требуемых поправок. Это время может быть еще большим, если при стрельбе использовать управляемые ракеты. Например, при стрельбе управляемой ракетой на максимальную дальность оператор вынужден удерживать визирный индекс на объекте визирования (цели) более 15 с (см. например: Латухин А. Н. Противотанковое вооружение. М. Воениздат, 1974, с. 192-235). Такое прицеливание, несмотря на то, что оно точнее и проще, чем в танке Т-62, вызывает повышенную напряженность оператора, в частности его зрительного аппарата, что очень часто приводит к потере цели (объекта визирования) или визирного индекса (даже при его подсветке) в условиях действия пыледымовых помех, световых помех, особенно на пестрых фонах различной яркости. Ситуация еще более усугубляется, если физическое состояние оператора по каким-либо причинам не соответствует требуемому (ранение, утомление, стрессовые срывы и др.).

Целью настоящего изобретения являются улучшение условий и повышение помехоустойчивости и точности визирования.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство введены последовательно соединенные генератор периодических сигналов, блок регулировки периодических сигналов, датчик частоты, блок умножения, блок деления и ограничения, второй выход которого соединен со вторым входом блока регулировки периодических сигналов, привод и блок светофильтров, второй вход которого оптически сопряжен с выходом блока подсветки визирного индекса, а выход с блоком формирования визирного индекса, сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока изменения яркости подсветки визирного индекса, а второй с выходом блока регулировки периодических сигналов, фильтр низкой частоты, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй с выходом датчика частоты периодических сигналов, а выход со вторым входом блока подсветки визирного индекса, датчик количества используемых светофильтров, вход которого соединен со вторым выходом блока светофильтров, а выход со вторым входом блока умножения.

На чертеже оказано взаимное расположение и связи элементов предлагаемого устройства для визирования. Новые элементы и связи показаны пунктиром. Сплошными линиями показаны элементы и связи, реализующие прототип. Приняты следующие обозначения: 1 генератор периодических сигналов (ГПС), 2 блок регулировки периодических сигналов (БР), 3 блок изменения яркости (БИЯ), 4 - источник питания (ИП), 5 фильтр низкой частоты (ФНЧ), 6 сумматор (С), 7 - датчик частоты периодических сигналов (ДЧ), 8 блок подсветки визирного индекса (БПВИ), 9 датчик количества используемых светофильтров (ДКС), 10 - блок умножения (БУ), 11 блок светофильтров (БСФ), 12 привод (ПРД), 13 - блок деления и ограничения (БДО), 14 оператор (О), 15 блок формирования визирного индекса (БФВИ), 16 оптическая формирующая система (ОФС), 17 - объект визирования (ОВ), 18 пульт управления оператора (ПУО).

Блоки 3, 4, 8, 15, 16 и 18 являются штатными элементами прототипа и используются в предлагаемом техническом решении без каких-либо конструктивных изменений. Конструктивное исполнение блоков 1, 2, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13 широко известно в научно-технической литературе (см. например, Корнеев В.В. и др. Электроавтоматика и электрооборудование танков, ч. 1. М. ВАБТВ, 1964, с. 19-104, 191-220; Энциклопедия кибернетики, т. 1. Киев, 1975, с. 254-256; Основы автоматики и танковые автоматические системы. М. ВАБТВ, 1976, с. 134-136 и др.). Датчик количества используемых светофильтров 9 представляет собой цифровой индикатор механического (или электромеханического типа), конструктивное исполнение которого также известно (см. например: Коростелев Н. В. Вооружение танка Т-72. М. ВАБТВ, 1979, с. 37-73).

Работает предлагаемое устройство для визирования следующим образом. Оператор 14, включив систему управления огнем (в том числе блоки: 1, 2, 3, 4, 8, 11, 12 и 18), наблюдает через блок формирования визирного индекса 15 и оптическую формирующую систему 16 поле боя, ведет разведку целей (объектов визирования) и выбирает определенную из них (например, объект визирования 17) для поражения. Затем с помощью пульта управления оператора 18 и оптической формирующей системы 16 совмещает точку визирования на объекте визирования с визирным индексом, сформированным в блоке 15. В прототипе визирный индекс нанесен на стеклянную пластинку в форме угольника, с вершиной которого и совмещается точка визирования. В ряде других визирных устройств индекс (визирный) может быть сформирован электронно-оптическим путем. В этом случае его изображение образуется на экране электронно-лучевой трубки и при помощи оптических преломляющих устройств вводится в поле зрения оператора (см. например: Гуглин И.Н. Телевизионные игровые автоматы и тренажеры. М. Радио и связь, 1982). В современных визирных устройствах изменение яркости индекса достигается за счет изменения напряжения подсветки, для чего в цепь питания лампы подсветки включается регулируемое сопротивление (см. например. Танк "Урал" (Т-72), ТО и ИЭ. Кн.1. М. Воениздат, 1975, 304 с.). Таким же образом производится изменение яркости визирного индекса в блоке 3 предлагаемого устройства. В дальнейшем (в процессе всего процесса визирования при выстреле одного снаряда или наведения одной ракеты) сигнал на выходе блока 3 остается постоянным. Для получения переменной составляющей сигнала подсветки используется блок 1 (генератор периодических сигналов). При этом его параметры (амплитуда и частота) устанавливаются с помощью блока 2, поскольку для различных операторов они (параметры) различны. Одновременно с установкой оптимальной частоты в блоке 2, благодаря связям блока 2 с блоками 7 и затем 5, такая же частота устанавливается и в блоках 7 и 5.

Изменение амплитуды сигнала подсветки визирного индекса будет происходить синфазно с изменением периодического сигнала. Наличие переменной составляющей в сигнале подсветки вызывает необходимость его фильтрации. Электрическую фильтрацию периодического сигнала подсветки производят путем включения электрического фильтра в электрическую цепь, передающую электрический сигнал с сумматора 6 в блок подсветки визирного индекса 8 для преобразования сигнала из электрической формы в оптическую. При этом фильтр настраивается на частоту изменения сигнала подсветки визирного индекса (благодаря связи блока 5 с блоком 7). Включение фильтра 5 обеспечивает исключение из электрического сигнала высокочастотных составляющих, способствующих размыванию изображения визирного индекса.

Перед началом визирования путем переключения светофильтров на блоке 11 оператор добивается оптимального контраста между визирным индексом и фоном с целью и определяет при этом количество светофильтров (цветов), необходимых для подсветки в этих условиях (с учетом яркости и цвета местности, фона и объекта визирования). Затем включает привод 12, обеспечивающий периодическую смену светофильтров в поле зрения оператора. С помощью блока светофильтров 11 производится оптическая фильтрация сигнала подсветки путем его пропускания (уже в оптической форме) последовательно через несколько светофильтров. При этом за один период (точнее-за время видимого состояния визирного индекса) смена светофильтров происходит n раз. То есть частота изменения цвета сигнала (луча) подсветки определяется выражением: f_o=nf_A, где f_o частота изменения цвета оптического сигнала подсветки визирного индекса, n - количество цветов (светофильтров), выбранных для подсветки визирного индекса, f_A частота изменения амплитуды сигнала подсветки визирного индекса. При выборе цвета светофильтров и их количества следует исходить из преобладающих цветов фона и целей. Например, при темных фонах и целях (объектах визирования) цвет сигнала подсветки должен быть светлым (желтым, оранжевым и др.), а при светлых наоборот. От правильного выбора зависит контраст визирного индекса и фона (объекта визирования). Кроме того, количество светофильтров (цветов), выбранных для подсветки, зависит от частоты изменения амплитуды сигнала подсветки визирного индекса. Чем выше частота f_A, тем меньшим должно быть количество выбранных для подсветки светофильтров. Для выполнения этого условия численное значение количества цветов (светофильтров), выбранных для подсветки визирного индекса, и частота изменения амплитуды сигнала подсветки должны удовлетворять неравенству 1/nf_AT_u, где T_u время инерции системы "глаз-визирное устройство". В предложенном устройстве выполнение этого неравенства обеспечивается блоками 7, 9, 10, 12 и 13. На выходе блока 7 формируется сигнал, пропорциональный частоте периодического сигнала f_A, установленного оператором на блоке 2 вручную перед визированием. На выходе блока 9 формируется сигнал, соответствующий количеству выбранных для подсветки светофильтров, и установленных на блоке 11 оператором также вручную. Сигналы с выходов блоков 7 и 9 поступают в блок 10, где перемножаются, и затем результирующий сигнал поступает на вход блока деления и ограничения 13, который и обеспечивает выполнение неравенства 1/nf_AT_u. Поэтому частота смены светофильтров в блоке 11, обеспечиваемая приводом 12, не превышает определенного уровня, значение которого зависит от частоты периодического сигнала на выходе блока 2. При достижении сигналом на выходе блока 13 ограничения, начинает действовать обратная связь между блоками 13 и 2, обеспечивающая уменьшение сигнала частоты на выходе блока 2. Благодаря этому обеспечивается постоянный контраст между визирным индексом и объектом визирования или фоном.

Совместив визирный индекс с объектом визирования, оператор, воздействуя на пульт управления 18 и через него на оптическую формирующую систему 16, продолжает визирование до момента производства выстрела и оценки результатов стрельбы.

При выключенных блоках 1, 2, 11 и 12 предлагаемое устройство работает, как прототип.

Введение новых элементов и связей позволило в существенной степени устранить ранее отмеченные недостатки и достичь положительного эффекта. Благодаря периодическому изменению яркости и цвета визирного индекса в процессе самого визирования его обнаружение на пестрых фонах различной яркости значительно облегчается. При этом изменение яркости и цвета по определенному закону (заведомо известному) облегчает оператору, с одной стороны, слежение за ним (благодаря адаптации), а с другой, уменьшает степень экранирования им изображения объекта визирования (в моменты уменьшения яркости). Регулируя и амплитуду, и частоту изменения периодического сигнала, оператор может выбрать оптимальный для себя с учетом реальных условий режим изменения подсветки визирного индекса.

С помощью фильтра низких частот 5 появилась возможность снять с сигнала подсветки высокочастотные помехи и обеспечить его фильтрацию на оптимальных частотах (благодаря связи с блоком 7), а с помощью блока светофильтров 11 обеспечить оптимальный контраст визирного индекса с объектом визирования, фоном и местностью. Все это позволило в значительной степени улучшить условия визирования и прицеливания, а вместе с этим повысить и точность на 10-17%

Формула изобретения

Устройство для визирования, содержащее последовательно соединенные пульт управления оператора, оптическую формирующую систему и блок формирования визирного индекса, блок подсветки визирного индекса, первый вход которого соединен с вторым выходом пульта управления оператора, источник питания, блок изменения яркости визирного индекса, первый вход которого соединен с выходом источника питания, а второй с третьим выходом пульта управления оператора, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные генератор периодических сигналов, блок регулировки периодических сигналов, датчик частоты, блок умножения, блок деления и ограничения, второй выход которого соединен с вторым входом блока регулировки периодических сигналов, привод и блок светофильтров, второй вход которого оптически сопряжен с выходом блока подсветки визирного индекса, а выход с блоком формирования визирного индекса, сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока изменения яркости подсветки визирного индекса, а второй с выходом блока регулировки периодических сигналов, фильтр низкой частоты, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй с выходом датчика частоты периодических сигналов, а выход с вторым входом блока подсветки визирного индекса, датчик количества используемых светофильтров, вход которого соединен с вторым выходом блока светофильтров, а выход с вторым входом блока умножения.

РИСУНКИ

Рисунок 1