Оптический блок для обнаружения цели

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях различных боеприпасов. Оптический блок для обнаружения цели содержит последовательно установленные по ходу излучения источник оптического излучения, светоделитель, выполненный в виде двух неюстируемых плоских отражающих зеркал, коллимирующую линзу, фокусирующую линзу, светофильтр и фотоприемники. Коллимирующая линза установлена на выходе оптического излучения оптического блока для защиты от воздействия внешней окружающей среды. Изобретения позволяет уменьшить габаритные размеры, упростить конструкцию и повысить надежность устройства. 3 ил.

 

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях различных боеприпасов.

Известен оптический дистанционный взрыватель (патент ФРГ №2949521, приоритет от 21.10.1982, МПК F42C 13/02), состоящий из источника оптического излучения, 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 источника проходит через коллимирующую линзу, отражается от поверхности цели и, если она находится на заданном расстоянии от боеприпаса, отраженное излучение через фокусирующую линзу попадает на фотоприемник, который преобразует оптический сигнал в электрический для его дальнейшей обработки.

Недостатком известного устройства является низкая вероятность обнаружения малогабаритных целей, недостаточная защищенность от оптических помех и невысокая точность задания дистанции обнаружения цели.

Известен оптический блок для обнаружения цели (патент RU №2151372, приоритет от 26.06.1998. Оптический блок для обнаружения цели. Авторы Балашова П.Ю., Дуньковича С.С., Ивонина А.Н., Фомина М.Р., МПК7: F42C 13/02, опубл. 20.06.2000, бюл. №17), включающий источник оптического излучения, коллимирующую линзу, систему светоделения, размещенную за коллимирующей линзой, защитное стекло и фокусирующую линзу, светофильтр и фотоприемники.

Система светоделения выполнена в виде, по крайней мере, двух плоских отражающих зеркал, установленных с возможностью углового перемещения в пространстве (юстировки) независимо друг от друга. Излучение источника проходит через коллимирующую линзу, системой светоделения делится на два пучка, каждый из которых юстируемым зеркалом системы светоделения направляется таким образом, что ось его диаграммы направленности пересекает ось диаграммы чувствительности соответствующего фотоприемника на требуемом расстоянии. Далее оптическое излучение проходит через защитное стекло, отражается от поверхности цели и, если она находится на заданном расстоянии от боеприпаса, отраженное излучение через фокусирующую линзу и светофильтр попадает на фотоприемники, которые преобразуют оптический сигнал в электрический для его дальнейшей обработки.

Данное устройство является наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому устройству.

Недостатком известного устройства является его относительно большая длина, которая, в частности, определяется величиной фокусного расстояния коллимирующей линзы. Также недостатком является относительная сложность конструкции, обусловленная наличием в системе светоделения зеркал, требующих юстировки. Это не только увеличивает длину блока, но и усложняет его конструкцию и, соответственно, увеличивает трудоемкость изготовления и снижает надежность устройства.

Задачей изобретения является создание компактного и надежного оптического блока для обнаружения цели.

Технические результаты, на достижение которых направлено заявляемое изобретение, заключаются в уменьшении габаритных размеров, упрощении конструкции и повышении надежности устройства.

Данные технические результаты достигаются тем, что в оптическом блоке для обнаружения цели, содержащем источник оптического излучения, коллимирующую линзу, светоделитель, выполненный в виде двух плоских отражающих зеркал, фокусирующую линзу, светофильтр и фотоприемники, новым является то, что светоделитель расположен между источником оптического излучения и коллимирующей линзой, при этом коллимирующая линза установлена на выходе оптического излучения из оптического блока для обнаружения цели.

Установка светоделителя между коллимирующей линзой и источником оптического излучения позволяет их максимально сблизить и укоротить общую длину оптического блока для обнаружения цели. Кроме того, установка коллимирующей линзы на месте выхода оптического излучения из оптического блока для обнаружения цели позволяет использовать ее и в качестве защитного стекла. Также, при подобном расположении элементов оптического блока для обнаружения цели, изменение угла наклона пучка зондирующего излучения после коллимирующей линзы значительно меньше зависит от изменения угла наклона зеркала светоделителя, чем в наиболее близком аналоге, где на светоделитель падает уже коллимированный пучок, что позволяет выполнить зеркала светоделителя неюстируемыми. Все указанное в совокупности позволяет уменьшить габаритные размеры, упрощает конструкцию устройства и повышает надежность. При этом установка заданной дистанции обнаружения цели может обеспечиваться регулировкой чувствительности фотоприемников оптического блока.

Оптическая схема оптического блока для обнаружения цели представлена на фиг. 1. На фиг. 2 представлен светоделитель (вид А), на фиг. 3 - оптическая схема приемного канала оптического блока для обнаружения цели (вид Б).

Оптический блок для обнаружения цели (фиг. 1) содержит последовательно установленные по ходу оптического излучения источник 1 оптического излучения, светоделитель 2, коллимирующую линзу 3, фокусирующую линзу 4, светофильтр 5 и фотоприемники 6.

Светоделитель 2 выполнен в виде двух неюстируемых плоских отражающих зеркал (фиг. 2).

Коллимирующая линза 3 установлена на выходе оптического излучения оптического блока для защиты от воздействия внешней окружающей среды (для исключения проникновения влаги и пыли внутрь устройства), т.е. выполняет функцию защитного стекла.

Фокусирующая линза 4, светофильтр 5 и фотоприемники 6 образуют приемный канал оптического блока для обнаружения цели (фиг. 3).

В качестве источника оптического излучения 1 может быть использован полупроводниковый лазер КЭМ-1-4, имеющий длину волны излучения (0,85-0,91) мкм, мощность оптических импульсов (8-12) Вт, длительность оптических импульсов по уровню 0,5-(40-100) нс. В качестве фотоприемников могут быть использованы фотоприемные модули КЭМ-2В. Перед фотоприемниками установлен светофильтр с полосой пропускания ~(0,85-0,91) мкм.

Оптический блок для обнаружения цели работает следующим образом. Оптическое излучение источника 1 делится светоделителем 2 на два пучка, которые попадают на коллимирующую линзу 3, которая одновременно выполняет функцию защитного стекла. Коллимирующая линза 3 формирует два коллимированных пучка зондирующего излучения, каждый из которых направлен таким образом, что ось его диаграммы направленности пересекает ось диаграммы чувствительности, сформированной фокусирующей линзой 4 и соответствующим фотоприемником 6, на требуемом расстоянии. Каждому пучку соответствует свое зеркало светоделителя 2, свой фотоприемник 6 и, соответственно, своя диаграмма чувствительности.

При наличии цели на дистанции обнаружения оптическое излучение отражается от поверхности цели и через фокусирующую линзу 4 и светофильтр 5 попадает на соответствующий фотоприемник 6, который преобразует оптический сигнал в электрический для его дальнейшей обработки.

Оптический блок для обнаружения цели может быть выполнен многоканальным, то есть включать в себя несколько приемопередающих каналов, выполненных по оптической схеме, приведенной на фиг. 1.

Количество приемопередающих каналов (зондирующих оптических пучков и, соответственно, фотоприемников) выбирается исходя из калибра боеприпаса, характерного размера предполагаемых целей и требуемой дальности действия блока оптического.

Зондирующие лазерные пучки выводятся наружу в направлении "вперед и вбок" относительно направления движения боеприпаса. Углы между осями диаграмм направленности зондирующих пучков (и, соответственно, приемных диаграмм чувствительности фотоприемников) устанавливаются исходя из количества этих диаграмм.

Авторами разработан и изготовлен макет оптического блока для обнаружения цели (в калибре 71 мм). Он содержит шесть приемопередающих каналов и, соответственно, формирует двенадцать диаграмм чувствительности. Дистанция обнаружения цели - 1,2 метра. Каждый приемопередающий канал макета реализует оптическую схему, приведенную на фиг. 1.

Исследования, проведенные с макетом, доказали его работоспособность и продемонстрировали возможность достижения заявленных технических результатов. Макет оптического блока для обнаружения цели обеспечивает идентификацию цели на расстоянии до 1,2 м с необходимой точностью. При этом длина макета оптического блока для обнаружения цели составила 51 мм, что на ~12% короче, чем длина наиболее близкого аналога, изготовленного в том же калибре (71 мм), с тем же количеством приемопередающих каналов (шесть) и настроенного на ту же дистанцию обнаружения цели (1,2 м).

Оптический блок для обнаружения цели, содержащий источник оптического излучения, коллимирующую линзу, светоделитель, выполненный в виде двух плоских отражающих зеркал, фокусирующую линзу, светофильтр и фотоприемники, отличающийся тем, что светоделитель расположен по ходу оптического излучения между источником оптического излучения и коллимирующей линзой, при этом коллимирующая линза установлена на выходе оптического излучения из оптического блока для обнаружения цели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к инициированию зарядов взрывчатых веществ (ВВ). Устройство содержит инициируемое светочувствительное ВВ, источник света с источником питания, при этом светочувствительное ВВ соединено с источником света оптическим жгутом, а в качестве источника света использован лазерный диод, подключенный к источнику питания через управляемый электронный ключ со стабилизацией тока.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях боеприпасов. Способ приведения в действие инициатора газодинамического импульсного устройства включает обнаружение объекта.

Способ инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения может использоваться в области физики взрыва, методов и средств неконтактного подрыва промышленных взрывчатых веществ (ВВ).

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.

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.

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.
Изобретение относится к области технологии производства оптических детонаторов на основе светочувствительного вещества - азида серебра и может быть использовано для регулирования порога срабатывания оптических детонаторов.

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.

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.

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.

Изобретение относится к вооружению и касается систем огневого поражения воздушных объектов зенитными артиллерийскими комплексами (ЗАК). Поражение малогабаритного летательного аппарата (МГЛА) заключается в поиске, обнаружении и сопровождении зенитно-артиллерийским комплексом (ЗАК), наведении ЗАК в направление прицеливания с учетом параметров полета МГЛА и характеристик ЗАК. При этом передают параметры полета МГЛА на неконтактный оптический взрыватель зенитного боеприпаса (ЗБП) ЗАК, подсвечивают МГЛА лазерным излучением, после чего осуществляют ЗАК выстрел ЗБП. Неконтактным оптическим взрывателем ЗБП по принимаемому отраженному лазерному излучению измеряют угол места и азимут МГЛА и определяют угломестную составляющую скорости сближения ЗБП и МГЛА. Затем вычисляют значение оптимального угла места МГЛА подрыва ЗБП, при достижении которого осуществляют направленный подрыв ЗБП в направлении текущего азимута МГЛА. Достигается повышение эффективности поражения малогабаритных летательных аппаратов. 2 ил.
Наверх