Комбинированный прицел-прибор наведения
Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам прицеливания и наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу. Прицел-прибор содержит передающий канал лазерного дальномера, включающий оптически связанные импульсный лазер и вторую формирующую оптическую систему. Приемный канал лазерного дальномера содержит спектроделитель, установленный между объективом и сеткой под углом к оптической оси объектива. Оптический блок содержит призму БкР-180°, крыша которой расположена в пределах входного зрачка объектива. Техническим результатом является повышение точности наведения управляемых ракет на цель при использовании прицел-прибора. 3 ил.
Изобретение относится к области оптического приборостроения, более конкретно - к устройствам прицеливания и наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу.
Известен комбинированный прицел-прибор наведения [1], включающий визирный канал, содержащий оптически связанные объектив, сетку с прицельной маркой, оборачивающую систему и окуляр, лазерный канал наведения, включающий последовательно расположенные и оптически связанные лазер непрерывного излучения, растровый модулятор лазерного излучения и первую формирующую оптическую систему, передающий канал лазерного дальномера, содержащий импульсный лазер и вторую формирующую оптическую систему, приемный канал лазерного дальномера, включающий оптически связанные спектроделитель, расположенный между объективом и сеткой под углом к оптической оси объектива, и фотоприемное устройство, а также согласующее зеркало, расположенное на оптической оси объектива между спектроделителем и фотоприемным устройстом с возможностью вывода из зоны хода лучей приемного канала лазерного дальномера, а также оптический блок для контроля параллельности осей канала наведения и визирного канала, установленный в пределах рабочей зоны хода лучей каналов с возможностью вывода за пределы этой зоны. Первая формирующая система включает панкратический объектив, спектроделитель и объектив лазерного канала наведения. Вторая формирующая система выполнена в виде телескопической системы Галилея, уменьшающей угол расходимости лазерного излучения в несколько раз. Объектив является общим для визирного канала и приемного канала лазерного дальномера. Оптический блок выполнен в виде сложной комбинации призменных и линзовых элементов и может занимать различные положения в зоне хода лучей света или за ее пределами. При этом для возможности контроля параллельности визирной оси и оси лазерного канала наведения используется специальная система подсветки растра модулятора видимым излучением.
Недостатками известного комбинированного прицела-прибора наведения является повышенная сложность оптической системы лазерного канала наведения и визирного канала, обусловленная необходимостью исправления хроматических аберраций в видимой области спектра излучения и в области спектра излучения непрерывного лазера (около 1 мкм), сложность конструкции оптического блока, а также невозможность осуществления контроля параллельности визирного канала и лазерного канала наведения в случае построения его модулятора на основе акустооптических ячеек [2], что снижает точность наведения управляемых ракет из-за возможного в процессе эксплуатации прицела-прибора наведения нарушения параллельности его каналов.
Задачей изобретения является упрощение оптической системы лазерного канала наведения и визирного канала, упрощение конструкции оптического блока, а также повышение точности наведения управляемых ракет на цель при использовании комбинированного прицела-прибора наведения путем обеспечения возможности осуществления контроля параллельности визирного канала и лазерного канала наведения в случае построения его модулятора на основе акустооптических ячеек.
Для решения этой задачи в комбинированном прицеле-приборе наведения, включающем визирный канал, содержащий оптически связанные объектив, сетку с прицельной маркой, оборачивающую систему и окуляр, лазерный канал наведения, включающий последовательно расположенные и оптически связанные лазер непрерывного излучения, модулятор лазерного излучения и первую формирующую оптическую систему, передающий канал лазерного дальномера, содержащий импульсный лазер и вторую формирующую оптическую систему, приемный канал лазерного дальномера, включающий оптически связанные спектроделитель, расположенный между объективом и сеткой под углом к оптической оси объектива, и первое фотоприемное устройство, а также согласующее зеркало, расположенное на оптической оси объектива между спектроделителем и первым фотоприемным устройством с возможностью вывода из зоны хода лучей приемного канала лазерного дальномера, и оптический блок для контроля параллельности осей канала наведения и визирного канала, установленный в пределах рабочей зоны хода лучей каналов с возможностью вывода за пределы этой зоны, новым является то, что введены второе фотоприемное устройство, содержащее матричный приемник оптического излучения, расположенное на оптической оси объектива и оптически связанное с ним с помощью установленного на оптической оси объектива согласующего зеркала, формирователь электронной марки, вход которого подключен ко второму фотоприемному устройству, а выход к монитору, осветитель для подсветки прицельной марки сетки, установленный с возможностью размещения на оси объектива между сеткой и окуляром или за пределами зоны хода лучей света визирного канала, световозвращатель типа «кошачий глаз», установленный перед объективом визирного канала за пределами рабочей зоны хода лучей, оптически связанный с объективом посредством оптического блока, введенного в рабочую зону хода лучей каналов, при этом первое фотоприемное устройство оптически связано с объективом при выведенном из хода лучей света приемного канала согласующем зеркале, а оптический блок включает призму с крышей типа БкР-180°, крыша которой установлена в пределах входного зрачка объектива, на ее отражающей грани, размещенной в пределах выходного зрачка лазерного канала наведения, нанесено спектроделительное покрытие и к ней приклеена прямоугольная призма, первая катетная грань которой параллельна входной грани призмы БкР-180°, причем перед входной гранью призмы БкР-180°, оптически сопряженной со спектроделительной ее гранью, размещен оптический компенсатор для отклонения оси лазерного канала наведения в произвольном направлении с фиксацией положения, обеспечивающего компенсацию ошибок изготовления углов призмы БкР-180°.
На фиг.1 представлена функциональная схема комбинированного прицела-прибора наведения.
На фиг.2 представлено изображение прицельной марки сетки на экране монитора в момент согласования электронной выверочной марки с изображением прицельной марки сетки.
На фиг.3 представлено изображение лазерного пятна канала наведения на экране монитора в момент согласования изображения лазерного пятна с центром электронной выверочной марки.
Комбинированный прицел-прибор наведения включает (фиг.1) визирный канал, содержащий оптически связанные объектив 1, сетку с прицельной маркой 2, оборачивающую систему 3 и окуляр 4, плоскость штрихов сетки 2 расположена в фокальной плоскости объектива 1, а изображение штрихов сетки 2, формируемое оборачивающей системой 3, расположено в предметной плоскости окуляра 4, лазерный канал наведения, содержащий последовательно расположенные лазер непрерывного излучения 5, модулятор лазерного излучения 6 и первую формирующую оптическую систему 7, обеспечивающую минимальную расходимость лазерного луча, передающий канал лазерного дальномера, содержащий импульсный лазер 8 и вторую формирующую оптическую систему 9, обеспечивающую заданную расходимость лазерного излучения, приемный канал лазерного дальномера, включающий оптически связанные спектроделитель 10, расположенный между объективом 1 и сеткой 2 под углом к оптической оси объектива 1 и первое фотоприемное устройство 11, второе фотоприемное устройство 12, содержащее матричный приемник оптического излучения, согласующее зеркало 13, установленное с возможностью вывода его из зоны хода лучей приемного канала лазерного дальномера, формирователь электронной марки 14, вход которого подключен ко второму фотоприемному устройству 12, а выход к монитору 15, осветитель 16 для подсветки прицельной марки сетки 2, обеспечивающий равномерное освещение штрихов сетки в нужном спектральном диапазоне, световозвращатель 17 типа «кошачий глаз», установленный перед объективом 1 визирного канала за пределами рабочей зоны хода лучей света, оптически связанный с объективом 1 посредством оптического блока 18, введенного в рабочую зону хода лучей каналов, включающего склейку 19 призмы БкР-180° и прямоугольной призмы и оптический компенсатор 20, выполненный в виде двух последовательно расположенных по ходу лучей света клиньев.
Работает комбинированный прицел-прибор наведения следующим образом.
В режиме обзора местности и выборе цели оператор, наблюдая в окуляр 4, производит поиск и опознавание цели. Изображение цели формируется в плоскости штрихов прицельной марки сетки 2 объективом 1, оборачивающая система 3 оборачивает и переносит данное изображение в предметную плоскость окуляра 4, таким образом оператор наблюдает прямое увеличенное изображение цели. Для определения дальности до цели оператор включает режим измерения дальности до цели, при этом излучение импульсного лазера 8 проходит через вторую формирующую систему 9 и, отразившись от цели, пройдя объектив 1, спектроделитель 10, фокусируется на первом фотоприемном устройстве 11. В режиме измерения дальности согласующее зеркало 13 выводится из зоны хода лучей приемного канала.
В режиме стрельбы управляемыми ракетами обеспечивается включение лазерного канала наведения, излучение от лазера непрерывного излучения 5 проходит модулятор лазерного излучения 6 и первую формирующую оптическую систему 7, которые обеспечивают формирование в пространстве изображений информационного поля для наведения ракеты. Для обеспечения прицельной стрельбы управляемой ракетой встроенной выверкой обеспечивается согласование осей лазерного канала наведения и визирного канала, при этом осветитель 16 размещается на оси объектива 1 между сеткой 2 и оборачивающей системой 3, а оптический блок 18 устанавливается в пределах рабочей зоны хода лучей канала наведения и визирного канала. На первом этапе выверки включается осветитель 16, обеспечивающий равномерную подсветку прицельной марки сетки 2, изображение которой посредством объектива 1, оптического блока 18, световозвращателя 17, спектроделителя 10 и согласующего зеркала 13 фокусируется в плоскости чувствительной площадки второго фотоприемного устройства 12. Световозвращатель 17 обеспечивает возможность подфокусировки изображения прицельной марки в плоскость чувствительной площадки второго фотоприемного устройства 12. Спектроделительные покрытия спектроделителя 10 и призмы с крышей типа БкР-180° склейки 19 рассчитаны таким образом, чтобы обеспечить максимальное пропускание оптического излучения осветителя 16. Формирователь электронной марки 14 обеспечивает формирование выверочной электронной марки 21. Таким образом, на экране монитора 15 оператор одновременно наблюдает прямое изображение прицельной марки 22 и электронной выверочной марки 21. С помощью соответствующих кнопок на панели управления прицела-прибора наведения оператор совмещает электронную выверочную марку с изображением штрихов прицельной марки сетки, как показано на фиг.2.
На втором этапе выверки осветитель 15 выводится из зоны лучей визирного канала, при этом изображение прицельной марки 22 на экране монитора 15 исчезает, остается электронная выверочная марка 21.
При помощи соответствующих кнопок на панели управления прицела-прибора наведения переходят в режим выверки оси нулевых команд лазерного канала наведения, при этом включается лазер 5 канала наведения. Излучение лазерного канала наведения, направление которого совпадает с осью нулевых команд, пройдя оптический блок 19, объектив 1, спектроделитель 10 и отразившись от согласующего зеркала 13, фокусируется в плоскости чувствительной площадки второго фотоприемного устройства 12. Оптический компенсатор 20 обеспечивает отклонение лазерного луча канала наведения для компенсации угловых ошибок системы выверки. На поверхностях клиньев компенсатора нанесены зеркальные покрытия, обеспечивающие необходимый уровень мощности лазерного излучения канала наведения в режиме «Выверка».
Оператор одновременно наблюдает на мониторе изображение лазерного пятна 23 канала наведения и электронной выверочной марки 21. Изображение лазерного пятна совмещают при помощи соответствующих кнопок на панели управления прицела-прибора наведения с допусковым квадратом электронной выверочной марки, тем самым, обеспечивая выверку осей канала наведения и визирного канала, как показано на фиг.3.
Таким образом, новый комбинированный прицел-прибор наведения обеспечивает повышение точности наведения управляемых ракет на цель и обладает более простой оптической системой и более простой конструкцией оптического блока.
Источники информации
1. Прицел-прибор наведения «Сосна-У». Руководство по эксплуатации 7084.00.00.000-01РЭ. ОАО «Пеленг», 2006 г. (прототип).
2. Патент RU №2243626, «Термокомпенсированная лазерная система телеориентации», опуб. 27.12.2004 г.
Комбинированный прицел-прибор наведения, содержащий визирный канал, включающий оптически связанные объектив, сетку с прицельной маркой и окуляр, лазерный канал наведения, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные лазер непрерывного излучения, модулятор лазерного излучения и первую формирующую оптическую систему, а также спектроделитель и оптический блок для контроля параллельности осей канала наведения и визирного канала, установленный в пределах рабочей зоны хода лучей указанных каналов с возможностью вывода за ее пределы, отличающийся тем, что он содержит передающий канал лазерного дальномера, включающий оптически связанные импульсный лазер и вторую формирующую оптическую систему, приемный канал лазерного дальномера, содержащий указанный спектроделитель, установленный между объективом и сеткой под углом к оптической оси объектива и первое фотоприемное устройство, согласующее зеркало, установленное на оптической оси между спектроделителем и первым фотоприемным устройством с возможностью вывода из зоны лучей приемного канала лазерного дальномера для обеспечения связи первого фотоприемного устройства с объективом, а также содержащее матричный приемник оптического излучения, второе фотоприемное устройство, установленное на оптической оси объектива и оптически связываемое с ним посредством установленного на указанной оптической оси согласующего зеркала, формирователь электронной марки, подключенный входом ко второму фотоприемному устройству и имеющий выход для подключения к монитору, осветитель для подсветки прицельной марки, установленный с возможностью его размещения на оси объектива между сеткой и окуляром либо за пределами рабочей зоны хода лучей визирного канала, содержащего оборачивающую систему, а также световозвращатель типа «кошачий глаз», установленный перед объективом и оптически связываемый с ним посредством оптического блока, введенного в рабочую зону хода лучей и содержащего призму БкР-180°, крыша которой расположена в пределах входного зрачка объектива, а к отражающей грани, размещенной в пределах выходного зрачка лазерного канала наведения, оптически сопряженной с входной гранью призмы и снабженной спектроделительным покрытием, приклеена прямоугольная призма, первая катетная грань которой параллельна указанной входной грани призмы, перед которой установлен оптический компенсатор для отклонения оси лазерного канала наведения в произвольном направлении с фиксацией выбранного положения для компенсации ошибок изготовления углов призмы БкР-180°.
