способ контроля параметров сигнала луча управления системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах в процессе управления летательным аппаратом и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ контроля параметров сигнала луча управления системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах в процессе управления летательным аппаратом, включающий регистрацию сигнала, выделение координат и оценку параметров сигнала, отличающийся тем, что дополнительно формируют контрольный луч путем отбора с полного сечения лазерного луча, сформированного прицелом системы телеориентирования, нормированной доли мощности с предварительно установленным значением К этой доли, при этом регистрируют сигнал контрольного луча, информационные параметры сигнала луча управления оценивают как идентичные параметрам сигнала контрольного луча, а мощность луча управления оценивают как отношение измеренного значения мощности сигнала контрольного луча к значению К.

2. Устройство контроля параметров сигнала луча управления системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах в процессе управления летательным аппаратом, включающее светофильтры, фотоприемник и соединенный с его выходом электронный блок измерения параметров сигнала, отличающееся тем, что в него введена оптическая насадка, содержащая корпусную деталь с входным отверстием, первым и вторым выходными отверстиями, плоскопараллельную пластину, выполненную из оптического материала, обладающую свойствами пропускания и отражения лазерного излучения и перекрывающую первое выходное отверстие, и кассетницу для установки светофильтров, размещенную между плоскопараллельной пластиной и вторым выходным отверстием, при этом корпусная деталь в районе входного и второго выходного отверстий оборудована посадочными местами для установки оптической насадки на прицел и крепления к ней фотоприемника, обеспечивающими пересечение оптических осей объективов информационного канала прицела и фотоприемника на поверхности плоскопараллельной пластины, расположенной перпендикулярно плоскости, образованной этими осями, и образующей с каждой из них равные по величине углы.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к средствам контроля прицел-приборов наведения (прицелов) управляемого вооружения, предназначенных для создания оптического луча управления летательным аппаратом и использующих лазеры в качестве источников излучения, в частности прицелов системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах.

Контроль параметров прицела системы телеориентирования, например, таких как мощность выходного сигнала (луча управления), корректность формирования координат и др., является сложной технической задачей, требующей специального технологического оборудования, обеспечивающего требуемые точностные параметры контроля. Контроль параметров прицела таким оборудованием производится в условиях производства прибора или на базах хранения. Однако актуальным является и обеспечение контроля основных характеристик прицела в процессе его эксплуатации - при управлении летательным аппаратом - с целью своевременного выявления его возможных отказов. Использование технологического оборудования контроля в полевых условиях эксплуатации прицелов невозможно не только в силу отсутствия его мобильности, но и вследствие того, что оно является потребителем всего выходного сигнала луча управления прицела, что лишает прицел при производстве контроля возможности управлять летательным аппаратом.

Известен способ контроля прицелов (см., например, /1/), реализованный в устройстве, которое содержит приемник, включающий объектив и фотоприемник (фотодиод) и электронный блок измерения параметров сигнала (индикаторное устройство), аналогичный бортовой аппаратуре, входящей в состав объекта управления. Для контроля характеристик прицела устройство располагают перед прицелом, ориентируя его на прицел, при этом входной зрачок приемника выполняет функции диафрагмы. Задавая устройству линейные отклонения устанавливают заданные рассогласования между оптической осью устройства и линией визирования проверяемого прицела. О работоспособности прицела судят по характеру сигналов на выходе электронного блока измерения параметров сигнала, в частности по величине координат при совмещении оптической оси устройства и линии визирования прицела. Данные способ и устройство рассматриваются в качестве аналогов предлагаемому изобретению.

Известен способ контроля /2/ параметров прицела системы теле ориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах путем излучения через диафрагму с отверстием в перекрестии, которую устанавливают в фокальной плоскости объектива, подсвечивают прямым источником света и производят совмещение перекрестия сетки прицельной марки прицела с перекрестием диафрагмы с последующим снятием сигнала излучения регистрирующим устройством, которым сигнал преобразуют в координаты, после этого оценивают параметры прицела, при этом в нем перед совмещением перекрестия сетки прицельной марки с перекрестием диафрагмы и регистрацией сигнала регистрирующим устройством с преобразованием его в координаты перекрестие диафрагмы подсвечивают в закрытом объеме рассеянным светом, а отверстие фотоприемного устройства защищают от засветки.

Известно устройство /3/ контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах, содержащее объектив и установленную в его фокальной плоскости диафрагму, фотоприемник и электронный блок измерения параметров сигнала, а диафрагма выполнена в виде перекрестия из двух вертикальной и горизонтальной щелей, центр которых расположен на оптической оси объектива, за диафрагмой установлен светоделитель, на оптически сопряженных осях которого расположен источник света и фотоприемник, а перед объективом в отверстиях, выполненных в непрозрачной перегородке, установлены светофильтры.

Данные способ /2/ и устройство /3/ выбраны в качестве прототипов.

Недостатком аналогов и прототипов является невозможность их использования в штатном режиме эксплуатации прицела - в процессе управления летательным аппаратом, ввиду того, что в процессе контроля устройство контроля перекрывает луч управления, сформированный прицелом системы телеориентирования.

Задачей изобретения является разработка способа контроля параметров прицела и создание устройства для его осуществления, обеспечивающих контроль параметров сигнала луча управления в процессе управления летательным аппаратом.

Поставленная задача достигается тем, что в способе контроля параметров сигнала луча управления системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах в процессе управления летательным аппаратом, включающем регистрацию сигнала, выделение координат и оценку параметров сигнала, дополнительно формируют контрольный луч путем отбора с полного сечения лазерного луча, сформированного прицелом системы телеориентирования, нормированной доли мощности с предварительно установленным значением К этой доли, при этом регистрируют сигнал контрольного луча, информационные параметры сигнала луча управления оценивают как идентичные параметрам сигнала контрольного луча, а мощность луча управления оценивают как отношение измеренного значения мощности сигнала контрольного луча к значению К;

предложенный способ реализуется в устройстве, включающем светофильтры, фотоприемник и соединенный с его выходом электронный блок измерения параметров сигнала, в устройство дополнительно введена оптическая насадка, содержащая корпусную деталь с входным отверстием, первым и вторым выходными отверстиями, плоскопараллельную пластину, выполненную из оптического материала, обладающую свойствами пропускания и отражения лазерного излучения и перекрывающую первое выходное отверстие, и кассетницу для установки светофильтров, размещенную между плоскопараллельной пластиной и вторым выходным отверстием, при этом корпусная деталь в районе входного и второго выходного отверстий оборудована посадочными местами для установки оптической насадки на прицел и крепления к ней фотоприемника, обеспечивающими пересечение оптических осей объективов информационного канала прицела и фотоприемника на поверхности плоскопараллельной пластины, расположенной перпендикулярно плоскости, образованной этими осями, и образующей с каждой из них равные по величине углы.

Предложенные способ и устройство его осуществления позволяют оперативно контролировать параметры выходного сигнала прицела (луча управления) в процессе управления летательным аппаратом, правильно оценить его эксплуатационные характеристики в штатном режиме эксплуатации.

Сравнение заявленных способа и устройства его осуществления с другими техническими решениями показывает, что совокупность отличительных признаков, которыми характеризуются заявленные способ и устройство, обеспечивают ему новое качество - обеспечение контроля параметров прицела, в частности, луча управления летательным аппаратом, при его эксплуатации, т.е. в процессе управления летательным аппаратом.

Это обеспечивает соответствие заявленного способа и устройства критериям “изобретательский уровень” и “новизна”.

На чертеже представлена блок-схема устройства, в котором обеспечивается контроль параметров сигнала луча управления системы телеориентирования в процессе управления летательным аппаратом, где:

1 - прицел;

2, 16 - крепежные элементы;

3 - корпусная деталь оптической насадки;

4 - посадочное место под крепление насадки к прицелу;

5 - входное отверстие оптической насадки;

6 - первое выходное отверстие оптической насадки;

7 - плоскопараллельная пластина, выполненная, например, из стекла с просветлением на длине волны лазерного излучения и обладающая коэффициентом пропускания, близким к единице;

8 - оптическая ось объектива информационного канала прицела;

9 - луч информационного канала прицела;

10 - луч управления летательным аппаратом;

11 - летательный аппарат;

12 - оптическая насадка;

13 - контрольный луч;

14 - кассетница со светофильтрами;

15 - второе выходное отверстие оптической насадки;

17 - фотоприемник;

18 - электронный блок измерения параметров сигнала;

19 - оптическая ось фотоприемника;

20 - посадочное место для установки и крепления фотоприемника.

Работа устройства. При подготовке к штатной эксплуатации прицела системы телеориентирования (1) на него устанавливают оптическую насадку (12), используя посадочное место (4) и крепежные элементы (2), чем обеспечивают совмещение объектива информационного канала прицела с входным отверстием (5) корпусной детали (3) оптической насадки. На второе посадочное место (20) корпусной детали оптической насадки устанавливают фотоприемник (17), используя крепежные элементы (16). После включения прицела лазерный луч (9) информационного канала прицела, направленный вдоль оптической оси (8) его объектива, поступает через входное отверстие (5) корпусной детали (3) оптической насадки (12) на плоскопараллельную пластину (7), установленную на первом выходном отверстии (6) корпусной детали (3), без значимых потерь проникает через нее (луч управления (10)) и распространяется в направлении летательного аппарата (11), обеспечивая его управление. При этом поверхность плоскопараллельной пластины, расположенная не перпендикулярно оптической оси объектива информационного канала прицела, например, под углом , равным 45°, отражает незначительную часть мощности сигнала луча информационного канала прицелом, например, не более 1%, образуя контрольный луч (13), который через закрепленные в кассетнице (14) светофильтры, а затем второе выходное отверстие (15) поступает на оптический вход фотоприемника (17), оптическая ось (19) которого совпадает с зеркальным отражением оптической оси объектива информационного канала прицела от поверхности плоскопараллельной пластины. С выхода приемника, преобразующего оптический сигнал контрольного луча в электрический, сигнал подается на электронный блок измерения параметров сигнала (18), обеспечивающий их регистрацию и выделение координат. Светофильтры, устанавливаемые в кассетнице, служат для нормирования доли мощности контрольного луча относительно мощности луча управления, которое осуществляют при настройке устройства в процессе его производства посредством подбора светофильтров с различными коэффициентами пропускания с фиксацией значения К этой доли в выходных документах на прицел.

Оценку параметров прицела, за исключением мощности луча управления, производят по измеренным параметрам контрольного луча (например, текущим значениям выделенных координат по времени) ввиду их идентичности с параметрами луча управления, а мощность сигнала луча управления и практически равную ей мощность сигнала луча информационного канала прицела оценивают как отношение измеренного значения мощности сигнала контрольного луча к значению К.

Экспериментальные исследования устройства подтвердили, что заявленная совокупность признаков обеспечивает надежный контроль параметров сигнала луча управления системы телеориентирования в штатном режиме их эксплуатации ее прицела - в процессе управления летательным аппаратом.

Источники информации

1. Управление машинами при помощи оптического луча. С.Т Цуккерман, А.С Гридин. - Л.: Машиностроение, 1969, с.146.

2. Патент №2183807 RU от 20.06.02 г.

3. Патент №2115878 RU от 20.07.98 г.