Результат интеллектуальной деятельности: СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕЛЕНГАЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТУРЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ПОДСВЕТА

Изобретение относится к области испытаний оптико-электронных приборов в нестационарных условиях, а, более конкретно, для измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета подвижных объектов наземной военной техники (танка, САУ и др.), снабженных поворотной башенной артиллерийской установкой.

Аппаратура обнаружения лазерного подсвета, являющаяся составной частью бортовой системы постановки оптических помех (световых, дымовых), включает в себя набор приемных головок, фиксирующих со стороны противника прямое излучение лазерных дальномеров или целеуказателей, блок обработки выходных сигналов этих головок и пульт управления с табло, отображающим угловое положение внешнего источника подсвета [1, 2]. Приемные головки размещаются по периметру башни объекта и осуществляют своими полями зрения посекторный просмотр пространства с образованием кругового поля обзора по горизонту. Направление на источник подсвета (угол α) определяется относительно продольной оси корпуса объекта и отображается на табло пульта аппаратуры в делениях угломера (д.у.). При этом регистрируемое головками положение источника подсвета представляется (для блока обработки сигналов) в виде угла β, отсчитываемого относительно продольной оси башни. Положение башни относительно оси корпуса объекта оценивается углом ϕ (с точностью до 00-01 д.у.) по шкале азимутального указателя механизма ее поворота [3].

Известны технические решения по измерению пеленгационной характеристики оптико-электронных приборов наблюдения в лабораторных условиях, основанные на подсвете оптико-приемной части испытуемого прибора параллельным пучком светового потока от лазерного источника, сформированного коллиматором либо различного рода оптическими отражателями [4]. Прибор устанавливается на поворотном основании, снабженном отсчетным устройством. Поворотом задаются различные угловые положения прибора и при его подсвете фиксируются выходные сигналы, отградуированные в значениях, определяемых конструкцией прибора и принятым видом отображения этих сигналов. По экспериментально полученным данным оценивается величина ошибки в пеленгации путем установления разницы между изменениями значений выходных сигналов прибора и его угловых положений.

Известно техническое решение для оценки пеленгационной характеристики подобной оптико-электронной аппаратуры (в составе объекта) в полевых условиях путем последовательного наведения ее приемной части на ряд стационарных и удаленных (до 1000…1500 м) излучателей с установленными угловыми координатами [5]. Такие излучатели представляются «точечными» источниками, создающими, при благоприятных метеоусловиях, равномерную освещенность входных окон головок. Однако данное техническое решение обладает рядом недостатков:

- увеличенные затраты времени на подготовку и проведение испытаний в связи с необходимостью обеспечения между объектом с аппаратурой и удаленно расположенным источником прямой видимости и радиосвязи;

- возможны ошибки в данных эксперимента из-за воздействия случайных факторов внешней среды (например, влияния атмосферной турбулентности) и неоднородного распределения плотности излучения в выходном пучке лазерного источника;

- возможность проведения испытаний ограничивается состоянием погоды (дождь, снегопад, туман).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является стенд для измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета, описанный в заявке на изобретение №2013135881/07 от 30.07.2013, МПК G01S 3/78 «Способ измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения подсвета и стенд для его реализации» [6]. Положительный эффект, достигаемый предложенным в прототипе техническим решением, состоит в снижении общей трудоемкости проведения испытаний по оценке характеристик аппаратуры, а также сведении к минимуму влияния факторов внешней среды на результаты измерений.

Это обеспечивается тем, что подсвет осуществляется рассеянным излучением от диффузного отражателя (щита) при его установке вблизи от объекта (танка) и внешнего источника излучения. От отражателя формируется расходящийся световой поток, размеры телесного угла которого, зависящие от рассеиваемых свойств отражателя и характеристик источника, способны образовать на башне (в месте расположения головок аппаратуры) протяженную зону облучения.

Недостатки данного решения (стенда):

- отсутствие конкретных данных о взаимном расположении на измерительной площадке используемого оборудования (источника подсвета и щита) относительно объекта с аппаратурой;

- функции источника подсвета выполняет штатный лазерный дальномер второго объекта, формирующий в процессе своей работы световой луч с малой угловой расходимостью, что требует установку такого источника на расстоянии порядка 50…100 м, затрудняющем проведение испытаний в заводских условиях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является установление рационального варианта расположения на измерительной площадке объекта с аппаратурой, источника подсвета и диффузного отражателя, благодаря чему обеспечивается их более компактное размещение и, тем самым, снижаются трудозатраты на проведение измерений.

Сущность изобретения заключается в том, что источник излучения, формирующий к центру щита световой луч с угловой расходимостью γ, установлен (при наблюдении за площадкой сверху) в направлении перпендикуляра, исходящего от кормовой части левой бортовой проекции объекта и на удалении L₁ от нее. Щит своей лицевой (отражающей) поверхностью ориентирован в направлении лобовой проекции объекта и расположен на осевой линии, исходящей от центра щита перпендикулярно по отношению к его лицевой поверхности и проведенной параллельно левой бортовой проекции объекта на удалении L₂ от нее, равном L₁/(2,0…2,5). При этом место установки щита на данной линии, в частности, от точки ее пересечения с перпендикуляром, исходящим от центра бортовой проекции объекта, соответствует расстоянию L₃=L₁ ⋅ (0,7…0,9). Угловая расходимость у луча от источника подсвета равна 3,0…4,0°, а расстояние L₁=8,0…10,0 (±0,2) м. Размеры диффузно отражающего щита (длина х ширина) составляют 1,5×0,6 (×0,1) м.

Схема расположения (в плане) используемого оборудования относительно объекта представлена на фиг. 1.

На измерительной площадке 1 (фиг. 1) установлен объект 2 с башней 3, на которой размещены четыре приемных головки 3₁…3₄ с одинаковыми полями зрения (Ω_зp), равными 90° (15-00 д.у.), контролирующими круговое поле обзора. Со стороны левой бортовой проекции объекта расположены внешний источник подсвета 4 и воспринимающий прямое излучение (А) от этого источника щит 5. Высота (Н) установки центра щита 5 и излучающей части источника подсвета 4 соответствует высоте центра башни 3 объекта. Отраженное излучение (В) от лицевой поверхности щита 5 воздействует на входное окно головки 3₁, контролирующей передний левый сектор поля обзора и являющейся первой из поверяемых головок. Для последующего дискретного (7) ориентирования полей зрения остальных головок на источник подсвета осуществляется вращение башни по стрелке G (т.е. против часовой стрелки) с шагом, равным (2…5)⋅Δα, где Δα - величина реализуемого аппаратурой углового разрешения.

Методика работы на стенде, при обеспечении «привязки» результатов измерений пеленгационной характеристики к продольной оси корпуса объекта, состоит, как и для прототипа, в выполнении следующей последовательности действий:

- устанавливают башню объекта в исходное «нулевое» положение (пушка «вперед»), соответствующее по шкале ее азимутального указателя углу поворота ϕ₀=30-00 д.у.;

- осуществляют подсвет входного окна первой из поверяемых головок 3, и контролируют отображаемое на табло пульта значение текущего (m) угла подсвета, определяемого зависимостью

- сравнивают угол α_m=1 с установленным для головки 3₁ углом ориентирования ее главной оптической оси (α₀), вычисленным по формуле

- при отличии значений углов a_m=1 и α₀ на величину, превышающую угловое разрешение Δα аппаратуры, определяют величину их разницы Δψ₀=±(α_m=1 - α₀) и на величину этой разницы производят поворот башни для корректировки ее положения (вывода оптической оси головки 3₁ на направление подсвета);

- осуществляют повторный подсвет головки и, фиксируя на табло значение угла подсвета α_m=2, убеждаются в его соответствии углу α₀ с точностью не хуже ±Δα;

- начиная с данного положения башни (ϕ_m=2) производят ее пошаговые повороты (i=1…n, где n - число опытов) с обеспечением кругового вращения для просмотра всех головок аппаратуры, при фиксировании значений углов α_i=_1...n, ϕ_i=_1…n и показателей правильности Δψ_i=1…n в оценке пеленгационной характеристики с использованием выражения

- определяют вероятность (Р) правильного обнаружения направления на источник подсвета по формуле где N₀ - число опытов, соответствующих условию

Возможными причинами появления ошибок при регистрации направления на источник подсвета могут явиться:

- наличие «непросматриваемых» зон в поле зрения головки из-за его частичного экранирования элементами наружного оборудования объекта;

- помеховое воздействие многократно отражаемого от участков поверхности корпуса или башни объекта, особенно в случае его восприятия одновременно смежными участками полей зрения соседних головок (на границе их раздела).

Эффективность и работоспособность предлагаемого технического решения для оценки пеленгационной характеристики и помехоустойчивости аппаратуры обнаружения лазерного подсвета была подтверждена при испытаниях образцов этой аппаратуры в составе танкового комплекса оптико-электронного противодействия «Штора-1». Данное техническое решение может быть использовано и при испытаниях новых образцов аппаратуры.

Список использованных источников

1. Евдокимов В.И., Гуменюк Г.А., Андрющенко М.С. Неконтактная защита боевой техники. - Санкт-Петербург: «Реноме». - 2009. - С. 75-82, 140-148.

2. Патент RU №2151360, МПК F41H 7/00. Подвижная боевая машина с комплексом противодействия управляемому, самонаводящемуся оружию и артиллерийскому оружию с лазерными дальномерами / Абрамовский Н.А., Будилов А.Д. и др. - Опубл. 20.06.2000. (Бюл. №17).

3. Объект 219. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга вторая. - Москва: «Военное издательство МО СССР». - 1979. С.34.

4. Козелкин В.В., Усольцев И.Ф. Основы инфракрасной техники. - Москва: «Машиностроение». - 1978. - С. 322-323.

5. Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения. Москва: «Сов. радио». - 1977. - С. 259.

6. Заявка RU 2013135881 А, МПК G01S 3/78. Способ измерения пеленгационной характеристики аппаратуры обнаружения лазерного подсвета и стенд для его реализации / Абрамовский Н.А., Гуменюк Г.А. - Опубл. 10.02.2015. Бюл. №4. - прототип.