Способ неконтактного подрыва заряда
Владельцы патента RU 2300729:
Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик "Федеральное агентство по атомной энергии " (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях боеприпасов. Способ неконтактного подрыва заряда основан на обнаружении цели посредством лазерного зондирования пространства двумя световыми пучками и регистрации отраженного излучения двумя приемниками с последующим анализом сигналов приемников. Одним приемником идентифицируют цель на дальнем расстоянии от боеприпаса, а другим - на ближнем. Измеряют временной промежуток между моментами идентификации, оценивают скорость сближения боеприпаса с целью, затем формируют зависящую от скорости временную задержку подрыва заряда. Реализация изобретения позволяет обеспечить подрыв заряда на оптимальном расстоянии от цели независимо от скорости боеприпаса.
Область применения
Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях для определения оптимального момента инициирования зарядов, например, в тандемных кумулятивных боеприпасах.
Уровень техники
Известен способ неконтактного подрыва заряда при подходе на близкое расстояние к заданной цели, реализованный в устройстве с дистанционно управляемой ракетой [1], основанный на определении наличия цели на заданном расстоянии посредством лазерного зондирования пространства одним световым пучком и регистрации отраженного излучения двумя приемниками, основным и дополнительным, с последующим анализом сигналов приемников. Сравнивают амплитуды сигналов с фотоприемников. Когда амплитуда сигнала с основного фотоприемника превышает амплитуду сигнала с дополнительного фотоприемника, производят детонацию.
Данный способ имеет следующие недостатки:
- отсутствует защита от случайных малоразмерных помех в виде веток кустарника, капель дождя и т.п.;
- низкая точность определения оптимального момента воспламенения заряда при использовании в некоторых видах боеприпасов.
Последний недостаток проявляется при использовании данного способа при создании боеприпасов, у которых между моментом идентификации цели на нужном расстоянии и собственно подрывом заряда необходимо наличие достаточно большой временной задержки. Расстояние, пролетаемое боеприпасом за время этой задержки, и соответственно расстояние от боеприпаса до цели в момент подрыва заряда зависит от его скорости, поэтому при нестабилизированной скорости боеприпаса невозможно обеспечить подрыв заряда на оптимальном расстоянии от цели.
Известен способ неконтактного подрыва заряда снаряда на желательном расстоянии от цели, реализованный в неконтактном оптическом взрывателе [2], основанный на обнаружении цели посредством лазерного зондирования пространства двумя световыми пучками и регистрации отраженного излучения двумя приемниками с последующим анализом сигналов приемников. Путем нескольких последовательных во времени измерений каждым приемником определяют расстояние до цели и при равенстве этих расстояний выдают сигнал на воспламенение заряда.
Данный способ обеспечивает защиту от случайных малоразмерных помех, так как малоразмерная помеха не может регистрироваться одновременно двумя приемниками, однако обладает другим недостатком предыдущего способа: низкой точностью определения оптимального момента воспламенения заряда при использовании в некоторых видах боеприпасов.
В качестве прототипа взят способ, реализованный в [2], как наиболее близкий по технической сущности.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является возможность обеспечения подрыва заряда на оптимальном расстоянии от цели независимо от скорости и вида боеприпаса.
Технический результат достигается тем, что в способе неконтактного подрыва заряда, основанном на обнаружении цели посредством лазерного зондирования пространства двумя световыми пучками и регистрации отраженного излучения двумя приемниками с последующим анализом сигналов приемников, новым является то, что одним приемником идентифицируют цель на дальнем расстоянии от боеприпаса, другим - на ближнем, измеряют временной промежуток между моментами идентификации, оценивают скорость сближения боеприпаса с целью, затем формируют зависящую от скорости временную задержку подрыва заряда.
Заявляемый способ, благодаря тому, что цель идентифицируют одним приемником на дальнем расстоянии от боеприпаса, а другим - на ближнем, позволяет оценить скорость сближения боеприпаса с целью путем измерения временного промежутка между моментами идентификации, а затем сформировать временную задержку подрыва заряда, зависящую от скорости.
Не обнаружены технические решения, совокупность признаков которых совпадает с совокупностью признаков заявляемого способа неконтактного подрыва заряда, в том числе с отличительными признаками. Эта новая совокупность признаков является новым техническим средством, который обеспечивает получение технического результата - возможности обеспечения подрыва заряда на оптимальном расстоянии от цели независимо от скорости боеприпаса, - что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".
Данный способ неконтактного подрыва заряда реализован в макете лазерного неконтактного датчика цели, разработанном и изготовленном авторами. Макет выполнен в габаритах носовой части боеприпаса. Он включает в себя два оптических передатчика, с каждым из которых связан приемник, и схему анализа сигналов. В состав каждого приемника (передатчика) входят: фотоприемник (источник) излучения, фокусирующая (коллимирующая) оптическая система, а также настроечные элементы, с помощью которых устанавливают требуемое расстояние идентификации цели. Макет должен обеспечивать формирование сигнала на подрыв заряда при наличии цели на расстоянии L. Для этого один приемник настраивают таким образом, чтобы идентифицировать цель на расстоянии L1, большем L. Второй приемник настраивают так, чтобы идентифицировать цель на расстоянии L2, большем L1.
Способ неконтактного подрыва заряда реализуется следующим образом. Для обнаружения цели зондируют пространство двумя световыми пучками и регистрируют отраженное излучение двумя приемниками с последующим анализом сигналов приемников. При этом приемники по очереди идентифицируют цель на расстояниях L2 и L1. Схема анализа определяет временной промежуток между идентификацией цели на расстояниях L2 и L1, на основании полученного значения оценивает скорость сближения с целью, определяет временную задержку, зависящую от скорости, отсчитывает ее и формирует сигнал на подрыв заряда.
В процессе испытаний макета, путем его перенастройки, устанавливались параметры, соответствующие параметрам двух различных боеприпасов, отличающиеся расстояниями L, L1 и L2. При испытаниях моделировались условия, соответствующие различным относительным скоростям боеприпаса и цели. Испытания макета показали работоспособность и эффективность заявляемого способа.
Источники информации
1. Заявка Франции №2655140 по кл. F42C 13/02, опубл. 10.05.91.
2. Заявка ЕПВ №0335132 от 04.10.89.
Способ неконтактного подрыва заряда, основанный на обнаружении цели посредством лазерного зондирования пространства двумя световыми пучками и регистрации отраженного излучения двумя приемниками с последующим анализом сигналов приемников, отличающийся тем, что одним приемником идентифицируют цель на дальнем расстоянии от боеприпаса, другим - на ближнем, измеряют временной промежуток между моментами идентификации, оценивают скорость сближения боеприпаса с целью и формируют зависящую от скорости временную задержку подрыва заряда.
