BG111755A - Екстремен оптичен стрелкови симулатор - Google Patents

Abstract

Екстремният оптичен стрелкови симулатор се използва за отборни военни игри, спортни състезания и като тактически тренажор. Той се състои от симулативно оръжие и персонална мишена, като при симулативното оръжие се монтират два излъчвателя - излъчвател (1) с тесен сноп, в който като източник е инсталиран лазерен или нелазерен светодиод, а така също и излъчвател (2) с широк сноп, с инсталиран в него нелазерен светодиод, като при приемане на сигнал от излъчвателя с ниска разходимост (1), се симулира точно попадение в персоналната мишена, посредством монтиран на нея «боеприпас» за звуков пироефект с дим (3), а при приемане на сигнал от излъчвателя с висока разходимост (2), се задействат устройства (4) за звукова симулация на прелитащи куршуми, светодиодна светлинна индикация и механична вибрация. Целта е в оптическите симулатори от типа „laser tag“ да се добавят екстремен ефект и симулация на прелитащи куршуми. 3 претенции, 3 фигури

Description

Екстремен оптичен стрелкови симулатор

Област на техниката

Изобретението се отнася до екстремен оптичен стрелкови симулатор с приложение за отборни военни игри, колективен спорт и тактически стрелкови тренажори.

Предшестващо състояние на техниката

С Известна е «светлинна пушка» при която изстрелът се симулира от нелазерен излъчвател обикновено с източник инфрачервен светодиод, а пък персоналната мишена за приемане и отчитане на попаденията от симулатора, монтирана на тялото на играча съдържа матрица фотоприемници и обработваща и регистрираща попадението електроника /1/. Подобни системи се разпространиха под търговското наименование «outdoor laser tag».

Недостатък на «светлинната пушка» се явява относително широкия оптичен сноп, който се използува за симулация на изстрел, сравнен с лазерна система от този тип, което прави нереалистично лесно уцелването. Затова трудно може да се прилага като спорт или тренажор.

Друг недостатък на «светлинната пушка» е липсата на «боеприпас» с екстремен ефект за играча при улучване примерно такъв който причинява болка или стрес. Този недостатък обикновено прави играта безинтересна за играчи над 14 годишна възраст, т.е. когато ефектите са само електронни като при детска играчка.

Недостатък на «светлинната пушка» също така е липсата на симулация за «прелитащи куршуми» отделно от тази за точно попадение, която да предупреди играча, че се намира под обстрел.

Известен е и специален «боеприпас», а именно желатиново топче за пейнтбол /2/ и маркер за игра на пейнтбол /3/. Благодарение на това, че маркерът за игра изстрелва топчето с дозирано налягане на газа, се постига далекобойност около 30 метра и скорост от 90 m/s, има чувство за удар и болка от топчето за пейнтбол, чиято маса е около 3 g, а така също има ясно забележими петна от удара на специалния «боеприпас», които могат да се измиват тъй като съдържат водоразтворими багрила. Видимото маркиране при попадение дава възможност за спортно отчитане на резултата, а чувството за удар, болка и свистенето на близко прелитащите топчета, вдигат адреналина и към днешна дата превръщат пейнтбола в най-популярния екстремен спорт и атракция, който се играе от милиони играчи.

Недостатък на пейнтбола е ниската далекобойност в сравнение със «светлинната пушка». При нея далекобойността е 200-300 метра, което е около 10 пъти повече отколкото при пейнтбола. Този недостатък е непреодолим за пейнтбола и за всяка система с изстрелване на твърда частица за симулация на изстрел, защото за да се постигне такава далекобойност, началната скорост и съответно кинетичната енергия на изстрелваната частица, ще придобият стойности причиняващи тежки наранявания на човека или летален изход.

Друг недостатък на пейнтбола е необходимостта от използване на защитна маска за лице, защото силата на удара от топчето в окото на човека може да предизвика ослепяване. Този недостатък не дава възможност да се играе в публични пространства като градските паркове, налага играта да се 2 провежда в безлюдни природни райони или в специално оборудвани игрища със защитни мрежи за наблюдателите на играта. Това налага и относително висока минимална възрастова граница за участие в играта - обикновено над 16 годишна възраст на играчите. Отделно маската се изпотява при игра, което причинява дискомфорт и не дава добра видимост.

Недостатък на пейнтбола е замърсяването на природната среда с петна от боя и остатъци от обвивката на топчетата, поради което е желателно да се играе само на специално оградени игрища. Също така механичното маркиране на удара, за разлика от електронното, което е реализирано при «светлинната пушка», не дава възможност за точно отчитане на резултата и автоматично блокиране на стрелбата, а така също изисква честата намеса на съдия, която може да бъде спорна.

Недостатък на пейнтбола е ниската точност на стрелба и голямото разсейване на попаденията, предизвикани от това, че маркерът за пейнтбол представлява гладкостволна система за изстрелване. При електронните лазерни или оптични симулатори няма разсейване на попаденията, а точността на стрелбата е висока, което като симулация приближава тези системи до действителното нарезно леко стрелково оръжие.

Техническа същност на изобретението

Екстремният оптичен стрелкови симулатор се състои от симулативно оръжие и персонална мишена. Съгласно изобретението в симулативното оръжие се монтират два излъчвателя - излъчвател с тесен сноп (т.е. имащ ниска разходимост), с инсталиран в него лазерен или нелазерен светодиод и излъчвател с широк сноп (имащ по-висока 3 разходимост). При приемане на сигнал от излъчвателя е ниска разходимост се симулира точно попадение в персоналната мишена, посредством монтиран на нея «боеприпас» за звуков пироефект с дим, а при приемане на сигнал от излъчвателя с висока разходимост се задейства звукова симулация за прелитащ куршум, съпътствана от светодиодна светлинна индикация и механична вибрация на мишената.

Специалният «боеприпас» за звуков пироефект с дим се монтира при персоналната мишена, най-добре върху каска на играча и се състои от цилиндричен метален корпус, прикрепян V към мишената с помощта на винтова резба, като вътре в него е разположен електрозапалителен капсул за многократна употреба, состоящ се от керамична подложка със спирален канал, в който се монтира нагревателен проводник, заварен в единия си край към централен електрод , а така също към пружинен контакт в другия си край. В механичен контакт с нагревателния проводник се намира цилиндричен сменяем консуматив, чиято долна страна се състои от три слоя, а именно един тънък слой леснозапалимо вещество, над който е разположен малък барутен заряд, следван ζ* от трети капсулиращ слой. Тази многослойна структура е оградена от цилиндрична димка, състояща се от основно вещество, отделящо дим при горенето си. Към основното вещество на цилиндричната димка са добавени и други химически компоненти, които при горенето си отделят цветни аерозолни частици, служещи за визуално отличаване на първо, второ, трето или повече точни попадения от излъчвателя с тесен сноп в мишената. На края корпусът на «боеприпаса» се затворя посредством резбово съединение с метално капаче, в което са пробитии дюзи за изпускане на барутните газове и оцветения дим.

.'.•«“ад . . “ - < -- .-.-- - ...-4 -- 4 »=·.*“> *-=>/Λ_;-¢== ~-'.':-^f • · · ··«· ··* ^ · ····· ·····« · »»*<

На екстремния оптичен стрелкови симулатор може да се монтира нелазерен излъчвател с тесен сноп (т.е. с ниска разходимост). Образът на кристала на разположения в него излъчващ нелазерен светодиод, се проектира посредством събирателна леща над диафрагма , имаща отвор по-малък от този на образа, който отвор може да се разглежда като близък до точков източник на излъчване, и се намира във фокуса на втора събирателна леща, която изпълнява функциите на колиматор. При това разходимостта на лъча от нелазерния излъчвател може да придобие параметри близки до тези на лазерен, но с широка W спектрална характеристика на излъчване, относително ниска мощност и абсолютна безопасност за зрението на човека.

Основно предимство на изобретението е това, че се използва специален „боеприпас“ за отчитане на точно попадение в електронни системи за симулация тип „светлинна пушка“ или «outdoor laser tag» с екстремен ефект на гръм от барутен заряд, който «боеприпас» е безопасен при експлоатация, но предизвиква ефект на стрес в играча, без болка и механични увреждания както при пейнтбола. По този начин при екстремните военни игри долната възрастова граница на потенциалните играчи може да се снижи, но желаещите екстремен ефект пълнолетни играчи не биха намаляли и дори ще се увеличат. Също така този специален «боеприпас» маркира попадението с цветен дим, което е много по-добра визуализация за спортна игра в сравнение с петното боя при пейнтбола и е видимо от голямо разстояние както от играчите, така и от евентуалната публика на игрите. Конструкцията на специалния «боеприпас» го прави напълно безвреден за играча. Той е пожаробезопасен, не изхвърля никакви замърсяващи околната среда остатъци, освен цветен дим. Специалният «боеприпас» съдържа корпус и електродетонатор за 5 многократна употреба и се зарежда с относително евтин цилиндричен сменяем консуматив.

Важно предимство на изобретението е и това, че с него при системите «outdoor laser tag» се постига много близка до реалния бой симулация. Така те вече ще могат да притежават сигнал, известяващ играча за близко прелитащи куршуми в рамките на определен ъгъл на отклонение от точната стрелба. Освен това ще е необходима висока точност на стрелбата за приемане на точно попадение, дистанцията на симулирана стрелба ще е като при действително оръжие - до 500 метра. Друго предимство на изобретението е, че всичко това може да се постигне на основата на нелазерна технология с гарантирана безопасност за играчи и зрители на играта. Запазва се традиционната за «outdoor laser tag» симулация на елекронно зададени брой патрони, симулация на конкретна далекобойност и скорострелност, идентична с тази на реалното оръжие. Така «outdoor laser tag» системите чрез настоящето изобретение може да се превърнат в перфектен военен тренажор и популярен екстремен спорт.

Обяснение на приложените фигури

Фигура 1 представлява функционална блокова схема на екстремен оптичен стрелкови симулатор.

Фигура 2 е сборен чертеж на специален «боеприпас» със звуков ефект и дим за екстремен оптичен стрелкови симулатор.

Фигура 3 представлява чертеж на оптичната система на нелазерен излъчвател с тесен сноп на излъчване за екстремен оптичен стрелкови симулатор.

Примери за изпълнение

Екстремният оптичен стрелкови симулатор (фиг.1) се състои от симулативно оръжие и персонална мишена, като персоналната мишена по форма представлява каска, жилетка или двете едновременно. По повърхността на персоналната мишена са монтирани фотодатчици, а в специален корпус е вградена обработваща попадението електроника и устройствата реализиращи ефектите за попадение.

При симулативното оръжие се монтират два излъчвателя излъчвател 1 с тесен сноп (т.е. имащ ниска разходимост), с инсталиран в него лазерен или нелазерен светодиоден източник; и излъчвател 2 с широк сноп (висока разходимост),

При персоналната мишена се монтират няколко (примерно три броя) «боеприпаси», за звуков пироефект с дим 3 и устройства за звукова симулация за прелитащи куршуми, светодиодна светлинна индикация и механична вибрация 4.

Двата излъчвателя могат да излъчват едновременно различен код ,примерно тонален, над носещ сигнал (по-надолу в текста това е първи случай), или един и същи цифров код последователно за къс период от време при симулиране на изстрел (по-надолу в текста това е втори случай). Когато в първия случай се приеме сигнал само от излъчвателя с широкия сноп 2 или само една последователност от цифровия код, излъчен във втория случай, се задействат устройства за звукова симулация на прелитащи куршуми, светодиодна светлинна индикация и механична вибрация на мишената 4. Когато обаче се приеме сигнал от излъчвател 1 с тесен сноп в първия случай , или и двете цифрови последователности на кода, излъчени във втория случай, се задействат последователно по ред на номерата 7 «боеприпаси» за звуков пироефект с дим 3. При първо попадение се задейства «боеприпас» за звуков пироефект с дим 3, като дима е оцветен примерно в бяло. При второ попадение (втори загубен живот) се задейства «боеприпас» за звуков пироефект с дим 3, изпускащ зелен дим, а при трето прието попадение от персоналната екипировка (край на играта), се задейства «боеприпас» за звуков пироефект с дим 3, който примерно изпуска червен дим.

От своя страна «боеприпасът» за звуков и пироефект с дим (фиг.2), монтиран при мишената на екстремния оптичен стрелкови симулатор, се състои от цилиндричен метален корпус 5, прикрепян към мишената с помощта на винтова резба, като вътре в него е разположен електрозапалителен капсул за многократна употреба, състоящ се от керамична подложка 6 със спирален канал в който се монтира нагревателен проводник 7, заварен в единия си край към централен електрод 8, а така също към пружинен контакт 9 в другия си край. В механичен контакт с нагревателния проводник 7 се намира цилиндричен сменяем консуматив, който предизвиква звуков пироефект и запалва поставена в корпуса на «боеприпаса» цилиндрична димка 12, изградена от вещество, отделящо дим при тореното си, като то съдържа добавки освобождаващи при запалването си цветни аерозолни частици, служещи за визуално отличаване на първо, второ, трето или повече точни попадения от излъчвателя 1 в мишената, като корпуса 5 на «боеприпаса» се затворя посредством резбово съединение, с метално капаче 14 в което са пробитии дюзи за изпускане на барутните газове и оцветения дима.

Цилиндричният сменяем консуматив, който се поставя в «боеприпаса» за звуков и пироефект с дим (фиг.2), има форма на 8 отворен в горния си край цилиндър, чието дъно се състои от три слоя, а именно един тънък слой леснозапалимо вещество 10, над който е разположен малък барутен заряд 11, следван от трети капсулиращ слой 13. Тази трислойна структура е оградена от цилиндричната димка 12, състояща се от вещество, отделящо дим при тореното си, като то съдържа и добавки освобождаващи при запалване цветни аерозолни частици. В едно примерно изпълнение основният материал от който е изработен този консуматив, е нитроцелулоза, която има свойствата на пластмаса, лесно запалима е, и при тореното си отделя бял дим. Именно от нитроцелулозен материал, съдържащ добавки, които горят с отделяне на цветни аерозолни частици може да са формоват в производството цилиндричната димка 12, както и капсулиращите слоеве 10 и 13 . Между тези капсулиращи слоеве 10 и 13, се затваря малък барутен заряд 11.

Излъчвателят с тесен сноп (т.е. ниска разходимост) 1 (фиг. 1) в един преференциален случай не съдържа лазерен източник (фиг. 3), като образът на кристала на разположения в него излъчващ нелазерен светодиод 15, се проектира посредством събирателна леща 16 над диафрагма 17, имаща отвор по-малък от този на образа. При това този отвор може да се разглежда като близък до точков източник на излъчване и се намира във фокуса на втора събирателна леща 18, служеща като колиматор.

Използване на изобретението

Преди започването на играта или тренировката се зареждат «боеприпасите» за звуков и пироефект с дим 3 с цилиндрични сменяеми пиротехнически консумативи, чиято долна страна се състои от три слоя, а именно един тънък слой леснозапалимо 9 вещество 10, над който е разположен малък барутен заряд 11, следван от трети капсулиращ слой 13, като цялата трислойна структура на дъното на сменяемия консуматив е оградена от цилиндрична димка 12, състояща се от вещество отделящо дим при тореното си, като то съдържа и добавки освобождаващи при запалване цветни аерозолни частици. След това «боеприпасите» за звуков и пироефект с дим 3 се завинтват на предвидените за това места по екипировката на играчите (върху каските). Системите за игра се включват и играта започва.

По време на игра, в случай, че се приеме попадение от излъчвателя с широк сноп 2, то при улучения играч се задействат устройства за звукова симулация на прелитащи куршуми, светодиодна светлинна индикация и механична вибрация 4. Така играчът е предупреден, че се намира под обстрел. Ако той е улучен от точна стрелба на противников играч, т.е. е прието попадение от излъчвателя с тесен сноп 1, то тогава се задейства «боеприпас» за звуков пироефект с дим 3. Вътре в самия «боеприпас» това протича както следва. Първо за части от секундата, под действието на управляван от електроника протичащ ток, се загрява нагревателния проводник 7 до необходимата температура за да прогори допиращия се до него слой леснозапалимо вещество 10 на сменяемия цилиндричен консуматив. Вследствие на това се възпламенява затвореният от всички страни барутен заряд 11, а капсулиращият слой 13 се пръска от налягането на барутните газове и предизвиква звуков пиротехнически ефект. Накрая горящите барутни газове запалват цилиндричната димка 12, състояща се от вещество, отделящо дим, който излиза през дюзите на капачето 14 заедно с барутните газове.

След края на играта активираните «боеприпаси» за звуков 10 пироефект c дим 3 се почистват от твърдите остатъци на горенето и може да се заредят с нови цилиндрични сменяеми консумативи.

Литература

1. BG62 532

2. US 4 634 606

3. US4 531 503

Claims (3)

1. Екстремен оптичен стрелкови симулатор, състоящ се от симулативно оръжие и персонална мишена, характеризиращ се с това, че при симулативното оръжие се монтират два излъчвателя - излъчвател (1) с тесен сноп ,т.е. имащ ниска разходимост, с инсталиран в него лазерен или нелазерен светодиод за източник, и излъчвател (2) с широк сноп или висока разходимост с инсталиран в него нелазерен w светодиод, като при приемане на сигнал от излъчвателя с ниска разходимост (1), се симулира точно попадение в персоналната мишена, посредством монтиран на нея «боеприпас» за звуков пироефект с дим (3), а при приемане на сигнал от излъчвателя с висока разходимост (2), се задействат устройства за звукова симулация на прелитащи куршуми, светодиодна светлинна индикация и механична вибрация (4).

2. «Боеприпас» за звуков пироефект с дим (3), монтиран при мишената на екстремния оптичен стрелкови симулатор съгласно патентна претенция 1, характеризиращ се с това, че се състои от цилиндричен метален корпус (5), прикрепян към мишената с помощта на винтова резба, като вътре в него е разположен електрозапалителен капсул за многократна употреба, състоящ се от керамична подложка (6) със спирален канал в който се монтира нагревателен проводник (7), заварен в единия си край към централен електрод (8), а така също към пружинен контакт (9) в другия си край, като до нагревателния проводник (7) се 1 допира цилиндричен сменяем консуматив, чиято долна страна се състои от три слоя, а именно един тънък слой леснозапалимо вещество (10), над който е разположен малък барутен заряд (11), следван от трети капсулиращ слой (13), като цялата трислойна структура на дъното на сменяемия консуматив е оградена от цилиндрична димка (12), състояща се от вещество, отделящо дим при тореното си, като то съдържа и добавки освобождаващи при запалване цветни аерозолни частици, служещи за визуално отличаване на първо, второ, трето или повече точни попадения от излъчвателя (1) в мишената, а от горната страна «боеприпасът» се затваря посредством резбово съединение, с метално капаче (14), в което са пробити дюзи за изпускане на барутните газове и оцветения дим.

3. Нелазерен излъчвател с тесен сноп, т.е. ниска разходимост, за екстремен оптичен стрелкови симулатор съгласно патентна претенция 1, характеризиращ се с това, че образът на кристала на разположения в него излъчващ нелазерен светодиод (15), се проектира посредством събирателна леща (16) над диафрагма (17), имаща отвор по-малък от този на образа, който отвор може да се разглежда като близък до точков източник на излъчване и се намира във фокуса на втора събирателна леща (18), служеща като колиматор.