Устройство для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2498207:

Шепеленко Виталий Борисович (RU)

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Устройство для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели содержит два и более приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит электронный блок, импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, соединенные с электронным блоком. Оптические оси импульсного источника оптического излучения и фотоприемника, образующие приемоизлучающий канал, направлены под углом к оси боеприпаса по направлению движения и расположены со смещением друг относительно друга, преимущественно параллельно или практически параллельно. Приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси боеприпаса, причем угол между излучателями смежных приемоизлучающих каналов в радиальном направлении выбран таким образом, что световые пучки излучателей не пересекаются между собой. Расстояние между лучами соседних излучающих каналов на требуемой дистанции детектирования цели равно/примерно равно минимальному размеру цели. Обеспечивает увеличение вероятности обнаружения малогабаритных целей, обеспечение высокой точности определения момента достижения боеприпасом заданной дистанции срабатывания, повышение защищенности от оптических и малоразмерных помех, снижение габаритно-весовых характеристик. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях реактивных боеприпасов, для определения оптимального момента подрыва боеприпаса.

Известно бортовое устройство с лазерным блоком для обнаружения целей (патент США №5138947, МПК: F42C 13/02, опубл. 18.08.1992), состоящее из источника оптического излучения, коллимирующей линзы, двух зеркал и фотоприемника. Зеркала установлены на подвижную панель, которая фиксируется в двух положениях. Одно из зеркал плоское и выполнено в форме уголкового отражателя. Второе зеркало выполнено фокусирующим. В первом положении панели оба зеркала находятся внутри корпуса устройства и лазерное излучение не выходит наружу. Во втором положении панели излучение источника, установленного в фокальной плоскости коллимирующей линзы, отражается от первого зеркала и выводится наружу в направлении "вперед и вбок," относительно направления движения боеприпаса. Оптическое излучение от поверхности цели отражается вторым зеркалом на фотоприемник, установленный в фокусе этого зеркала. Фотоприемник преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку.

Недостатком данного устройства является низкая вероятность обнаружения малогабаритных целей и, следовательно, низкая надежность срабатывания по целям такого типа, а также недостаточная защищенность от оптических помех. К недостаткам следует отнести и невысокую точность установки заданной дальности срабатывания, поскольку пересечение осей диаграммы направленности источника оптического излучения и диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса обеспечивается только технологически, и значительное ухудшение аэродинамических параметров боеприпаса при включении данного устройства и, в результате, невозможность его использования при высоких скоростях движения боеприпаса.

Известен оптический блок (патент РФ №2151372, МПК: F42C 13/02, опубл. 27.03.2005), состоящий из источника оптического излучения, установленного в фокальной плоскости коллимирующей линзы, системы светоделения, установленной между коллимирующей линзой и защитным стеклом, фокусирующей линзы, фотоприемниками и светофильтра, установленного между фокусирующей линзой и фотоприемниками.

Указанный блок работает следующим образом.

Оптическое излучение источника, сколлимированное линзой, делится системой светоделения на два одинаковых пучка и через защитное стекло выводится наружу боеприпаса. При наличии цели на дистанции срабатывания датчика, излучение отражается от ее поверхности и через фокусирующую линзу и светофильтр попадает на фотоприемник, который преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку. Формируемые два пучка оптического излучения, зондирует каждый свой сектор пространства вокруг боеприпаса, а фокусирующая линза и фотоприемники формируют две приемные диаграммы чувствительности оптического блока.

Недостатками указанного блока являются значительные габаритные размеры из-за необходимости обеспечения базы, расстояния между приемником и излучателем. Уменьшение базы снижает точность определения дистанции. Система светоделения указанного блока требует юстировки: технологического процесса установки пересечения оси диаграммы направленности зондирующих пучков источника и оси соответствующих диаграмм чувствительности фотоприемников на требуемом расстоянии от боеприпаса, в результате чего оптический блок обнаруживает только те цели, которые находятся на заданном расстоянии от боеприпаса, что снижает его универсальность.

Известен оптический дистанционный взрыватель (патент ФРГ PS №2949521, МПК: F42C 13/02, опубл. 21.10.82), состоящий из источника оптического излучения, работающего в пульсирующем режиме, коллимирующей и фокусирующей линз, и фотоприемника.

Фотоприемник установлен таким образом, что ось диаграммы направленности источника оптического излучения пересекает ось диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса, в результате чего дистанционный взрыватель срабатывает только при наличии цели на заданном расстоянии. Излучение от источника проходит через коллимирующую линзу, отражается от поверхности цели и, если она находится на заданном расстоянии от боеприпаса, через фокусирующую линзу попадает на фотоприемник, который преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку.

Недостатком этого устройства являются низкая вероятность обнаружения малогабаритных целей и, в результате, низкая надежность срабатывания по целям такого типа, а также невысокая точность установки заданной дальности срабатывания, поскольку пересечение осей диаграммы направленности источника оптического излучения и диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса обеспечивается только технологически. Кроме этого, данное устройство имеет недостаточную защищенность от оптических помех.

Задачей изобретения является создание компактного, надежного и универсального устройства, обеспечивающего определение с высокой точностью момента достижения боеприпасом заданного расстоянии до цели, имеющего требуемую степень надежности по защищенности от оптических помех.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное устройство для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели, согласно изобретению, содержит два и более приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит электронный блок, импульсный источник оптического излучения, и фотоприемник, соединенные с электронным блоком, при этом оптические оси импульсного источника оптического излучения и фотоприемника, образующих приемоизлучающий канал, направлены под углом ≤90° к продольной оси боеприпаса по направлению движения и расположены со смешением друг относительно друга, преимущественно параллельно или практически параллельно, причем расстояние между оптическими осями излучателя и фотоприемника выбрано из условия l≥(du+dn)/2, где du и dn - наибольшие диаметры излучателя и фотоприемника соответственно, при этом приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси боеприпаса, причем угол в радиальном направлении между осями излучателей смежных приемоизлучающих каналов выбран таким образом, что световые пучки излучателей не пересекаются между собой, при этом расстояние между лучами от соседних излучающих каналов на требуемой дистанции детектирования цели равно/примерно равно минимальному размеру цели.

В варианте исполнения, необходимое количество излучателей в устройстве для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели определено из соотношения: n≥2π/(α+b/R), где n - количество излучателей, α - угол расхождения пучка излучения, b - минимальный размер цели, R - требуемая дистанция детектирования цели.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является создание устройства, обеспечивающего определение с высокой точностью момента достижения боеприпасом заданного расстоянии до цели, имеющего повышенную защищенность от оптических помех, уменьшенные габаритно-весовые характеристики и энергопотребление.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели, включающем электронный блок источник оптического излучения и фотоприемник, в качестве источника оптического излучения применен импульсный лазерный диод, а в электронном блоке для обработки отраженного сигнала применен алгоритм реализующий время - импульсный метод анализа дистанции до цели. Излученные световые импульсы отражаются от поверхности цели и регистрируются фотоприемником с последующим анализом электронным блоком. Регистрацию отраженного сигнала осуществляют через временной интервал, определяющий дистанцию идентификации цели: с момента излучения светового импульса до открытия временного окна, продолжительностью которого задают погрешность определения дистанции.

Заявляемое устройство не требует настройки в процессе производства, позволяет менять дистанцию идентификации цели непосредственно перед боевым применением боеприпаса.

Изменение дистанции обнаружения цели осуществляется изменением установок в электронном блоке, что делает предлагаемое устройство более универсальным по сравнению с прототипом.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлено схематическое изображение поперечного сечения устройства для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели.

Устройство для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели включает как минимум два приемоизлучающих канала, состоящих из источника оптического излучения 1 и фотоприемника 2, соединенных с электронным блоком 3, установленных в корпусе 4.

Устройство для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели работает следующим образом.

Световые импульсы от источника излучения 1 выводятся наружу корпуса 4 в сторону возможной цели. При наличии цели излучение отражается от ее поверхности и регистрируется фотоприемником 2. Далее электронный блок 3 анализирует принятый сигнал на соответствие величины t - временного интервала, отсчитываемого с момента излучения импульса до момента регистрации сигнала, заданной временной установке Т. Величина временной установки Т вводится перед боевым применением боеприпаса в электронный блок 3 и равна времени прохождения светового импульса от боеприпаса до цели и обратно в момент соответствия расстояния между боеприпасом и целью требуемой дистанции детектирования, т.е. Т=2R/c, где с - скорость света, R - требуемая дистанция детектирования цели.

При выполнении условия t=Т, с заданной точностью, электронный блок определяет принятый сигнал как «рабочий» и выдает сигнал идентификации цели.

Необходимое количество зондирующих оптических пучков в устройстве для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели определяется характерным размером предполагаемых целей и дистанцией идентификации цели из соотношения: n≥2π/(α+b/R), где: n - количество зондирующих оптических пучков, α - угол расхождения светового пучка, b - минимальный размер цели, R - требуемая дистанция детектирования цели.

Использование предложенного технического решения позволит повысить поражающие характеристики боеприпаса путем увеличения массы взрывчатого вещества за счет уменьшения габаритных параметров устройство для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели, увеличить количество зондирующих оптических пучков, и, следовательно, повысить эффективность и надежность устройства при увеличении дистанции обнаружения цели. Устройство для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели с реализованным предложенным техническим решением не требует настройки в процессе производства, что позволяет упростить его устройство и снизить стоимость изготовления.

1. Устройство для подрыва боеприпаса на заданном расстоянии от цели, характеризующееся тем, что оно содержит два и более приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит электронный блок, импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, соединенные с электронным блоком, при этом оптические оси импульсного источника оптического излучения и фотоприемника, образующих приемоизлучающий канал, направлены под углом к оси боеприпаса по направлению движения и расположены со смещением друг относительно друга, преимущественно параллельно или практически параллельно, причем расстояние между оптическими осями излучателя и фотоприемника выбрано из условия
l≥(du+dn)/2,
где du и dn - наибольшие диаметры излучателя и фотоприемника соответственно,
при этом указанные приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси боеприпаса, причем угол между излучателями смежных приемоизлучающих каналов в радиальном направлении выбран таким образом, что световые пучки излучателей не пересекаются между собой, при этом расстояние между лучами соседних излучающих каналов на требуемой дистанции детектирования цели равно/примерно равно минимальному размеру цели.

2. Устройство для подрыва боеприпаса по п.1, отличающееся тем, что необходимое количество излучателей определено из соотношения:
n≥2π/(α+b/R),
где n - количество излучателей,
α - угол расхождения пучка излучения,
b - минимальный размер цели,
R - требуемая дистанция детектирования цели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для определения оптимального момента подрыва боеприпаса содержит электронный блок и приемоизлучающие каналы, включающие импульсный источник оптического излучения и фотоприемник.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Оптический датчик цели содержит два и более приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит электронный блок, импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, соединенные с электронным блоком.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Сущность изобретения заключается в том, что оптический блок содержит электронный блок и приемоизлучающие каналы, включающие импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, оптические оси которых направлены под углом <90° к продольной оси боеприпаса по направлению движения и расположены со смешением друг относительно друга, преимущественно параллельно или практически параллельно, при этом приемоизлучающие каналы располагают вокруг продольной оси боеприпаса, преимущественно в плоскости, перпендикулярной его продольной оси, и обеспечивают угол в радиальном направлении между осями излучателей смежных приемоизлучающих каналов, при котором световые пучки излучателей не пересекаются между собой и расстояние между лучами от соседних излучающих каналов на требуемой дистанции детектирования цели равно/примерно равно минимальному размеру цели.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Сущность изобретения заключается в том, что датчик цели для реактивных снарядов содержит электронный блок и приемоизлучающие каналы.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Сущность изобретения заключается в том, что оптический дальномер содержит электронный блок и приемоизлучающие каналы.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Сущность изобретения заключается в том, что дальномер для реактивных снарядов содержит электронный блок и приемоизлучающие каналы.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Оптический блок содержит два приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит электронный блок, импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, соединенные с электронным блоком.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях реактивных боеприпасов для определения оптимального момента подрыва боеприпаса.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях реактивных боеприпасов, для определения оптимального момента подрыва боеприпаса.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях реактивных боеприпасов, для определения оптимального момента подрыва боеприпаса.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Оптический блок содержит приемоизлучающие каналы, каждый из которых содержит электронный блок, импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, соединенные с электронным блоком. Оптические оси импульсного источника оптического излучения и фотоприемника, образующие приемоизлучающий канал, направлены под углом ≤90° к продольной оси боеприпаса по направлению движения и расположены со смещением относительно друг друга, преимущественно параллельно или практически параллельно. При этом указанные приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси боеприпаса, угол между излучателями смежных приемоизлучающих каналов в радиальном направлении выбран таким образом, что световые пучки излучателей не пересекаются между собой, а расстояние между лучами соседних излучающих каналов на требуемой дистанции детектирования цели равно/примерно равно минимальному размеру цели. Обеспечивает увеличение вероятности обнаружения малогабаритных целей, обеспечение высокой точности установки заданной дальности срабатывания, повышение защищенности от оптических и малоразмерных помех, снижение габаритно-весовых характеристик. 1 ил.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных снарядов. Оптический блок взрывателя реактивных снарядов содержит два и более приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит электронный блок, импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, соединенные с электронным блоком. Оптические оси импульсного источника оптического излучения и фотоприемника, образующих приемоизлучающий канал, расположены параллельно и направлены по направлению движения под углом <90° к продольной оси взрывателя. Указанные приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси снаряда. Угол между излучателями смежных приемоизлучающих каналов в радиальном направлении выбран таким образом, что световые лучи излучателей не пересекаются между собой. Количество излучателей в оптическом блоке выбрано таким образом, что расстояние между лучами соседних излучающих каналов на заданной дистанции детектирования цели составляет не более величины минимальной цели. В способе реализован время-импульсный метод анализа дистанции для определения расстояния до цели. Техническим результатом изобретения является увеличение вероятности обнаружения малогабаритных целей, обеспечение высокой точности установки заданной дальности срабатывания, повышение защищенности от оптических и малоразмерных помех, снижение габаритно-весовых характеристик. 1 ил.

Изобретение относится к взрывчатым веществам, возбуждаемым когерентным и некогерентным импульсным световым излучением, и может быть использовано в средствах инициирования, в качестве генератора плоских ударных волн, а также в устройствах для обработки металлов энергией взрыва и оптических системах инициирования взрывчатых зарядов. Состав включает, мас.%: светочувствительный комплексный перхлорат металла 60-99,45, оптически прозрачный полимер 0,5-20 и порошок металла 0,05-20%. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности состава к световому импульсу и удельной энергии взрывчатого превращения, а также возможность нанесения его в виде покрытия на материалы сложной формы для обработки их профилированными детонационными волнами, формируемыми инициирующими световыми импульсами. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства оптических детонаторов на основе светочувствительного вещества - азида серебра и может быть использовано для регулирования порога срабатывания оптических детонаторов. В соответствии с предложением на азид серебра воздействуют дозированным оптическим излучением путем предварительной обработки азида серебра оптическим излучением длиной волны 380±10 нм и интенсивностью в пределах 1*1014 квант/см2 до 2*1016 квант/см2 в течение 5-20 мин. После чего проводят инициирование детонатора энергией оптического излучения выше энергии излучения предварительной обработки. Изобретение обеспечивает более управляемую эксплуатацию детонаторов, позволяет повысить устойчивость кристаллов азида серебра по отношению к термическому, радиационному и фоторазложению и обеспечивает сохранение рабочих характеристик при хранении до года и выше без принятия специальных мер по их сохранности. 1 табл.

Изобретение относится к неконтактным взрывателям различных боеприпасов, срабатывающих от воздействия излучения оптического диапазона. Оптический блок неконтактного взрывателя боеприпаса содержит источник оптического излучения, коллимирующую линзу, фокусирующую линзу и фотоприемник. За коллимирующей линзой установлена цилиндрическая линза, а фоточувствительный элемент фотоприемника выполнен в виде матрицы из М≥1 независимых рядов по N≥1 независимых фоточувствительных элементов в каждом ряду, имеющих индивидуальные выходы. Длина матрицы из N элементов, расположенной вдоль экваториальной плоскости боеприпаса, соизмерима с фокусным расстоянием фокусирующей линзы. Технический результат - повышение вероятности обнаружения малоразмерных целей и селекции низколетящих целей на фоне подстилающей поверхности. 3 ил.

Изобретение относится к взрывателям и может быть использовано для дистанционного инициирования взрывного устройства. Неконтактный взрыватель содержит корпус, в полости которого установлен источник тока, блок обработки сигнала, предохранительно-детонирующий механизм, включающий контактный узел и детонатор. Дополнительно введены два передаточных устройства с термовскрывающимися мембранами, электронно-временное устройство взведения и блок самоликвидации. Передаточные устройства своими термовскрывающимися мембранами размещены на наружной поверхности корпуса. Выходные контакты передаточных устройств электропроводами соединены с входными контактами источника тока. Блок обработки сигнала электропроводами соединен с электронно-временным устройством взведения, контактным узлом предохранительно-детонирующего механизма и блоком самоликвидации. Выходные контакты источника тока электропроводами соединены с блоком обработки сигнала. Изобретение позволяет повысить надежность срабатывания. 2 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и касается устройства инициирования. Устройство состоит из блока управления, содержащего источник питания, лазеры, и блока инициирования, содержащего преобразователь энергии лазерного излучения в напряжение и фотоэлектронный ключ. Блок управления состыкован без зазора с блоком инициирования таким образом, что линзы лазеров блока управления установлены соосно с линзами фотопреобразователя и фотоключа, которые оснащены фильтрами со спектром пропускания, соответствующим спектру излучения направленного на них лазера. Кроме того, устройство инициирования снабжено устройством неконтактного включения лазеров, содержащим активирующую часть и исполнительную часть, а блок управления содержит устройство сбора информации с внешних датчиков о состоянии объекта. Технический результат заключается в повышении надежности и упрощении сборки устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения может использоваться в области физики взрыва, методов и средств неконтактного подрыва промышленных взрывчатых веществ (ВВ). Способ включает формирование светового импульса лазерного излучения (ЛИ), подачу сформированного импульса ЛИ на инициируемое светочувствительное ВВ, исходящий от источника ЛИ импульс при помощи коллиматора, разделяют на отдельные, по крайней мере, 4 луча, диаметр которых превышает критический диаметр детонации светочувствительного ВВ. Диаметры ⌀ сформированных коллиматором лучей ЛИ и расстояние x между ними связаны с минимальной энергией Q светового импульса ЛИ, инициирующего детонацию светочувствительного ВВ, и временем t до возбуждения детонации ВВ математической зависимостью t=f(Q, x, ⌀). Сформированные коллиматором лучи ЛИ подают в направлении, перпендикулярном поверхности инициируемого светочувствительного ВВ и симметрично относительно геометрического центра коллиматора. Изобретение обеспечивает минимальный уровень энергии возбуждения детонации с одновременным уменьшением времени до возбуждения детонации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях боеприпасов. Способ приведения в действие инициатора газодинамического импульсного устройства включает обнаружение объекта. Обнаружение осуществляется с помощью датчика, реагирующего на сближение с внешними телами, путем зондирования пространства серией световых импульсов с последующей регистрацией отраженных импульсов. Способ включает также формирование сигнала задействования инициатора при регистрации всех отраженных импульсов текущей серии. Конечный из импульсов регистрируют в предварительно заданном временном интервале, определяющем дистанцию до объекта. Зондирующие световые импульсы излучают, по крайней мере, одной парой разнонаправленных излучателей. Отраженные сигналы регистрируют соответствующим каждому излучателю фотоприемником. Каждый последующий зондирующий импульс серии формируют после регистрации отраженного предыдущего. Формирование сигнала задействования инициатора производят только при регистрации отраженных сигналов текущей серии одного из пары излучателей. Длительность временного интервала, характеризующую погрешность определения дистанции до объекта, задают с учетом длительности переднего фронта светового импульса. Повышается помехоустойчивость, снижается энергопотребление устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх