устройство для прицеливания

Формула изобретения

Устройство для прицеливания, содержащее пульт управления наводчика, блок формирования прицельной марки и сопряженную с его первым входом оптическую формирующую систему, связанную с первым выходом пульта управления наводчика, блок подсветки прицельной марки, первый вход которого соединен с вторым выходом пульта управления наводчика, и источник питания, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные блок изменения яркости прицельной марки, первый вход которого соединен с выходом источника питания, а второй с третьим выходом пульта управления наводчика, фильтр низкой частоты и сумматор, выход которого соединен с вторым входом блока подсветки прицельной марки, последовательно соединенные генератор периодических сигналов, вход которого соединен с четвертым выходом пульта управления наводчика, блок регулировки частоты периодического сигнала, второй вход которого соединен с пятым выходом пульта управления наводчика, блок регулировки амплитуды периодического сигнала, второй вход которого соединен с шестым выходом пульта управления наводчика, а третий вход с вторым выходом блока изменения яркости прицельной марки, блок ограничения, второй вход которого соединен с седьмым выходом пульта управления наводчика, и фильтр периодического сигнала, второй вход которого соединен с вторым выходом блока регулирования частоты периодического сигнала, а выход с вторым входом сумматора, введены также блок выбора и установки светофильтров и последовательно соединенные блок изменения масштаба, вход которого соединен с первым выходом блока регулировки частоты периодического сигнала, привод и блок светофильтров, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно блока подсветки прицельной марки и блока выбора и установки светофильтров, а выход с вторым входом блока формирования прицельной марки.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к средствам повышения точности стрельбы, а более конкретно к устройствам для прицеливания.

Для решения задачи поражения цели при стрельбе из танков, различных боевых машин и артиллерийских установок необходимо прежде всего решать задачу встречи снаряда с целью. В настоящее время эта задача решается путем придания вооружению танка или другой боевой машины такого положения перед выстрелом, которое обеспечило бы совмещение траектории снаряда с целью в момент достижения снарядом цели. Это обеспечивается визирными и прицельными устройствами. От эффективности устройств прицеливания (и визирования) зависит эффективность вооружения, а вместе с тем и эффективность стрельбы в целом.

Известно, например, устройство для прицеливания комплекса вооружения танка Т-62 (см. например, Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62, М. Воениздат МО СССР, 1968, с. 195-210). В этом комплексе при стрельбе в обычных условиях с места по неподвижной цели прицеливание осуществляется путем совмещения центра цели с прицельной маркой, которая в случае необходимости может подсвечиваться, а изменение дальности учитывается перемещением прицельной марки на определенную угловую величину в вертикальной плоскости до выстрела. При этом возникает необходимое угловое рассогласование между прицельной маркой и вооружением (осью канала ствола), что обеспечивает однообразие прицеливания (совмещение центра цели и прицельной марки). Однако этому прицельному устройству свойственны недостатки. При стрельбе в условиях, отличных от обычных (стрельбе с ходу, по движущейся цели, при боковом ветре и т.п.), приходится вводить поправки в положение прицельной марки относительно центра цели или же использовать один из вспомогательных прицельных индексов на шкале боковых поправок. В этом случае нарушается однообразие прицеливания, снижается его точность, а вместе с этим резко падает и эффективность стрельбы.

Известно также устройство для прицеливания (см. например, Танк Т-80Б. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, кн. I, М. Воениздат, 1984, с. 48-64), являющееся прототипом предлагаемого устройства. Оно содержит пульт управления наводчика, блок формирования прицельной марки и сопряженную с его первым входом оптическую формирующую систему, связанную с первым выходом пульта управления наводчика, блок подсветки прицельной марки, первый вход которого соединен со вторым выходом пульта управления наводчика, и источник питания. Это устройство имеет недостатки. При стрельбе управляемой ракетой наводчик вынужден удерживать прицельную марку на цели (на точке прицеливания) продолжительное время. Например, при стрельбе управляемой ракетой на максимальную дальность и попадании в цель наводчик удерживает прицельную марку на цели в течение 10-11 с, а при промахе 17-18 с. Такое прицеливание, несмотря на то, что оно точнее и проще, чем в танке Т-62, вызывает повышенную напряженность наводчика, в частности, его зрительного аппарата, что очень часто приводит к потере цели или прицельной марки (даже при ее подсветке), особенно в условиях действия пыледымовых и световых помех. Кроме того, невозможность изменения яркости прицельной марки и постоянно меняющаяся яркость фона и цели затрудняют обнаружение прицельной марки на пестрых фонах различной яркости. А уменьшение яркости фона и цели (по отношению к яркости прицельной марки) увеличивает степень их экранирования, что приводит к потере цели. Все это существенно снижает эффективность стрельбы управляемой ракетой.

Целью настоящего изобретения является улучшение условий, повышение помехоустойчивости и точности прицеливания.

Цель достигается тем, что в известное устройство введены последовательно соединенные блок изменения яркости прицельной марки, первый вход которого соединен с выходом источника питания, а второй с третьим выходом пульта управления наводчика, фильтр низкой частоты и сумматор, выход которого соединен со вторым входом блока подсветки прицельной марки, последовательно соединенные генератор периодических сигналов, вход которого соединен с четвертым выходом пульта управления наводчика, блок регулировки частоты периодического сигнала, второй вход которого соединен с пятым выходом пульта управления наводчика, блок регулировки амплитуды периодического сигнала, второй вход которого соединен с шестым выходом пульта управления наводчика, а третий вход со вторым выходом блока изменения яркости прицельной марки, блок ограничения, второй вход которого соединен с седьмым выходом пульта управления наводчика, и фильтр периодического сигнала, второй вход которого соединен со вторым выходом блока регулировки частоты периодического сигнала, а выход со вторым входом сумматора, введены также блок выбора и установки светофильтров и последовательно соединенные блок изменения масштаба, вход которого соединен с первым выходом блока регулировки частоты периодического сигнала, привод и блок светофильтров, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно блока подсветки прицельной марки и блока выбора и установки светофильтров, а выход со вторым входом блока формирования прицельной марки.

На чертеже показано взаимное расположение и связи элементов предлагаемого устройства для прицеливания. Новые элементы и связи показаны пунктиром. Сплошными линиями показаны элементы и связи, реализующие прототип. На рисунке приняты следующие обозначения: 1 блок регулировки частоты периодического сигнала (БРЧПС); 2 блок регулировки амплитуды периодического сигнала (БРАПС); 3 источник питания (ИП); 4 генератор периодических сигналов (ГПС); 5 блок ограничения (БО); 6 фильтр периодического сигнала (ФПС); 7 - блок изменения яркости прицельной марки (БИЯ ПМ); 8 блок изменения масштаба (БИМ); 9 блок подсветки прицельной марки (БППС); 10 сумматор (С); 11 - фильтр низкой частоты (ФНЧ); 12 привод (П); 13 блок светофильтров (БСФ); 14 блок выбора и установки светофильтров (БУС); 15 наводчик (Н); 16 блок формирования прицельной марки (БФПМ); 17 оптическая формирующая система (ОФС); 18 цель (Ц); 19 пульт управления наводчика (ПУН).

Блоки 3, 9, 16, 17 и 19 являются штатными элементами прототипа и используются в предлагаемом техническом решении без каких-либо конструктивных изменений. Конструктивное исполнение блоков 1-6, 8 и 11 широко известно в научно-технической литературе и технике (см. например, Корнеев В.В. и др. Электроавтоматика и электрооборудование танков, ч. I, М. ВАБТВ, 1964, с. 19-104, 191-220; Энциклопедия кибернетики, т. I, Киев, 1975, с. 254-256).

Фильтры 6 и 11 осуществляют электрическую фильтрацию сигнала подсветки. Оба они низкочастотные. Но если фильтр 6 настраивается на частоту периодического сигала (эта частота не превышает 10 Гц), то фильтр 11 осуществляет фильтрацию постоянного сигнала источника питания 3 (блок изменения яркости прицельной марки 7 изменяет сигнал только до начала прицеливания, а в процессе прицеливания сигнал остается практически постоянным). Подобные фильтры широко распространены в системах боевых машин (см. например, Белоновский А. С. и др. Электроавтоматика и электрооборудование танков, ч. II, М. ВАБТВ, 1963 г. с. 6-12).

С помощью блока светофильтров 13 производится оптическая фильтрация сигнала подсветки путем его пропускания (уже в оптической форме) через блок светофильтров. При этом оптические фильтры могут быть основаны на принципах поглощения, отражения и др. (см. например, Лазарев Л.П. Инфракрасные и световые приборы самонаведения и наведения летательных аппаратов, М. Машиностроение, 1966, с. 241-247), а фильтрующий слой может быть нанесен как на оптические элементы, стекло, так и на целлофановую пленку (см. там же). В связи с этим, и конструктивное их исполнение может быть различным: либо на пленочной ленте, либо на стеклянном диске (могут быть и другие варианты). Привод 12 в этом случае обеспечивает перемещение либо пленки в луче подсветки, либо вращение стеклянного диска (см. например, Конструирование приборов, кн. 2, под ред. профессора О.Ф. Тищенко. М. "Машиностроение", 1987, с. 170-192).

Блоки 13 и 14 конструктивно, как правило, выполняются совместно. На чертеже показаны раздельно, чтобы подчеркнуть различные функций установки светофильтра и его движения. Конкретные механизмы для выполнения этих функций известны (см. там же, с. 182-198). Работает предлагаемое устройство для прицеливания следующим образом. Наводчик 15, включив систему управления огнем (в том числе блоки 1-5, 7, 9, 12, 16 и 19), наблюдает через блок формирования прицельной марки 16 и оптическую формирующую систему 17 поле боя, ведет разведку целей и выбирает определенную из них (цель 18) для поражения. Затем с помощью пульта управления наводчика 19 и оптической формирующей системы 17 совмещает точку прицеливания на цели с прицельной маркой, сформированной в блоке 16. В прототипе прицельная марка нанесена на стеклянной пластинке в форме угольника, с вершиной которого и совмещается точка прицеливания при прицеливании (см. например, Котовский В.И. и др. Курс вооружения танков, М. ВАБТВ, 1957, с. 340). При этом сигнал управления оптической формирующей системой снимается с первого выхода пульта управления наводчика 19, а с его выходов 2-7 снимаются сигналы управления блоками соответственно 9, 7, 4, 1, 2 и 5. Изменение яркости подсветки прицельной марки достигается за счет изменения напряжения подсветки, для чего в цепь питания лампы подсветки включается регулируемое сопротивление, установленное в блоке 7 предлагаемого устройства. В дальнейшем (в процессе всего прицеливания по одной цели) сигнал на выходе блока 7 остается потоянным. Со второго выхода блока 7 снимается сигнал, пропорциональный уровню напряжения подсветки, установленному при регулировке на его втором входе. Подача этого сигнала на третий вход блока 2 обеспечивает установку верхнего уровня изменения амплитуды периодического сигнала. Для получения переменной составляющей сигнала подсветки используется блок 4 (генератор периодических сигналов). При этом его параметры устанавливаются с помощью блоков 1, 2 и 5, поскольку для различных наводчиков они различны. Одновременно с установкой оптимальной частоты в блоке 1, благодаря связи второго выхода блока 1 со вторым входом блока 6, такая же частота устанавливается и в блоке 6. То есть фильтр 6 настраивается на частоту изменения яркости прицельной марки. Благодаря этому происходит электрическая фильтрация сигнала подсветки путем исключения из него высокочастотной составляющей, размывающей изображение прицельной марки (ПМ). При необходимости фильтр низкой частоты 11 перестраивается наводчиком вручную. В сумматоре 10 происходит суммирование периодического сигнала с блока 6 и постоянного с блока 11 (в электрической форме). С помощью блока 13 наводчик добивается максимального контраста ПМ с фоном. При этом, учитывая сложность фона, добивается этого для его различных участков с помощью (если это необходимо) нескольких (n) светофильтров, устанавливаемых и выбираемых с помощью блока 14 (как правило, вручную). Таким образом, путем подачи на второй вход, а затем пропускания через блок светофильтров 13 сигнала (луча подсветки) происходит его оптическая фильтрация. При этом за один период (точнее, за время видимого состояния прицельной марки) смена светофильтров должна происходить n-раз, чтобы гарантировать за один период изменения сигнала подсветки хотя бы на короткое время хороший контраст прицельной марки. Поэтому частота изменения цвета подсветки (оптического сигнала, луча) определяется выражением f_ц nf_я, где f_ц частота изменения цвета подсветки прицельной марки, n количество цветов (светофильтров), выбранных для подсветки прицельной марки, f_я частота изменения яркости прицельной марки. При выборе цвета светофильтров и их количества следует исходить из преобладающих цветов фона и целей. Например, при темных фонах и целях цвет сигнала подсветки должен быть светлым (желтым, оранжевым и др.), а при светлых наоборот. От правильного выбора зависит контраст прицельной марки и фона (цели). Кроме того, количество цветов (светофильтров) выбранных для подсветки, зависит от частоты изменения яркости прицельной марки. Чем выше частота f_я, тем меньшим должно быть количество выбранных цветов (светофильтров). То есть частота смены цветов (светофильтров) не должна превышать порога различимости. Окончательная регулировка производится с помощью блока изменения масштаба 8 (с учетом информации, подаваемой на его вход с первого выхода блока 1).

Определяя режим подсветки (яркость, цвет, частоту, амплитуду), наводчик, с одной стороны, исходит из соображения уверенного наблюдения за целью и исключения мешающего действия подсветки прицельной марки на видимость цели, а с другой учитывает необходимость постоянного знания наводчиком места положения прицельной марки.

С помощью пульта управления наводчика 19 и оптической формирующей системы 17 наводчик как можно точнее совмещает прицельную марку (путем подачи сигнала с первого выхода блока 19 на вход блока 17), сформированную в блоке 16, с центром цели 18 и при необходимости уточняет режим подсветки. Если нет необходимости в изменении цвета прицельной марки наводчик вручную выключает привод 12. Убедившись в правильности прицеливания, наводчик нажимает на пульте 19 кнопку стрельбы и производит выстрел. Если стрельба ведется управляемой ракетой, то после выстрела наводчик продолжает удерживать прицельную марку на точке прицеливания до попадания управляемой ракеты в цель.

Все предложенные средства и связи могут быть выполнены на стандартных элементах и выпускаются серийно промышленностью в широком ассортименте. Поэтому реализация изобретения не вызывает затруднений и конструктивных изменений в штатном оборудовании существующих прицельных устройств.

Введение новых элементов и связей позволило в существенной степени устранить ранее отмеченные недостатки и достичь положительного эффекта: обеспечить периодическое изменение яркости прицельной марки в процессе самого прицеливания, что облегчает ее обнаружение на пестрых фонах различной яркости. А изменение яркости прицельной марки по определенному закону, например по синусоидальному, облегчает наводчику, с одной стороны, слежение за ней (благодаря адаптации), а с другой уменьшает степень экранирования ею изображения цели (в моменты уменьшения яркости). Регулируя и амплитуду, и частоту изменения яркости наводчик может выбрать оптимальный для себя с учетом реальных условий режим изменения яркости прицельной марки. С помощью фильтров 6 и 7 (низких частот) достигается возможность снять с сигнала подсветки высокочастотные помехи и обеспечить его фильтрацию на оптимальных (для наводчика) частотах, а с помощью блока светофильтров 13 обеспечить оптимальный контраст прицельной марки с фоном, целью и местностью. Все это позволило в значительной степени повысить помехоустойчивость и точность в процессе прицеливания в условиях действия электрических и световых помех, а вместе с этим и эффективность стрельбы (на 10-20%), особенно при стрельбе управляемыми ракетами.