Устройство для имитации видимости в сложных метеусловиях

Устройство для имитации видимости в сложных метеусловиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(. ° и

;1,:

О " " И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (i i> 501408

Со1сз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.06,72 (21) 1804522,40-23 (51) М. Кл. - G 09В 9 08 с прнсосдинснием заявки М

Государственный комитет

Совета Министров СССР

123) Приоритет (53) УДК 371.6(О88.8) Опубликовано 30.01.76, Бюллетень ¹ 4

Д11та опубликования описания 15.04.76 ло делам изобретений и открытий (72) Авторы нзоорстсння

Ю. И, Калинин и Ю. В. Длугокенский (7l ) За51витсль (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ ВИДИМОСТИ

В СЛОЖНЫХ МЕТЕОУСЛОВИЯХ

Изобретение относится к области авиационной техники н предназначено для проведения летных исследований на летательных объектах, работ на тренажерах и пилотажных стендах, тренировки и проверки техники пилотирования летного состава.

Известно устройство для имитации видимости в сложных метеусловиях, содержащее установленные на горизонтальной оси источник света, теплофильтр, диапозитив, трехкомпонентный механизм привода диапозитива, следящие приводы, соединенные с датчиками параметров движения самолета и генератором белого шума, а на вертикальной оси расположены визир с коллиматорной линзой, полупрозрачным экраном и зеркалом, установленными под углом 45 к обеим осям, и фотометрнческий блок с фоторезисторами.

Недостатком известного устройства является невозможность воспроизведения полета в любы: сложных метеоусловиях, например в сумерках и ночью, в диапазоне до порога чувствительности глаза по контрасту и, кроме того, отсутствие имитации геометрической перспективы изображения.

-Цель изобретения — повышение точности воспроизведения видимости в широком диапазоне сложных метеоусловий.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство между зеркалом и диапозитивом и перед полупрозрачным экраном введены поляризационные фильтры, кинематически связанные со следящими приводами, а над полупрозрачным экраном установлен профи5 лированный отражатель, при этом входы следящих приводов через взаимосвязанные мостовые схемы связаны с фоторезисторами фотометрического блока.

На чертеже представлена схема предлагае10 мого устройства.

Оно состоит из оптического блока, включающего источник 1 света, теплофильтр 2, сложный светофильтр 3, зеркало 4, коллима15 торную линзу 5, полупрозрачный экран 6, сложный фильтр 7 и диапозитив 8, трехстепенной каретки с вращающимся диском 9 по крену, перемещающейся по курсу рамки 10, движущейся по тангажу и высоте рамки 11, 20 следящих приводов 12 — 14 крена, тангажа и курса синусно-косинусных потенциометров

15, блока 16 управления, фоторезисторов 17 для установки заданного светового потока, генератора 18 белого шума, электрических

25 фильтров 19, датчиков 20 параметров движения самолета, профилированного отражателя

21, следящей передачи 22 с взаимосвязанной мостовой схемой 23, сложного фильтра 7, следящего привода 24 с мостовой схемой 25 и

30 сло кного фильтра 3.

501408

Для выравнивания света от источника и наружной освещенности служат два фоторезистора 17, включенные соответственно в мостовые взаимосвязанные схемы 23 и 25. Схемой 25 задается желаемая освещенность в условиях полета от ночной видимости до сумерек.

В оба плеча взаимосвязанной мостовой схемы 23 включены фоторезисторы 17, причем один фоторезистор схемы 25 (после отработки его сигналов по заданному напряжению

U à ) является датчиком для второго фоторезистора мостовой схемы 23. Схема 23 отрабатывает угол поляризатора в согласованное положение, соответствующее выравниванию наружной освещенности с освещенностью, созданной схемой 25.

Для усиления перспективы изображения в широком диапазоне метеоусловий на оптической оси полупрозрачного экрана 6 сверху смонтирован профилированный отражатель

21, создающий псевдостереоэффект изображения.

Введение между зеркалом и диапозитивом

8 и перед полупрозрачным экраном 6 поляризационных фильтров 3 н 7, кинематически связанных со следящими приводами 12, 13 и

14, входы которых посредством взаимосвязанных мостовых схем 23 и 25 соединены с фоторезисторами 17, и установка на оси коллиматорной линзы профилированного отражателя 21 позволяют достичь нового эффекта.

Способность оценивать глубинное смещение объектов относительно друг друга определяется величиной разности параллактических углов, глаз. Разность параллактических углов, соответствующая минимальному расстоянию между объектами, при котором они кажутся смещенными друг относительно друга;по глубине, соответствует порогу глубинного зрения, величина которого в большой степени зависит от контраста объектов по отношению к фону и друг другу.

Введение профилированного отражателя 21 и достижение посредством него псевдостереоэффекта позволяет оттенить перспективу изображения и увеличить угол зрения:при одновременном увеличении глубины зрения.

Поляризационные фильтры 7, обеспечивающие очень узкую (в несколько ангстрем) полосу пропускания, служат не только для изменения освещенности изображения, но и для увеличения контраста изображения при вариациях освещенности внекабинного пространства. Поляризационные фильтры 7 не пропускают переотраженных лучей внутри оптического тракта от линзы к диапозитиву и обратно, от линзы к экрану, от экрана к профилированному отражателю, что увеличивает контраст изображения системы.

Введение профилированного отражателя и достижение посредством него псевдостереоэффекта позволяет оттенить геометрическую перспективу изображения и увеличить угол зрения при одновременном увеличении вели5

65 чины порога глубинного зрения, получаемого за счет исключения с помощью поляризаторов переотраженHûх лучей.

Устройство работает следующим образом.

На пути лучей, идущих от источника 1 света через теплофильтр 2, сложный фильтр 3 и зеркало 4 в коллиматорную линзу 5, устанавливается диапозитив 8, совершающий плоское трехкомпонентное движение, на котором нанесены постепенные градации плотности почернения. Диапозитив устанавливается в двух взаимно перпендикулярных рамках 10 и 11, движущихся по направляющим, расположенным на вращающемся диске 9. Сигналы на следующие приводы 12, 13 и 14 поступают из датчиков 20 тангажа, курса и крена на тренажере — с вычислительной машины.

Движение самолета по крену моделируется в натуральном масштабе поворотом каретки с диапозитивом относительно собственной оси.

Тангаж, движение по высоте и курс воспроизводятся одновременными поступательными перемещениями рамок 10 и 11 с диапозитивом на этой каретке. Движение по тангажу, например, при выходе из облаков при любом угле крена всегда представляется летчику, смотрящему вдаль по горизонтальной оси самолета, как вертикальное перемещение накрененной земли и облаков. Такое же движение получается и при движении по курсу.

Для обеспечения горизонтального перемещения по курсу и вертикального по тангажу при любом угле крена необходимо выполнить преобразование координат с помощью синусно-косинусных потенциометров 15.

Переход от максимальной плотности почернения к совершенной прозрачности осуществляется, например, по линейному закону. Для обеспечения работы удобнее использовать композиции, несущие несколько вертикальных и горизонтальных линий максимальной плотности.

Имитация видимости в условиях облачности различной структуры осуществляется подачей сигналов с генератора белого шума, пропущенных через систему сформированных электрических фильтров 19 с различной полосой пропускания.

Сигналы, идущие с фильтров 19, поступают на входы следящих приводов 13 и 14, приводящих продольную и поперечную рамки 10 и

11 трехстепенной каретки. На вход усилителя следящего привода 13, перемещающего рамку

10 по вертикали, поступают, кроме указанных сигналов с фильтров, сигналы высоты и тангажа. На вход следящего привода 14 перемещения рамки 11 по горизонтали подаются указанные сигналы с электрических фильтров, и слагаемые сигналов курса (рыскания).

Сигналы крена идут на следящий привод

12 для вращения диска 9 каретки.

Выбор вида имитируемой облачности осу. ществляется переключением сигналов, идущих с фильтров, например трехслойная струк501408

Формула изобретения

3ad+

Составитель И. Филатова

Техред T. Курилко

Корректор Е. Хмелева

Редактор T. Горячева

Заказ 1099/18 Изд № 1097 Тираж 576 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пп. Сапунова, 2 тура нижнего края облачности воспроизводится сложением гармоник, подаваемых с тр ех ф ил ьтр он, соответствующих ч а стот.

Как было указано выше, изображение создается в фокальной плоскости коллиматорной линзы 5 и вводится по линии зрения летчика с помощью полупрозрачного экрана 6.

Поэтому изображение проектируется в бесконечности и, следовательно, положение глаз и головы летчика не может повлиять на изменение изображения.

Устройство для имитации видимости в сложных метеоусловиях, содержащее установленные на горизонтальной оси источник света, теплофильтр, диапозитив, трехкомпонентный механизм привода диапозитива, следящие приводы, соединенные с датчиками параметров движения самолета и генератором белого шума, а на вертикальной оси расположены визир с коллиматорной линзой, полу5 прозрачным экраном и зеркалом, установленными под углом 45 к обеим осям, и фотометрическнй блок с фоторезисторами, о т л и ч аю ще ес я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения видимости в широком

10 диапазоне сложных метеоусловий, в него между зеркалом и диапозитивом и перед полупрозрачHûм экраном введены поляризационные фильтры, кинем атически связанные со следящими приводами, а над полупрозрач15 ным экраном установлен профилированный отражатель, при этом входы следящих приводов через взаимосвязанные мостовые схемы связаны с фоторезисторами фотометрического блока.