способ адаптации светотехнического оборудования преимущественно летательных аппаратов к приборам ночного видения и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ адаптации светотехнического оборудования преимущественно летательных аппаратов к приборам ночного видения, заключающийся в использовании в качестве источников освещения светодиодов, отличающийся тем, что работу светотехнического оборудования и прибора ночного видения осуществляют в импульсном режиме, при этом периодически светотехническое оборудование и изображение прибора ночного видения включают и отключают во временной противофазе с частотой не ниже 16-20 Гц.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что синхронизацию коммутации светотехнического оборудования и изображения прибора ночного видения производят по электрической, оптической или радиоканальной линии связи.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что синхронизацию работы светотехнического оборудования осуществляют с приборами ночного видения одновременно для нескольких носителей систем ночного видения.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при построении системы закрытой связи производят дополнительную модуляцию излучения внешнего светотехнического оборудования для опознания и идентификации его носителя по типу “свой-чужой”.

5. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее блок синхронизации, выход которого подключен к прибору ночного видения, отличающееся тем, что блок синхронизации снабжен дополнительным выходом, подключенным к светотехническому оборудованию, и выполнен с возможностью осуществления работы светотехнического оборудования и прибора ночного видения в импульсном режиме с периодическим включением и отключением светотехнического оборудования и изображения прибора ночного видения во временной противофазе с частотой не ниже 16-20 Гц.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в него введены модулятор и речесигнализатор, соединенные с боком синхронизации с возможностью дополнительной модуляции его сигналов.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый способ относится к методам обеспечения функционирования систем ночного видения, включающих внешнее и внутрикабинное светотехническое оборудование, например, вертолетов, самолетов, танков и прибор ночного видения, например, очки, бинокли, монокуляры, низкоуровневые телекамеры и т.п., работающий в одно время со свтотехническим оборудованием.

Вышеуказанный способ и устройство для его осуществления применяются при полетах или передвижениях носителей систем ночного видения для обеспечения ориентировки носителей в пространстве, маскировки, исключения паразитных засветок при работе в темное время суток.

Известны следующие способы адаптации светотехнического оборудования к приборам ночного видения (под светотехническим оборудованием понимается как внутрикабинное оборудование, состоящее из различных по цвету источников местного или заливающего освещения для подсветки приборов, шкал, панелей управления, так и внешнее, расположенное вне кабины, светотехническое оборудование, бортовые габаритные и сигнальные огни, фары и т.п.):

а) путем ограничения спектра излучения светотехнического оборудования с помощью различного цвета светофильтров (см. свидетельство на полезную модель №6383 от 26.09.2000, МПК 6 В 64 D 47/02; свидетельство на полезную модель №16725 от 21.06.2000. МПК 7 В 64 D 47/02);

б) путем ослабления излучения светотехнического оборудования за счет применения в качестве источников освещения селективных излучателей в виде сверхярких светодиодов (см. свидетельство на полезную модель №14567 от 31.01.2000, МПК 7 В 64 D 47/02).

Недостаток известных способов адаптации заключается в том, что излучение светотехнического оборудования, подавленное светофильтрами или ослабленное, тем не менее существует в области чувствительности прибора, ночного видения (см. фиг.4, спектродиаграмма), являясь паразитной засветкой, и уменьшает дальность наблюдения в темное время суток. Так по нормативным документам достигается реальное подавление излучения в 200 раз, тогда как приборы ночного видения усиливают видимое излучение в десятки тысяч, т.е. отрицательное влияние паразитных засветок существенно.

Далее, т.к. внутрикабинное освещение имеет различные цвета для различных шкал, панелей управления и т.д., то в аналогах их цвет следует подбирать за пределами диапазона чувствительности приборов ночного видения с помощью соответствующих фильтров или пакетов фильтров или необходимых по цвету светодиодов, однако в случае красной подсветки это невозможно, т.к. _кр=630 Нм, что не выходит за пределы чувствительности приборов ночного видения. Поэтому вместо красных светодиодов и фильтров в аналогах можно использовать только желто-оранжевые с _ор<630 Нм, что является определенным неудобством для пилота, т.к. этот цвет для него непривычен.

Помимо этого применяемые в аналогах приборы ночного видения имеют суженную ИК-область спектральной чувствительности в пределах =630-950 Нм, что не позволяет использовать всю энергию излучения в видимом диапазоне.

Что касается внешнего светотехнического оборудования, в аналогах оно предназначено выполнять только сигнальные функции, т.е. указывать габариты левый, правый, перед-зад; проблесковый огонь и т.п., не выполняя каких-либо дополнительных функций, например функций связи, распознавания. Кроме того, такое оборудование демаскирует носитель.

В качестве прототипа авторами выбран способ адаптации светотехнического оборудования к приборам ночного видения, реализованный в устройстве по свидетельству на полезную модель №14567 от 31.01.2000, МПК 7 В 64 D 47/02, как наиболее близкий по технической сущности. Недостатки прототипа указаны выше.

Цель изобретения - исключение паразитных засветок и, как следствие, повышение дальности наблюдения, как при одиночном, так и групповом перемещении носителей, исключение демаскирования носителей, расширение функций внешнего светотехнического оборудования, использование его как средства связи и распознавания, а также выбор для подсветки шкал и панелей управления любого (привычного для пилота) цвета, в том числе с излучением в области чувствительности приборов ночного видения, например красного. Помимо этого, предлагаемое изобретение позволяет достичь следующую цель - повышение количества энергии излучения, принимаемой прибором ночного видения, так как можно применять приборы ночного видения со значительно расширенным по сравнению с аналогами диапазоном чувствительности.

Для достижения этой цели используется физиологическая особенность человеческого зрения (используемая в кино, телевидении) - воспринимать дискретную последовательность изображений с частотой выше 10-16 Гц как аналоговую картину. Итак, предлагается способ импульсной адаптации светотехнического оборудования к приборам ночного видения, заключающийся в применении в качестве источников света сверхярких светодиодов, способных работать в импульсном режиме, т.е. периодическом их включении/отключении с частотой не ниже 1016 Гц и во временной противофазе с сигналами включения изображения в приборе ночного видения, т.е. при включенных светодиодах сигнал на включение изображения в приборе ночного видения отсутствует (не подается), а при выключенных светодиодах сигнал на включение изображения в приборе ночного видения подается и изображение в приборе ночного видения появляется. При этом, глаз пилота дискретное изображение в приборе ночного видения воспринимает как аналоговое (немигающее), а спектр излучения светотехнического оборудования абсолютно не влияет на прибор ночного видения, т.к. оно в эти моменты отключено.

Для осуществления предлагаемого способа известное устройство ("Светотехническое оборудование, адаптированное к приборам ночного видения" свидетельство на полезную модель №14567), содержащее в качестве источников излучения сверхяркие светодиоды, снабжено установленным на носителе блоком синхронизации, передача сигналов при этом может быть проводной, волоконно-оптической, радио- и т.п.

Синхронизация работы приборов ночного видения может осуществляться как с одним, так и с несколькими носителями, а также и между носителями, например между несколькими вертолетами.

Для построения системы закрытой связи по типу "свой-чужой" может быть произведена дополнительная более высокочастотная модуляция излучения. Дополнительная модуляция сигналов блока синхронизации производится модулятором и речесигнализатором, соединенными с ним электрически.

Внешнее светотехническое оборудование дополнительно снабжено инфракрасными светодиодами, работающими в спектре чувствительности приборов ночного видения и обеспечивающих маскировку носителя.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство состоит из внешнего 1 и внутреннего 2 светотехнического оборудования, устанавливаемого вне кабины 3 пилота или внутри нее. Источники 4, 5, 6 излучения светотехнического оборудования 1 и 2 представляют собой сверхяркие светодиоды (4, 5) и/или инфракрасные излучатели 6. Эти источники соединены с блоком 7 синхронизации, подключенным через модулятор 8 к речесигнализатору 9. Очки 10 ночного видения включают приемник 11 или источник 12 синхросигналов и соединены линией связи 13 с блоком 7 синхронизации. Имеется независимый и удаленный приемник 14 речесигнализатора 9.

Устройство работает следующим образом. Внешнее 1 и внутреннее 2 светотехническое оборудование питаются импульсами напряжения блока 7 синхронизации. Параметры этих импульсов (например, частота, фаза, амплитуда, последовательность) могут изменяться модулятором 8 в зависимости от информации, поступающей с речесигнализатора 9, управляемого через приемник 14 голосом или условными командами.

Импульсы от блока 7 синхронизации по линии связи 13 поступают на очки 10 ночного видения (или другой прибор ночного видения на основе электронно-оптических преобразователей) через приемник 11 синхросигналов. Линия связи 13 при этом может быть разного типа проводной, оптической, радиоканальной. Синхронизация работы очков 10 ночного видения внешнего 1 или внутреннего 2 светотехнического оборудования может осуществляться и в обратном направлении, т.е. не от блока синхронизации к очкам ночного видения, а наоборот от источника 12 синхросигналов очков 10 ночного видения к блоку 7 синхронизации.

Излучение внешнего 1 светотехнического оборудования может излучаться в видимом диапазоне светодиодами 5 и в невидимом инфракрасными излучателями 6, которое воспринимается наблюдателем с другого носителя через очки ночного видения визуально, или может восприниматься приемником 14, обеспечивая закрытую связь между носителями или операторами.

На фиг.2 приведен пример диаграмм синхронизации светотехнического оборудования и очков ночного видения, из которых очевидно что свтотехническое оборудование и очки ночного видения работают в противофазе, т.е. когда светотехническое оборудование излучает свет, очки ночного видения выключаются и свет не воспринимают, а когда очки включаются на восприятие излучения, то светотехническое оборудование выключается. Этим достигается абсолютное исключение паразитных засветок очков ночного видения, не требуется изменять спектральный состав (цвет) излучения внешнего и внутреннего светотехнического оборудования, не требуется сдвигать область чувствительности очков в ИK-область и ограничивать в видимой, что в итоге повышает дальность наблюдения и позволяет применять очки ночного видения так называемого второго поколения, стоимость которых в 23 раза ниже стоимости очков третьего поколения.

На фиг.3 приведен пример частотной или комбинированной модуляции излучения светотехнического речесигнализатором 9, что позволяет скрытно и помехоустойчиво обеспечивать связь между носителями в отличие от обычно применяемых средств радиосвязи. В связи с тем, что частота модуляции выше 12 Гц, она человеческим глазом незаметна вообще, а в очках ночного видения так называемое послесвечение люминофора исключается. Кроме того, работа очков в импульсном режиме делает их более помехоустойчивыми к ярким засветкам.

Таким образом вышеописанные способ и устройство для адаптации светотехнического оборудования преимущественно летательных аппаратов к приборам ночного видения позволяют достигнуть цели изобретения, а именно исключения паразитных засветок и, как следствие, получить положительный эффект - повышение дальности наблюдения, исключение демаскирования носителей, расширение функций внешнего светотехнического оборудования, применение любого (в том числе и красного) цвета для подсветки шкал и панелей управления, повышение помехоустойчивости очков ночного видения.