Лазерный целеуказатель-дальномер

Изобретение относится к аппаратуре лазерного целеуказания и дальнометрии. Лазерный целеуказатель-дальномер содержит источник первичного питания, лазерный излучатель с лампой накачки, блок управления, блок питания лазерного излучателя, включающий источник заряда емкостного накопителя энергии и источник дежурной дуги для лампы накачки, которые содержат схемы управления, и обратноходовые импульсные преобразователи напряжения, включающие силовые ключи с датчиками тока индуктора, контроллеры преобразователей напряжения с узлами управления амплитудой тока силовых ключей, силовые трансформаторы и высоковольтные выпрямители. Причем схема управления источника дежурной дуги снабжена задатчиком форсированного, с повышенной мощностью, и экономичного, с пониженной мощностью, режимов работы преобразователя напряжения. Задатчик подключен к входу узла управления амплитудой тока силового ключа. Блок управления снабжен каналом управления источником дежурной дуги в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения перед разрядом и после разряда емкостного накопителя энергии на лампу накачки, а также каналом управления источником заряда емкостного накопителя энергии в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения при работе лазерного излучателя на повышенных частотах повторения, подключенным к узлу управления амплитудой тока силового ключа. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности лазерного целеуказателя-дальномера при одновременном уменьшении массы и габаритов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к военной технике, а именно к аппаратуре лазерного целеуказания и дальнометрии.

Известны лазерные целеуказатели-дальномеры (далее - ЛЦД), предназначенные для лазерного подсвета целей и измерения дальности при обслуживании артиллерийской стрельбы высокоточными боеприпасами, оснащенными лазерными головками самонаведения (далее - ЛГСН) [1].

Недостатками известного ЛЦД являются большая масса и габариты, большое потребление от источника первичного питания и возможность обеспечения лазерного подсвета только для артиллерийских боеприпасов с достаточно короткими циклами излучения (до 15 с).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является лазерный целеуказатель-дальномер, описанный в [2]. Указанный ЛЦД обладает меньшими массой и габаритами и обеспечивает возможность лазерного подсвета не только для артиллерийских, но и авиационных боеприпасов. Он содержит источник первичного питания, лазерный излучатель с лампой накачки, блок управления и блок питания лазерного излучателя, который включает источник заряда емкостного накопителя энергии и источник дежурной дуги для лампы накачки, причем последние содержат схему управления и обратноходовой импульсный преобразователь напряжения, включающий силовой ключ с датчиком тока индуктора, контроллер преобразователя напряжения с узлом управления амплитудой тока силового ключа, силовой трансформатор и высоковольтный выпрямитель.

Недостатком известного ЛЦД [2], в котором в качестве источника первичного питания используется аккумуляторная батарея, является повышенное энергопотребление лазерного канала из-за повышенного энергопотребления источника заряда емкостного накопителя энергии (далее - ИЗН) и источника дежурной дуги (далее - ИДД). Это обусловлено тем, что в известном ЛЦД величина энергии, накапливаемой в индукторе ИЗН в каждом периоде тактовой частоты, является фиксированной и устанавливается при регулировке ИЗН так, чтобы последний обеспечивал полный заряд емкостного накопителя энергии за заданное время при минимальном напряжении питания от аккумуляторной батареи, что упрощает схему управления ИЗН. Однако в указанном ИЗН с фиксированной энергией в индукторе тактовая частота существенно растет в течение цикла заряда емкостного накопителя энергии из-за уменьшения длительности обратного хода и при повышенном напряжении питания от аккумуляторной батареи из-за уменьшения длительности прямого хода. Поскольку мгновенная мощность, потребляемая таким ИЗН, пропорциональна тактовой частоте, величина этой мощности значительно изменяется как в течение цикла заряда емкостного накопителя энергии, так и при изменении напряжения питания ИЗН от аккумуляторной батареи. При питании ИЗН известного ЛЦД от аккумуляторной батареи долговременное максимальное рабочее напряжение на входе ИЗН, по крайней мере, в 1,5 раза больше минимального, в силу чего при максимальном напряжении питания пиковый входной ток ИЗН является значительно большим (до двух раз), чем средний ток. Это приводит к тому, что при максимальном рабочем напряжении питания на входе ИЗН амплитуды и эффективные значения импульсных токов в силовых элементах схемы ИЗН оказываются значительно большими, чем они были бы в том же ИЗН при меньшей энергии индуктора, оптимизированной для работы ИЗН при данном повышенном напряжении питания. Это приводит к повышенному тепловыделению и требует увеличения габаритов и массы теплоотвода. При питании от аккумуляторной батареи неравномерность потребления тока ИЗН дополнительно приводит к уменьшению эффективной емкости аккумуляторной батареи: если последняя заряжена, укорочение цикла заряда емкостного накопителя энергии при напряжении питания аккумуляторной батареи, близком к максимальному, приводит к избыточным потерям на внутреннем сопротивлении аккумуляторной батареи, а если аккумуляторная батарея близка к разряду, рост пикового потребляемого тока в конце цикла заряда емкостного накопителя энергии делает недопустимым спад напряжения питания ИЗН, вызванный внутренним сопротивлением аккумуляторной батареи. Оба указанных механизма уменьшения полезной емкости аккумуляторной батареи особенно существенны при работе ЛЦД при отрицательных температурах, когда внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи значительно возрастает. Это значительно снижает число циклов подсвета, которые могут быть отработаны с одной зарядки аккумуляторной батареи, и заставляет применять в известном ЛЦД аккумуляторную батарею с избыточными емкостью, габаритами и массой.

С учетом необходимости работы ЛЦД в режиме подсвета с различными частотами повторения применение в известном ЛЦД ИЗН с фиксированной энергией в индукторе, которая обеспечивает полный заряд емкостного накопителя энергии за время, меньшее периода повторения на максимальной частоте, приводит к неэффективности работы ИЗН при работе ЛЦД с пониженной частотой повторения, а с учетом более длинного цикла подсвета на пониженной частоте повторения снижает количество циклов подсвета, которое может быть обеспечено с одной зарядки аккумуляторной батареи.

Используемый в известном ЛЦД источник дежурной дуги, которая способствует повышению эффективности накачки и увеличению ресурса работы лампы накачки, обеспечивает поддержание в лампе накачки в течение цикла подсвета определенного значения тока дежурной дуги, при этом мощность тока дежурной дуги составляет несколько десятков Вт. При работе ЛЦД на повышенных частотах повторения (например, цикл излучения 20 Гц, 15 с), что используется для наведения артиллерийских боеприпасов с ЛГСН, мощность тока дежурной дуги, в основном, компенсируется экономией мощности накачки ИЗН, обусловленной повышением эффективности основного разряда благодаря дежурной дуге. Однако, при работе ЛЦД на более низких частотах повторения (например, цикл излучения 10 Гц, 100 с), что используется для наведения авиационных боеприпасов с ЛГСН, мощность тока дежурной дуги уже превышает экономию мощности накачки. Избыточная мощность, выделяемая в лампе, приводит к необходимости увеличения массы и габаритов системы охлаждения лазерного излучателя, а при использовании в ЛЦД в качестве источника первичного питания аккумуляторной батареи снижает количество циклов подсвета, которые могут быть обеспечены с одной зарядки аккумуляторной батареи.

Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности лазерного целеуказателя-дальномера при одновременном уменьшении массы и габаритов.

Указанная задача решается за счет того, что в известном лазерном целеуказателе-дальномере, содержащем источник первичного питания, лазерный излучатель с лампой накачки, блок управления и блок питания лазерного излучателя, который включает источник заряда емкостного накопителя энергии и источник дежурной дуги для лампы накачки, причем последние содержат схему управления и обратноходовой импульсный преобразователь напряжения, включающий силовой ключ с датчиком тока индуктора, контроллер преобразователя напряжения с узлом управления амплитудой тока силового ключа, силовой трансформатор и высоковольтный выпрямитель, схема управления источника дежурной дуги для лампы накачки снабжена задатчиком форсированного, с повышенной мощностью, и экономичного, с пониженной мощностью, режимов работы обратноходового импульсного преобразователя напряжения, подключенным к входу узла управления амплитудой тока силового ключа контроллера преобразователя напряжения источника дежурной дуги для лампы накачки, блок управления снабжен каналами управления источником дежурной дуги в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения перед разрядом и после разряда емкостного накопителя энергии на лампу накачки и источником заряда емкостного накопителя в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения при работе лазерного излучателя на повышенных частотах повторения, контроллер преобразователя напряжения источника заряда емкостного накопителя энергии снабжен схемой стабилизации текущей потребляемой от источника первичного питания мощности, входы которой подключены к выходу датчика тока индуктора силового ключа источника заряда емкостного накопителя энергии и напряжению источника первичного питания, а выход - к узлу управления амплитудой тока силового ключа указанного контроллера, при этом задатчик форсированного и экономичного режимов работы обратноходового импульсного преобразователя напряжения подключен к выходам высоковольтного выпрямителя источника дежурной дуги и канала управления источником дежурной дуги в блоке управления, а канал управления источником заряда емкостного накопителя энергии подключен к узлу управления амплитудой тока силового ключа источника заряда емкостного накопителя энергии.

Снабжение схемы управления источника дежурной дуги задатчиком форсированного, с повышенной мощностью, и экономичного, с пониженной мощностью, режимов работы обратноходового импульсного преобразователя напряжения, подключенного к входу узла управления амплитудой тока силового ключа контроллера преобразователя напряжения, снабжение блока управления каналом управления источником дежурной дуги в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения перед разрядом и после разряда емкостного накопителя энергии на лампу накачки и подключение задатчика форсированного и экономичного режимов работы преобразователя напряжения источника дежурной дуги к выходу высоковольтного выпрямителя последнего и к выходу канала управления источником дежурной дуги блока управления обеспечило работу ИДД в экономичном режиме со снижением мощности тока дежурной дуги в четыре раза по сравнению с форсированным режимом практически в течение всего цикла “заряд-разряд” емкостного накопителя энергии ИЗН с включением форсированного режима работы ИДД в следующих фазах цикла “заряд-разряд”:

1) по сигналу быстрого спада напряжения на выходе высоковольтного выпрямителя преобразователя напряжения ИДД вследствие спада напряжения на подключенной к выходу ИДД лампе накачки при ее пробое высоковольтным импульсом поджига на время не более 2 мс с целью надежного зажигания дежурной дуги после пробоя лампы;

2) по команде, формируемой блоком управления в канале управления источником дежурной дуги, в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения источника дежурной дуги на время до 5 мс до начала разряда емкостного накопителя энергии на лампу накачки с целью повышения воспроизводимости разряда и эффективности накачки;

3) по команде, формируемой блоком управления в канале управления источником дежурной дуги, в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения источника дежурной дуги через 1 мс после разряда на время до 1 мс с целью надежного восстановления дежурной дуги после разряда.

Указанный режим работы ИДД обеспечивает, с одной стороны, надежность зажигания и поддержания дежурной дуги в лампе накачки, воспроизводимость разряда и эффективность накачки практически такие же, как и при использовании предельно допустимого режима дежурной дуги с мощностью в несколько десятков Вт, а с другой стороны, уменьшает среднюю мощность дежурной дуги в четыре раза, т.е. до уровня, близкого к минимально необходимому для поддержания дежурной дуги. Это уменьшает общую мощность тепловыделения в конструкции ЛЦД, позволяет уменьшить массу и габариты системы охлаждения лазерного излучателя, уменьшает потребляемую мощность от источника первичного питания, при использовании аккумуляторной батареи увеличивает количество циклов подсвета, которые могут быть наработаны с одной зарядки аккумуляторной батареи, позволяет уменьшить емкость и, соответственно, габариты и массу аккумуляторной батареи, т.е. повышает эксплуатационную надежность ЛЦД при снижении массы и габаритов конструкции.

Та же цель достигается при снабжении контроллера преобразователя напряжения источника заряда емкостного накопителя энергии схемой стабилизации текущей потребляемой от источника первичного питания мощности, входы которой подключены к выходу датчика тока индуктора силового ключа источника заряда емкостного накопителя энергии и напряжению источника первичного питания, а выход - к узлу управления амплитудой тока силового ключа указанного контроллера, а также при снабжении блока управления каналом управления источником заряда емкостного накопителя энергии в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения последнего при работе лазерного излучателя на повышенных частотах повторения, подключенным к узлу управления амплитудой тока силового ключа источника заряда емкостного накопителя энергии. Введение схемы стабилизации текущей мощности позволяет при регулировке ИЗН установить такой уровень ее стабилизации, чтобы длительность цикла заряда емкостного накопителя энергии до максимальной рабочей энергии была максимально допустимой во всем рабочем диапазоне напряжения источника первичного питания и, соответственно, напряжения питания ИЗН. В таком ИЗН потребляемый ток поддерживается на уровне, лишь минимально необходимом для заряда емкостного накопителя энергии в течение заданного времени. Это улучшает использование емкости аккумуляторной батареи, применяемой в качестве источника первичного питания ЛЦД, особенно при отрицательных температурах. Это позволяет использовать для питания ЛЦД аккумуляторную батарею с меньшей емкостью и, соответственно, с меньшими габаритами и массой. Одновременно снижается тепловыделение в ИЗН, что позволяет снизить его габариты и массу, и повышается его надежность.

Снабжение блока управления каналом управления источником заряда емкостного накопителя энергии в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения ИЗН при работе лазерного излучателя на повышенных частотах повторения позволяет реализовать более высокий уровень стабилизации мощности, потребляемой ИЗН, при работе ЛЦД в режиме подсвета для артиллерийских боеприпасов с ЛГСН и более низкий уровень стабилизации мощности при работе ЛЦД в режиме подсвета для авиационных боеприпасов с ЛГСН. В последнем случае увеличивается длительность полного заряда накопителя, т.е. в течение существенно более длинного цикла подсвета снижается ток, потребляемый от источника первичного питания.

Таким образом, совокупность отличительных признаков позволила решить поставленную задачу - повышение эксплуатационной надежности ЛЦД при одновременном снижении массы и габаритов.

Схема стабилизации текущей потребляемой ИЗН мощности может быть выполнена на основе интегрального регулятора, реализующего в линейном приближении обратно пропорциональную зависимость среднего тока, потребляемого силовым ключом преобразователя напряжения источника заряда емкостного накопителя энергии, от напряжения источника первичного питания.

На фиг.1 представлена структурная схема лазерного целеуказателя-дальномера.

На фиг.2 представлена циклограмма совместной работы источника дежурной дуги и блока управления.

На фиг.3 представлена циклограмма совместной работы источника заряда накопителя и блока управления при работе лазерного излучателя на повышенных частотах повторения (20-22) Гц.

На фиг.4 представлена циклограмма совместной работы источника заряда накопителя и блока управления при работе лазерного излучателя на пониженных частотах повторения (10-16) Гц.

ЛЦД включает в свой состав источник первичного питания 1, лазерный излучатель 2 с лампой накачки 3, блок управления 4 и блок питания лазерного излучателя 5. Последний включает в свой состав источник заряда 6 емкостного накопителя энергии 7, источник дежурной дуги 8 для лампы накачки 3, а также разрядный (например, тиристорный) коммутатор 9 со схемой управления разрядом 10, трансформатор поджига 11 лампы накачки 3 с формирователем импульсов поджига 12.

Источник заряда 6 емкостного накопителя энергии включает в свой состав входной фильтр 13, схему управления 14 и обратноходовой импульсный преобразователь напряжения 15, который содержит силовой ключ 16 с датчиком тока индуктора 17, контроллер 18 преобразователя напряжения с узлом 19 управления амплитудой тока силового ключа и схемой стабилизации текущей мощности 20, входы которой подключены к выходу датчика тока индуктора 17 и напряжению источника первичного питания 1 с выхода входного фильтра 13, а выход подключен к входу узла 19 управления амплитудой тока силового ключа 16, силовой трансформатор 21, высоковольтный выпрямитель 22 и выходной фильтр 23, связанный с емкостным накопителем энергии 7. Блок управления 4 снабжен каналом 24 управления источником заряда 6 емкостного накопителя энергии 7 в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения 15 при работе лазерного излучателя 2 на повышенных частотах повторения, который подключен к входу узла 19 управления амплитудой тока силового ключа 16.

Источник дежурной дуги 8 включает в свой состав входной фильтр 25, обратноходовой импульсный преобразователь напряжения 26, который содержит силовой ключ 27 с датчиком тока индуктора 28, контроллер 29 преобразователя напряжения с узлом 30 управления амплитудой тока силового ключа, силовой трансформатор 31, высоковольтный выпрямитель 32, выходной фильтр 33, связанный с лампой накачки 3 через трансформатор поджига 11, а также схему управления 34 с задатчиком 35 форсированного и экономичного режимов работы преобразователя напряжения 26, который подключен к выходу высоковольтного выпрямителя 32. Блок управления 4 снабжен каналом 36 управления источником дежурной дуги 8 в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения 26 перед разрядом и после разряда емкостного накопителя энергии 7 через коммутатор 9 на лампу накачки 3, который подключен к входу задатчика 35 форсированного и экономичного режимов работы преобразователя напряжения 26.

Блок управления 4 имеет:

- выход 37, связанный с контроллером 29 преобразователя напряжения 26 и предназначенный для выдачи управляющего цифрового сигнала 38 «Вкл. ИДД»;

- выход 39, связанный с контроллером 18 преобразователя напряжения 15 и предназначенный для выдачи управляющего цифрового сигнала 40 «Вкл. ИЗН»;

- выход 41, связанный со схемой управления разрядом 10 и предназначенный для выдачи управляющих цифровых сигналов 42 «Разряд».

Выход канала 36 управления источником дежурной дуги 8 в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения 26 перед разрядом и после разряда емкостного накопителя энергии 7 предназначен для выдачи сигналов 43 «Форс. ИДД».

Задатчик 35 форсированного и экономичного режимов работы ИДД 8 предназначен для формирования для узла 30 управления амплитудой тока силового ключа 27 команд на повышение мощности дежурной дуги Pдд, Вт до уровня 44 по спаду напряжения 45 в момент поджига лампы накачки 3 и до уровня 46 до и после подачи сигнала 42 «Разряд». Выход ИДД 8 предназначен для выдачи напряжения Uдд, B, имеющего вид 45 до поджига дежурной дуги, вид 47 после поджига дежурной дуги и вид 48 в момент разряда.

Канал 24 управления источником заряда 6 емкостного накопителя энергии 7 в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения 15 при работе лазерного излучателя 2 на повышенных частотах повторения предназначен для выдачи сигнала 49 «Форс. ИЗН» в узел 19 управления амплитудой тока силового ключа 16. При работе на пониженных частотах повторения выход канала 24 имеет вид 50.

Схема 20 стабилизации текущей мощности предназначена для стабилизации текущей мощности Pвх.ИЗН, потребляемой ИЗН 6 при заряде емкостного накопителя энергии 7 от источника первичного питания 1, которая имеет вид 51 или 52 при работе лазерного излучателя 2, соответственно, на повышенных или пониженных частотах повторения.

При фиксированной энергии в каждом такте заряда емкостного накопителя энергии 7 текущая мощность, потребляемая ИЗН, имела бы вид 53 или 54 при максимальном напряжении питания или вид 55 или 56 при минимальном напряжении питания.

Выход ИЗН 6, связанный с емкостным накопителем энергии 7, предназначен для выдачи напряжения заряда накопителя UЗН, которое имеет вид 57 или 58 при работе ИЗН с форсированием на повышенных частотах повторения и без форсирования на пониженных частотах повторения.

При фиксированной энергии в каждом такте заряда емкостного накопителя энергии 7 напряжение заряда имело бы вид 59 или 60 при максимальном напряжении питания или вид 61 или 62 при минимальном напряжении питания.

Лазерный целеуказатель-дальномер работает следующим образом.

Входное напряжение с источника первичного питания 1 постоянно подано на ИЗН 6 и ИДД 8 и подается на блок управления 4 при включении питания, при этом ИЗН 6 и ИДД 8 исходно обесточены и включаются подачей на контроллеры 29 и 18 сигналов 38, 40, формируемых блоком управления 4. Схемы управления 14 и 34, исходя из внешних управляющих сигналов и сигналов обратных связей, включают и выключают преобразователи напряжения 15 и 26. Схема управления 34, кроме того, управляет тактовой частотой и мощностью преобразователя напряжения 26 посредством задатчика 35 форсированного и экономичного режимов работы. Контроллеры 18 и 29 непосредственно управляют работой силовых транзисторных ключей 16 и 27, а также обеспечивают питание схем управления 14 и 34. В процессе работы преобразователей напряжения 15 и 26, в начале каждого такта преобразования силовые ключи 16 и 27 открываются, возникает нарастающий ток в первичных обмотках силовых трансформаторов 21 и 31, и в их сердечниках накапливается энергия. Накопление этой энергии идет до величины, определяемой заданной амплитудой импульса тока в датчиках тока индуктора 17 и 28. При достижении заданной величины тока контроллеры 18 и 29 закрывают силовые транзисторные ключи 16 и 27, и энергия, накопленная в сердечниках силовых трансформаторов 21 и 31, через их вторичные обмотки, высоковольтные выпрямители 22 и 32 и выходные фильтры 23 и 33 поступает в нагрузки: из ИЗН 6 - в емкостный накопитель энергии 7, из ИДД 8 - на лампу накачки 3 через вторичную обмотку трансформатора поджига 11 и формирователь импульсов поджига 12. Текущая выходная мощность каждого из блоков ИЗН 6 и ИДД 8 равна произведению энергии, поступающей в нагрузку в каждом такте, и тактовой частоты. Текущие значения энергии, в том числе и нулевое, и тактовой частоты, автоматически определяются контроллерами 18 и 29 и схемами управления 14 и 34 под действием внешних управляющих сигналов с блока управления 4 и обратных связей по току индуктора с датчиков тока индуктора 17 и 28 и по выходному напряжению с выхода высоковольтных выпрямителей 22 и 32. Входные фильтры 13 и 25 ослабляют пульсации входного тока импульсных преобразователей напряжения 15 и 26 и подавляют растекание этих пульсаций по корпусу ЛЦД. Последнее относится и к функции выходных фильтров 23 и 33.

Схема управления 14 выключает преобразователь напряжения 15 при достижении выходным напряжением ИЗН 6 (т.е. напряжением на емкостном накопителе энергии 7) заданного значения, установленного при регулировке ЛЦД. Схема стабилизации мощности 20, потребляемой ИЗН 6 от источника первичного питания 1, корректирует амплитуду тока индуктора проинтегрированным сигналом рассогласования фактического и заданного значений потребляемой мощности. Относительное рассогласование этих значений мощности приближенно моделируется разностью сигнала с датчика тока индуктора 17 в силовом ключе 16 и опорного сигнала, линейно убывающего с ростом напряжения питания. При этом осуществляется стабилизация текущего значения потребляемой мощности 51 или 52. При работе ИЗН 6 учитывается наличие на входе узла 19 управления амплитудой тока силового ключа сигнала 49 из блока управления 4, с выхода канала 24 управления источником заряда 6 емкостного накопителя энергии 7 в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения 15, указанный сигнал формируется блоком управления при работе лазерного излучателя 2 на повышенных частотах повторения и сокращает время заряда (до 39 мс max), при этом на пониженных частотах повторения сигнал «Форс. ИЗН» имеет вид 50 (т.е. отсутствует), а время заряда возрастает (до 58 мс max).

При достижении на выходе ИДД 8 заданной величины 45 напряжения холостого хода (800-850 В) схема управления 34 переводит преобразователь напряжения 26 в режим стабилизации напряжения холостого хода, используя обратную связь по напряжению с выхода высоковольтного выпрямителя 32. При появлении на выходе ИДД 8 напряжения холостого хода 45 последнее поступает на формирователь импульсов поджига 12 и через вторичную обмотку трансформатора поджига 11 на лампу накачки 3, при этом формирователь 12, подключенный к первичной обмотке трансформатора 11, формирует совместно с последним высоковольтный импульс напряжения поджига, вызывающий в лампе накачки 3 искровой разряд. ИДД 8 переводит указанный искровой разряд в дуговой разряд и поддерживает в лампе определенный ток дежурной дуги, при этом напряжение на выходе ИДД 8 быстро уменьшается до уровня 47 в несколько десятков вольт, определяемого вольтамперной характеристикой лампы накачки 3. По сигналу быстрого спада напряжения 45 на выходе высоковольтного выпрямителя 32 вследствие спада напряжения на подключенной к выходу ИДД 8 лампе накачки 3 задатчик 35 включает форсированный режим 44 работы ИДД на время не более 2 мс с целью надежного зажигания дежурной дуги после пробоя лампы.

По сигналу 42 «Разряд», поступающему с выхода 41 блока управления 4 в схему управления разрядом 10, происходит срабатывание тиристорного коммутатора 9 через вторичную обмотку трансформатора поджига 11 на лампу накачки 3, что вызывает появление на выходе лазерного излучателя 2 импульса лазерного излучения. При этом блок управления 4 по каналу 36 выдает в задатчик 35 команды 43 на включение форсированного режима 46 работы ИДД 8 на время до 5 мс до подачи сигнала «Разряд» с целью повышения воспроизводимости разряда и эффективности накачки и через 1 мс после разряда емкостного накопителя энергии 7 на время до 1 мс с целью надежного восстановления дежурной дуги после разряда.

Вышеуказанная работа ИЗН 6 и ИДД 8 повторяется с частотой сигналов 42 «Разряд», задаваемой блоком управления 4, т.е. с частотой повторения импульсов лазерного излучения в цикле подсвета.

По результатам проведенных испытаний предлагаемый ЛЦД обеспечил с одной зарядки малогабаритной литий-ионной батареи массой 1,2 кг 140 циклов подсвета (20 Гц, 15 с) или 36 циклов подсвета (10 Гц, 100 с) в нормальных условиях, а при температуре минус 40°C 15 циклов подсвета (20 Гц, 15 с) или 8 циклов подсвета (10 Гц, 100 с). При этом известный ЛЦД при питании от той же батареи не отработал ни одного цикла подсвета при температуре минус 40°C из-за значительной «просадки» напряжения батареи. Снижение массы предлагаемого ЛЦД только за счет применения малогабаритной батареи составило 3,4 кг.

Литература

1. “Лазерный целеуказатель-дальномер 1Д15. Техническое описание 1.040.000 ТО и инструкция по эксплуатации 1.040.000 ИЭ”. Москва, Воениздат, 1987 г.

2. Лазерный целеуказатель-дальномер ЛЦД-3М1. Руководство по эксплуатации, часть 1 ЖГДК.433785.017 РЭ, 2010 г. - прототип.

1. Лазерный целеуказатель-дальномер, содержащий источник первичного питания, лазерный излучатель с лампой накачки, блок управления и блок питания лазерного излучателя, который включает источник заряда емкостного накопителя энергии и источник дежурной дуги для лампы накачки, причем последние содержат схему управления и обратноходовой импульсный преобразователь напряжения, включающий силовой ключ с датчиком тока индуктора, контроллер преобразователя напряжения с узлом управления амплитудой тока силового ключа, силовой трансформатор и высоковольтный выпрямитель, отличающийся тем, что схема управления источника дежурной дуги для лампы накачки снабжена задатчиком форсированного, с повышенной мощностью, и экономичного, с пониженной мощностью, режимов работы обратноходового импульсного преобразователя напряжения, подключенным к входу узла управления амплитудой тока силового ключа контроллера преобразователя напряжения источника дежурной дуги для лампы накачки, блок управления снабжен каналами управления источником дежурной дуги в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения перед разрядом и после разряда емкостного накопителя энергии на лампу накачки и источником заряда емкостного накопителя в части включения форсированного режима работы преобразователя напряжения при работе лазерного излучателя на повышенных частотах повторения, контроллер преобразователя напряжения источника заряда емкостного накопителя энергии снабжен схемой стабилизации текущей потребляемой от источника первичного питания мощности, входы которой подключены к выходу датчика тока индуктора силового ключа источника заряда емкостного накопителя энергии и напряжению источника первичного питания, а выход - к узлу управления амплитудой тока силового ключа указанного контроллера, при этом задатчик форсированного и экономичного режимов работы обратноходового импульсного преобразователя напряжения подключен к выходам высоковольтного выпрямителя источника дежурной дуги и канала управления источником дежурной дуги в блоке управления, а канал управления источником заряда емкостного накопителя энергии подключен к узлу управления амплитудой тока силового ключа источника заряда емкостного накопителя энергии.

2. Лазерный целеуказатель-дальномер по п.1, отличающийся тем, что схема стабилизации текущей мощности выполнена на основе интегрального регулятора, реализующего в линейном приближении обратно пропорциональную зависимость среднего тока, потребляемого силовым ключом обратноходового импульсного преобразователя напряжения источника заряда емкостного накопителя энергии, от напряжения источника первичного питания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к военной технике, а именно к аппаратуре лазерного целеуказания и дальнометрии. Лазерный целеуказатель-дальномер содержит приемопередатчик с выходным зрачком излучающего канала, разъемом питания внешних абонентов, блоком накачки излучающего канала и элементом регулировки энергии накачки, датчиком стартового сигнала, устройством фотоприемным с фотодиодом и формирователем стопового сигнала в виде светодиода, блоком управления с измерителем временных интервалов, формирователем контрольного времени задержки, импульсным генератором питания формирователя стопового сигнала, строб-генератором, узлом опорной частоты, тестер энергии лазерного излучения, включающий фотоприемный блок с входным объективом, оптически сопрягаемым с выходным зрачком излучающего канала, и пульт управления и индикации, тестер частоты, включающий тактовый генератор, блок частотомера с индикаторами соответствия или несоответствия частоты повторения или кодовой последовательности импульсов лазерного излучения нормированным значениям с фотоприемником, оптически сопрягаемым с выходным зрачком излучающего канала.

Изобретение относится к области определения взаимного положения объектов, один из которых служит источником электромагнитного излучения в оптическом диапазоне, а второй - ее измерителем, и может использоваться для создания оптических дальномеров, пеленгаторов и другой оптической аппаратуры аналогичного назначения.

Изобретение относится к области геодезического контроля в дорожно-строительной отрасли. Техническим результатом изобретения является определение достоверных и точных значений геометрических параметров поверхности покрытия автомобильной дороги с помощью наземного лазерного сканера.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам. Способ функционирования рельсового транспортного средства, при котором на участке пути установлена точка движения по инерции, при достижении которой отключают тягу транспортного средства и оно движется по инерции до конца участка пути.

Изобретение относится к области лазерного целеуказания и дальнометрии и касается лазерного целеуказателя-дальномера. Лазерный целеуказатель-дальномер включает в себя приемопередатчик, систему наведения с измерителями горизонтального угла и угла места, треногу, источник питания, блок синхронизации со встроенной спутниковой навигационной системой и электронным измерителем барометрического давления, устройство для ориентирования на местности в виде лазерного гирокомпаса с опорным элементом для установки и фиксации на поворотной платформе системы наведения, оптический визир, а также радиостанцию для взаимодействия с внешними абонентами.

Изобретение относится к измерительной технике, может использоваться в геодезии, строительстве, системах контроля состояния сложных инженерных сооружений для выполнения высокоточных бесконтактных измерений и представляет собой измеритель линейных перемещений, включающий два источника радиосигналов, два приемника радиосигналов, два средства измерения временных интервалов и средство анализа и индикации.

Изобретение относится к способу определения экспозиции склона и может быть использовано для определения экспозиции склона лавинного очага. Сущность: с помощью лазерного дальномера, размещенного в долине, определяют расстояние (L1) до контрольной точки А на склоне, азимут и угол зондирования (β).

Изобретение относится к телевизионной технике. Техническим результатом является повышение точности регулировки направления визирной оси телевизионной системы при сохранении различия в эксплуатационных значениях угловых полей зрения каждой из телекамер путем организации второго лазерного зондирования и формирования совмещенного изображения.

Изобретение относится к телевизионной технике, а именно к аппаратуре прикладного телевидения, используемой в составе систем поиска, обнаружения и сопровождения удаленных объектов.

Изобретение относится к приборам, используемым в горной промышленности для съемки сечения выработанного пространства. .

Изобретение относится к методике измерения расстояния до предмета с использованием стереоскопических изображений. Стереоскопическая камера включает в себя две камеры и блок вычисления, который вычисляет расстояние до предмета на основе изображений, полученных двумя камерами. Блок вычисления включает в себя блок обработки изображения, который ищет соответствующие точки изображений, полученных двумя камерами, и вычисляет два параллакса на основе разностей координат положения у соответствующих точек на изображениях. Блок вычисления значения смещения вычисляет значения смещений параллакса по всем изображениям на основе двух параллаксов. Блок статистической обработки выполняет статистический анализ над распределением значений смещений параллакса и определяет оптимальное значение среди значений смещений параллакса, причем оптимальное значение используется в качестве параметра коррекции. Технический результат - обеспечение коррекции смещения параллакса независимо от формы предмета, момента времени, места и независимо от того, перемещается ли предмет. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области геодезического контроля и может быть использовано для определения координат контрольной точки любых сложных конструкций, используя в качестве геодезической марки любой участок, принадлежащий этим конструкциям. Поставленная задача достигается за счет того, что в способе определения координат контрольной точки объекта с применением наземного лазерного сканера, согласно изобретению, предлагается основанный на использовании пересечения трех аппроксимированных в данные наземного лазерного сканирования геометрических примитивов «плоскость». Для этого при помощи НЛС выполняют сканирование заранее визуально определенного контролируемого элемента конструкции объекта с наличием физического пересечения трех плоскостей, с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 1 до 10 мм и средней квадратической погрешностью аппроксимации геометрических примитивов «плоскость» в соответствии с эксплуатационной документацией (ЭД). Далее на основе пересечения трех геометрических примитивов «плоскость» определяют трехмерные координаты точки геометрического центра образованной фигуры, после чего производят построение цифровой векторной трехмерной (3D) модели точки, в пространстве, далее называемой трехмерной виртуальной маркой. Технический результат - повышение точности измерения координат контрольных точек объекта. 1 ил.

Изобретение относиться к устройствам контроля дальности действия и чувствительности лазерных дальномеров без полевых испытаний и оценки предельных отклонений этих характеристик. Установка может быть испытана с любым лазерным дальномером, в котором дальность определяется по времени прохождения светового импульса от дальномера к наблюдаемому объекту и от объекта к прибору. Установка для бестрассовой проверки лазерного дальномера, содержащая ослабитель мощности лазерных импульсов проверяемого дальномера, устройство формирования стартового импульса, устройство сопряжения, персональный компьютер, источник питания лазерного излучателя, лазерный излучатель, оптическую систему формирования лазерного пучка, систему, обеспечивающую требуемую мощность импульса, приходящего в приемный канал дальномера, оптическую систему сопряжения с приемным каналом дальномера, через которую заводится с помощью оптической системы сетки и куб-призмы прицельная сетка в дальномер, питающаяся от отдельного источника питания. Технический результат - обеспечение измерения дальности действия дальномера, точности измерения дальности и чувствительности. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается, в частности, монтажа блоков остова корабля в судовом плавучем доке. Предложена система управления степенью проведения монтажа в судовом плавучем доке, которая включает в себя: узел наблюдения, включающий в себя датчик осадки, расположенный в доке и измеряющий степень изгибания днища дока, и узел фотографирования, расположенный снаружи дока и измеряющий состояние боковых стенок дока; узел измерения, который размещается в доке и измеряет состояние блоков остова корабля, смонтированных в доке, в реальном времени; узел управления степенью монтажа, который размещается в доке и управляет степенью проведения монтажа в доке, которая изменяется согласно воздействию блоков остова корабля, смонтированных в доке; и контроллер, который анализирует текущую ситуацию дока и текущую ситуацию степени монтажа на основе информации, измеренной посредством узла наблюдения и узла измерения, и управляет узлом управления степенью монтажа, чтобы управлять степенью проведения монтажа в доке согласно результату анализа. Технический результат заключается в повышении эффективности проведения монтажных работ в судовом плавучем доке. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области геодезического контроля и может быть использовано для определения и восстановления положения горизонтальной оси любого сложного инженерного линейного объекта. В заявленном способе определения и восстановления положения горизонтальной оси линейного инженерного объекта по реперам планово-высотного обоснования производят геодезические измерения, в результате чего определяют вышеупомянутую горизонтальную ось и каждый раз, а после ее утраты, восстанавливают от этих же реперов. В данном способе на одном из реперов планово-высотного обоснования устанавливают наземный лазерный сканер (далее - НЛС), создают дополнительную местную сеть планово-высотного обоснования, в которой в качестве реперов используют твердые элементы конструкций линейного инженерного объекта, выполняют сканирование всех конструкций линейного инженерного объекта при помощи НЛС с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 10 мм и средней квадратической погрешностью 2 мм, в результате чего определяют координаты X, Y, Z точек отражения лазерного луча от поверхности всех конструкций линейного инженерного объекта, передают результаты сканирования (скан) в ПЭВМ, с помощью компьютерной программы регистрируют в ней скан и получают цифровую точечную метрическую трехмерную (3D) модель поверхности всех конструкций линейного инженерного объекта. Далее производят обработку данных результатов лазерного сканирования, определяют параметры фильтрации для удаления из облака точек лазерных отражений не подлежащих измерению посторонних объектов, производят их фильтрацию, выполняют привязку скана к заданной системе координат. В этой же программе виртуально моделируют вышеупомянутую горизонтальную ось, автоматически аппроксимируя векторный объект «горизонтальная ось» в данные НЛС и находя точки его соприкосновения с полученными данными НЛС, определяют трехмерные координаты X, Y, Z полученной виртуальной горизонтальной оси, принадлежащей линейному инженерному объекту. Технический результат - повышение точности определения и восстановления положения горизонтальной оси линейного инженерного объекта с применением наземного лазерного сканера. 3 ил.
Наверх