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, а выход с вторым входом блока формирования прицельной марки, и источник питания, отличающееся тем, что в него введены блок изменения яркости прицельной марки, первый вход которого соединен с выходом источника питания, а второй с третьим выходом пульта управления наводчика, сумматор, первый вход которого соединен с первым выходом блока изменения яркости прицельной марки, а выход с вторым входом блока подсветки прицельной марки, датчики выстрела типа прицела управляемой ракеты и цели, блок дальности цели, вход которого соединен с четвертым выходом пульта управления наводчика, первый делитель, первый вход которого соединен с выходом блока дальности цели, а второй с первым выходом датчика типа управляемой ракеты, реле времени, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого делителя и датчика выстрела, последовательно соединенные генератор периодических сигналов, вход которого соединен с пятым выходом пульта управления наводчика, блок регулировки частоты периодического сигнала, второй вход которого соединен с шестым выходом пульта управления наводчика, блок регулировки амплитуды периодического сигнала, второй вход которого соединен с седьмым выходом пульта управления наводчика, а третий с вторым выходом блока изменения яркости прицельной марки, блок ограничения, второй вход которого соединен с восьмым выходом пульта управления наводчика, а выход с вторым входом сумматора, введены также последовательно соединенные блок изменения масштаба, вход которого соединен с выходом датчика типа цели, второй делитель, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика типа управляемой ракеты, блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом датчика типа прицела, третий делитель, второй вход которого соединен с третьим выходом датчика типа управляемой ракеты, управляемый коммутатор, второй вход которого соединен с выходом реле времени, привод и апертурная диафрагма, оптически сопряженная вторым входом с выходом оптической формирующей системы, а выходом с первым входом блока формирования прицельной марки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам повышения точности стрельбы, 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 устройство для прицеливания комплекса вооружения танка Т-62 по МО [1] 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 (стрельба с ходу, по движущейся цели, при боковом ветре и т.д.), 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, являющееся прототипом предлагаемого устройства [2] 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, а выход со вторым входом блока формирования прицельной марки, 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.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 изобретения является улучшение условий, повышение помехоустойчивости и точности прицеливания.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство введены блок изменения яркости прицельной марки, первый вход которого соединен с выходом источника питания, а второй с третьим выходом пульта управления наводчика, сумматор, первый вход которого соединен с первым выходом блока изменения яркости прицельной марки, а выход со вторым входом блока подсветки прицельной марки, датчики выстрела типа прицела, управляемой ракеты и цели, блок дальности цели, вход которого соединен с четвертым выходом пульта управления наводчика, первый делитель, первый вход которого соединен с выходом блока дальности цели, а второй с первым выходом датчика типа управляемой ракеты, реле времени, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого делителя и датчика выстрела, последовательно соединенные генератор периодических сигналов, вход которого соединен с пятым выходом пульта управления наводчика, блок регулировки частоты периодического сигнала, второй вход которого соединен с шестым выходом пульта управления наводчика, блок регулировки амплитуды периодического сигнала, второй вход которого соединен с седьмым выходом пульта управления наводчика, а третий со вторым выходом блока изменения яркости прицельной марки, блок ограничения, второй вход которого соединен с восьмым выходом пульта управления наводчика, а выход со вторым входом сумматора, введены также последовательно соединенные блок изменения масштаба, вход которого соединен с выходом датчика типа цели, второй делитель, второй вход которого соединен со вторым выходом датчика типа управляемой ракеты, блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом датчика типа прицела, третий делитель, второй вход которого соединен с третьим выходом датчика типа управляемой ракеты, управляемый коммутатор, второй вход которого соединен с выходом реле времени, привод и апертурная диафрагма, оптически сопряженная вторым входом с выходом оптической формирующей системы, а выходом с первым входом блока формирования прицельной марки. Изобретение поясняется чертежом, на котором показано взаимное расположение в связи элементов предлагаемого устройства для прицеливания. Новые элементы и связи показаны пунктиром,сплошными линиями элементы и связи, реализующие прототип.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 блок регулировки частоты периодического сигнала (БРЧ ПС), 2 блок регулировки амплитуды периодического сигнала (БРА ПС), 3 источник питания (ИП), 4 генератор периодического сигнала (ГПС), 5 блок ограничения (БО), 6 блок изменения яркости прицельной марки (БИЯ ПМ), 7 блок подсветки прицельной марки (БППМ), 8 - сумматор (С). 9 наводчик (Н), 10 блок формирования прицельной марки (БФПМ), 11 апертурная диафрагма (АД), 12 оптическая формирующая система (ОФС), 13 цель (Ц) 14 привод (П), 15 управляемый коммутатор (УК), 16 - третий делитель (Д₃), 17 пульт управления наводчика (ПУН), 18 блок дальности цели (БДЦ), 19 первый делитель (Д₁), 20 реле времени (РВ), 21 блок вычитания (БВ), 22 датчик выстрела (ДВ), 23 второй делитель (Д₂), 24 датчик типа прицела (ДТП)0 25 датчик типа цели (ДТЦ), 26 блок изменения масштаба (БИМ), 27 датчик типа управляемой ракеты (ДТР).

Блоки 3, 7, 10, 12, 17 являются штатными элементами прототипа и используются в предлагаемом техническом решении без каких-либо конструктивных изменений. Конструктивное исполнение блоков 1, 2, 4-6, 8, 10, 11 14-16, 18-27 широко известно в научно-технической литературе (В. В. Корнеев и др. Электроавтоматика и электрооборудование танков, ч. 1. М. ВАБТВ, 1964, с. 19-104, 191-220; Энциклопедия кибернетики, ч. 1, Киев, 1975, с. 254-256).

Привод 14, воздействуя на диафрагму (апертурную) 11, обеспечивает изменение диаметра ее отверстия, что вызывает изменение и апертуры. Конструктивно привод выполнен на основе электродвигателя с механизмом возврата в исходное положение при отсутствии электрического сигнала на его входе. Блок дальности цели является штатным элементом танковых дальномеров (Шишковский В. М. и др. Вооружение танков и БМП, учебник. М. ВАБТВ, 1983, с. 127-131) и используется без конструктивных изменений. Исполнение блока 20 (реле времени) также хорошо известно ( А. Х. Синельников Электронные реле времени. М. Энергия, 1974. с. 101-129, 148-162, 172-181; Р. Фелпс.750 практических электронных схем, справочное руководство, пер. с англ. М. Мир, 1986. с. 347, 440-454, 462 и др.). Датчик выстрела формирует информацию о моменте вылета управляемой ракеты из канала ствола и может быть выполнен как на основе концевого выключателя, замыкаемого при таком откате орудия, величина которого соответствует выходу управляемой ракеты из канала ствола, так и на основе блока задержки, величина задержки которого соответствует времени движения управляемой ракеты по каналу ствола от момента нажатия на кнопку стрельбы. Оба вида исполнения реализованы в современных комплексах вооружения ( Галандин Н. С. и др. Вооружение танков и БМП. М. ВАБТВ, 1986 г. с. 38-64). Датчик типа прицела 24 выполнен на основе делителя напряжения с переключателем, который в зависимости от положения переключателя формирует сигнал в электрической форме, соответствующий исходной величине угла поля зрения, применяемого для стрельбы типа прицела. На выходе датчика типа цели формируется электрический сигнал, соответствующий максимальному видимому размеру обстреливаемой цели. Датчик типа управляемой ракеты 27, как и предшествующие, выполнен на основе делителя напряжения и на его выходах формируется следующая информация: на первом выходе информация о средней скорости ракеты V_ур.ср., на втором о максимальной дальности стрельбы управляемой ракетой данного типа и на третьем о времени полета управляемой ракеты выбранного типа при стрельбе на максимальную дальность.

Работает предлагаемое устройство для прицеливания следующим образом. Наводчик 9, включив систему управления огнем (в том числе, блоки 1-7, 14, 17, 18) и подав питание на остальные электронные блоки, устанавливает переключатель блока 24 в необходимое положение, наблюдает через блок формирования прицельной марки 10 и оптическую формирующую систему 12 поле боя, ведет разведку целей и, выбрав определенную из них (цель 13) для поражения, устанавливает переключатели датчиков типа цели 25 и управляемой ракеты (выбранной для стрельбы) 27 в необходимое положение. На блоке 26 устанавливается необходимый коэффициент запаса. Затем с помощью пульта управления наводчика 17 и оптической формирующей системы 12 совмещает, подавая сигнал управления с первого выхода блока 17 на вход блока 12, точку прицеливания на цели, изображение которой через блоки 12 и 11 подается на первый вход блока 10, с прицельной маркой, сформированной в блоке 10. В прототипе прицельная марка нанесена на стеклянной пластинке в форме угольника, с вершиной которого и совмещается точка прицеливания при прицеливании (В. И. Котовский.Курс вооружения танка. М. ВАБТВ, 1957, с. 340). Подсветка прицельной марки производится путем подачи на второй вход блока 10 сигнала с выхода блока 7, который включается по сигналу со второго выхода блока 17. Изменение яркости прицельной марки достигается за счет изменения напряжения подсветки, для чего в цепь питания лампы подсветки включается регулируемое сопротивление, установленное в блоке 6 предлагаемого устройства и управляемое перед каждым прицеливанием сигналами с третьего выхода блока 17. В дальнейшем (в процессе всего прицеливания по одной цели) сигнал на первом выходе блока 6 остается постоянным. Для получения переменной составляющей сигнала подсветки используется блок 4 (генератор периодический сигналов). При этом его параметры устанавливаются с помощью блоков 1, 2 и 5, поскольку для различных наводчиков они различны. Управление блоком 4 происходит путем подачи на его вход сигнала с пятого выхода блока 17. Управление блоками 1, 2 и 5 происходит путем подачи на их вторые входы сигналов с шестого, седьмого и восьмого выходов блока 17 соответственно. Одновременно с установкой оптимальной частоты в блоке 1 наводчик с помощью блоков 2 и 6 добивается оптимального контраста между прицельной маркой и целью (фоном). При этом со второго выхода блока 6 снимается сигнал, пропорциональный уровню напряжения подсветки, установленному при регулировке. Подача этого сигнала на третий вход блока 2 обеспечивает установку верхнего уровня изменения амплитуды периодического сигнала. Совместив прицельную марку с целью, наводчик производит замер дальности до нее путем нажатия на кнопку измерения дальности на пульте управления наводчика 17 и подачи с его четвертого выхода сигнала на вход блока 18. Сигнал, пропорциональный измеренной дальности, формируется в блоке дальности цели 18 (В. М. Шишковский. Вооружение танков и БМП, учебник.-М. ВАБТВ, 1983, с. 111-131) и подается на первый вход первого делителя, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный скорости выбранной управляемой ракеты, который формируется на первом выходе датчика типа управляемой ракеты 27. Поэтому на выходе первого делителя формируется сигнал, пропорциональный времени полета управляемой ракеты к цели, который затем подается на первый вход реле времени 20. На выходе второго делителя 23 формируется сигнал, пропорциональный минимальному значению угла поле зрения по алгоритму



где _min минимальное значение угла поля зрения,

К₃ коэффициент запаса, изменяемый в пределах 1,5-5,

В_ц максимальный видимый размер цели,

Д_ц.мах максимальная дальность стрельбы выбранным типом управляемой ракеты,

который подается на первый вход блока вычитания 21, на второй вход которого подается с выхода датчика типа прицела 24 сигнал, пропорциональный исходному углу поля зрения данного типа прицела. В блоке 21 минимальное значение угла поля зрения _min вычитается из исходного значения угла поля зрения _o. На выходе третьего делителя 16 формируется сигнал, пропорциональный угловой скорости уменьшения поля зрения по алгоритму



где угловая скорость уменьшения угла поля зрения,

t_п.р.мах время полета управляемой ракеты на максимальную дальность,

который подается на первый вход управляемого коммутатора 15.

После нажатия на кнопку стрельбы, расположенную на пульте управления наводчика 17, происходит выстрел управляемой ракетой. Информация о моменте вылета управляемой ракеты из канала ствола формируется на выходе датчика выстрела 22 и подается на второй вход реле времени 20. С этого момента с выхода реле времени 20 подается сигнал на второй вход управляемого коммутатора 15, благодаря чему последний включается и обеспечивает подачу сигнала с выхода третьего делителя 16 на вход привода 14. Продолжительность включенного состояния управляемого коммутатора 15 определяется величиной сигнала на выходе первого делителя 19 и соответствует времени полета управляемой ракеты на измеренную дальность. При достижении управляемой ракетой цели реле времени 20 отключает сигнал с управляемого коммутатора 15, который отключается и отключает сигнал со входа привода 14. В связи с этим привод 14 останавливается и прекращает движение апертурной диафрагмы 11. Чем на большей дальности находится цель, тем меньшим будет угол поля зрения к моменту подлета управляемой ракеты к цели. Минимальное значение угла поля зрения устанавливается при стрельбе на максимальную дальность. После отработки приводом 14 заданного значения он останавливается (после снятия с его входа сигнала с блока 15), а затем возвращается в исходное положение (например, под действием пружины). Реле времени 20 после снятия сигнала с блока 15 также возвращается в исходное положение. После этого элементы устройства готовы как к последующему выстрелу, так и к измерению дальности очередной цели.

Таким образом, предлагаемое устройство не снижает поисковых возможностей комплекса в целом, так как при поиске и разведке целей угол поля зрения остается максимальным (исходным), а периодические сужения (уменьшения) угла поля зрения не оказывают влияния, так как в этот момент цель уже найдена и прицельная марка совмещена с точкой прицеливания.

Введение новых элементов и связей позволило в существенной степени устранить ранее отмеченные недостатки и достичь положительного эффекта. Сужение поля зрения по мере движения управляемой ракеты к цели позволяет экранировать периферийную часть поля зрения и исключить действие световых помех, возникающих в этой части за время движения управляемой ракеты к цели (10 с и более). Вместе с этим повышаются контраст и четкость прицельной марки и цели ( Е. И. Бутиков Оптика.-М.Высшая школа, 1986, с. 347-352). Все это позволило в значительной степени улучшить условия прицеливания, а вместе с этим повысить его помехоустойчивость и точность, особенно при стрельбе управляемыми ракетами (на 10-15).

Кроме того, такое решение обеспечивает наводчика новой информацией: по степени сужения поля зрения можно судить о моменте подлета управляемой ракеты к цели, а по прекращению сужения о промахе, если не наблюдается попадание. Это может в ряде случаев сократить время на слежение за целью на 50-70 что существенно повышает быстродействие комплекса вооружения.