CN108225290A - 一种激光自身校靶仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及校靶仪技术领域，具体公开一种激光自身校靶仪，包括望远部分、分光部分、激光定位部分、激光器部分、接口部分、电源，所述激光器部分发出的激光经分光部分分别入射到望远部分和激光定位部分。在首次飞机校靶时，主要是依靠激光校靶镜的准直原理寻找到投射到机身上的标记点，为以后再使用时奠定基础，这些工作主要在飞机制造厂总装车间完成。而飞机出厂后，在部队上使用过程中，只需要进行自身校靶即可，也就是使激光十字斑点投射到飞机自身上，并使光斑作圆周运动，只要使其轨迹能对上三个标记点即可，此工作时，飞机可以在任意姿态下进行，无需调水平。

Description

一种激光自身校靶仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及校靶仪技术领域，特别是指一种激光自身校靶仪及其使用方法。

背景技术

武器装备在使用过程中受各种因素(使用、维修拆装等)影响，会引起设备，如火炮、航电、平显、导航和雷达等设备间相对位置发生变化，从而影响武器装备的有效工作、操作员对武器状态的正确判断。校靶镜被大量使用在军事武器系统和航空飞行等领域，用于保证设备轴线或武器轴线与武器装备的纵轴保持规定的空间位置关系。校靶镜的测量精度直接影响着武器系统精准度和操作精度，是武器系统有效的基本保障。

目前，我国飞机的校靶主要采用两种校靶镜，即：1、光学校靶镜；2、激光校靶镜。这两种方法均是根据光线(或激光)直线传播的特点，使用光学(或激光)的方法来对待校设备中心轴线进行校准，以达到校靶的目的。这种传统式校靶必须具备一定的空间，如校靶场必须要有25米或50米的无遮挡空间。飞机必须在校靶前进行水平调整，还需要一个事先准备好的靶板，这些在一定的范围内是能够办到的。但是，在一些场合就有些困难，例如在航空母舰上，因为武器载体在舰船上，要想飞机一直保持水平状态几乎是不可能的。不但不能保持水平，而且随着船体在水面上漂浮，可能还会上下、左右不停摇晃。在这样的状态下如还要采用传统方法校靶，肯定是不行的。再者，50米、25米的空间在有一些机场也是较困难的，对于直升飞机就更是如此了。

因此就需要根据飞机自身进行校靶。根据不同的原理，目前有多种自身校靶的方法，如电磁模式、惯导模式，但这两种模式结构复杂，操作难度较大，且造价昂贵，电磁式模式需要增加辅助靶板，惯导自身系统庞大，目前校靶精度难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光自身校靶仪，克服了环境、姿态等条件的限制，根据飞机自身条件，只利用飞机自身进行校准，达到校靶的目的。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种激光自身校靶仪，包括望远部分、分光部分、激光定位部分、激光器部分、接口部分、为激光器部分供电的电源，所述激光器部分发出的激光经分光部分分别入射到望远部分和激光定位部分；

所述望远部分包括激光扩束镜组；

所述分光部分为一个立方棱镜；

所述激光定位部分包括一个十字线光栅和一组调焦透镜；

所述激光器部分包括激光半导体发射管和激光发射镜。

其中，所述接口部分位于激光自身校靶仪的后端，与激光自身校靶仪光轴共轴。

其中，所述立方棱镜是由两个镀膜的90°棱镜胶合而成。

使用上述激光自身校靶仪校靶的方法，包括两个校靶过程，分别为校靶仪定标和自身校靶过程。

其中，所述校靶仪定标是在总装厂对待校设备进行25m校靶，并创建机身标记，该步骤具体如下：

步骤1：妥善安装激光自身校靶仪到待校设备上，放置好靶板，确定安装稳定、可靠；

步骤2：打开激光器电源，观察远处靶板，此时靶板上会有一个明亮的光斑，中心光斑大小不超过5mm，靶板上有一个半径r＝Ф50mm的小圆；

步骤3：调整待校设备，使激光光斑进入半径r＝Ф50mm的靶板小圆；

步骤4：此时在激光自身校靶仪侧面的机身上出现十字激光光斑，调整激光自身校靶仪的调焦透镜焦距，使该激光光斑最细，此时精度也达到最高；

步骤5：根据该激光光斑，在机身上做一个十字标记，完成一次定标；

步骤6：旋转校靶镜，重复步骤5，分别完成三个标记；

其中，所述自身校靶是利用上述机身上的标记，使用激光自身校靶仪进行校靶，该步骤具体如下：

步骤a：妥善安装激光自身校靶仪到待校设备上，确定安装稳定、可靠；

步骤b：打开激光器电源，此时在校靶仪侧面的机身上出现十字激光光斑，调整校靶仪的调焦透镜焦距，使该激光光斑最细；

步骤c：旋转校靶仪，使亮斑寻找到机身上的标记，此时亮斑与机身上的标记距离最近；

步骤d：旋转校靶镜，重复步骤c，依次使亮斑寻找到机身上的三个标记，然后根据激光自身校靶仪的工作原理判断待校设备的变动模式，然后按照相反的方向调整待校设备的调节螺钉，直到亮斑与机身上的标记全部完全重合为止，即完成自身校靶步骤。

本发明的有益效果在于：该激光自身校靶仪原理可靠，结构简单，性能优异，操作方便，能够在不需要25米(或50米)的校靶距离和摆飞机水平的条件下，根据飞机自身标记进行校靶工作。

1)该校靶仪具有传统校靶仪的所有功能。在场地允许，并且能够校飞机水平的情况下，该校靶仪可以作为一般的校靶仪对火炮、雷达、靶板进行校正；

2)满足飞机自身校靶需要，在校靶过程中不需要开阔得校靶场地，飞机自身完成校靶过程，在自校靶过程中飞机不需要校水平，只要将飞机固定好就行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为第一种状态下的工作原理图；

图3为第二种状态下的工作原理图；

图4为第三种状态下的工作原理图；

图5为第四种状态下的工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的一种激光自身校靶仪，包含六部分：望远部分(1)、分光部分(2)、激光定位部分(3)、激光器部分(4)、接口部分(5)、电源(6)，其具体功能和结构如下：

望远系统用于对远处靶面目标的瞄准，包含有激光扩束镜组(7)，可实现对激光的整型和准直，通过调整扩束镜组来完成激光对定点距离的聚焦，可实现激光发射距离50m(或25m)处，激光聚焦中心光斑大小仅为5mm，这样激光的发散角可控制在不大于0.1mrad以内，是较为理想的激光准直系统。

分光部分(2)包含一个立方棱镜(8)，是由两个镀膜的90度棱镜胶合而成，其作用是使激光器发射的激光分为两束，分别入射到望远部分(1)和定位部分。

激光定位部分(3)包含一个十字线光栅(9)和一组调焦透镜(10)，激光通过十字线光栅(9)后，会形成一个明亮的十字线，通过调焦透镜(10)，可以使飞机机体上出现一清晰、宽度不超过1mm的十字亮线。

激光器部分(4)由激光半导体发射管和激光发射镜组组成，激光半导体发射管发出的激光，通过激光发射镜组进行准直和整形，形成一均匀、圆形的激光光斑，射入分光部分(2)。

接口部分(5)位于激光自身校靶仪的后端，与激光自身校靶仪光轴共轴，起着校靶仪与被校轴孔连接和定位的重要作用。

电源(6)部分的作用是给激光器供电，使其稳定的发射激光。

工作原理：

从理论角度上，自身校靶使用一个与待校设备轴线垂直的平面来代替待校设备轴线，将传统的线校靶，转换为面校靶，这样既可以提高校准精度，又可以去掉校靶的空间距离限制。具体解释如下：当首次进行校靶时，在总装厂利用25米的距离进行激光准直校靶，如图2所示。此时，OR表示待校设备中心轴线，以该轴线为圆心旋转一个圆，则该圆与OR垂直。根据线面垂直，则线线垂直的理论，则OR垂直于该圆内任意一条直线，OR⊥OA，OR⊥OB，A和B点为圆上任意两点。根据三角形的稳定性理论，三角形ΔORA，ΔORB和ΔRAB稳定不变。根据三点确定一个圆的理论，O、A、B三点唯一确定该圆。因此，待校设备轴线OR与该圆具有稳定的相对关系，可以通过校准该圆来达到校准OR的目的。

当待校设备进行上下俯仰变动时，轴线与对应A和B点变动为图3中的虚线位置；当待校设备进行左右摇摆变动时，轴线与对应A和B点变动为图4中的虚线位置；当待校设备进行前后滑动时，轴线与对应A和B点变动为图5中的虚线位置。根据标记点不同位置，即可达到对待校设备轴线校靶的目的。

激光自身校靶仪巧妙的将线校靶转换为面校靶，将激光的单向性和聚集性应用在航空校靶工作之中，同时又利用传统光学校准原理，利用独立的传统光学系统对激光校靶进行检测。二者各自独立，又相辅相成，浑然一体。

校靶原理：使用一个与火炮轴线垂直的平面来代替火炮轴线，将传统的线校靶，转换为面校靶，这样既可以提高校准精度的，又可以去掉校靶的空间距离限制。

激光器发出的激光通过分光棱镜分为两束：一束通过光学扩束系统，投射到靶板上，满足激光光斑不大于5mm；另一束投射到机身上，通过光栅(9)和调焦透镜(10)，使激光光斑清晰、不大于1mm。

激光自身校靶仪的校靶流程：

激光自身校靶仪的校靶流程主要包含两个校靶过程，分别为校靶仪定标和自身校靶过程。

校靶仪定标：该步骤的作用是在总装厂对火炮进行25m校靶，并创建机身标记。该步骤如下：

步骤1：妥善安装激光自身校靶仪到待校设备上，放置好靶板，确定安装稳定、可靠。

步骤2：打开激光器电源(6)，观察远处靶板，此时靶板上会有一个明亮的光斑，中心光斑大小不超过5mm，靶板上有一个半径r＝Ф50mm的小圆。

步骤3：调整待校设备，使激光光斑进入半径r＝Ф50mm的靶板小圆。

步骤4：此时在校靶仪侧面的机身上出现十字激光光斑。调整校靶仪的调焦透镜焦距，使该激光光斑最细，此时精度也达到最高。注：如果机身上十字线的位置不理想，可通过旋转校靶仪进行调节。

步骤5：根据该激光光斑，在机身上做一个十字标记，完成一次定标。

步骤6：旋转校靶镜，重复步骤5，分别完成三个标记。在定标的过程中，使三个标记之间校靶镜的旋转角度尽可能的大一些，这可以增加定标的质量。

自身校靶：该步骤的作用是利用机身上的标记，使用校靶镜进行校靶。该步骤如下：

步骤a：妥善安装校靶仪到待校设备上，确定安装稳定、可靠。

步骤b：打开激光器电源(6)，此时在校靶仪侧面的机身上出现十字激光光斑。调整校靶仪的调焦透镜焦距，使该激光光斑最细。

步骤c：旋转校靶仪，使亮斑寻找到机身上的标记，此时亮斑与机身上的标记距离最近。

步骤d：旋转校靶镜，重复步骤c，依次使亮斑寻找到机身上的三个标记。然后根据激光自身校靶仪的工作原理判断待校设备的变动模式，然后按照相反的方向调整待校设备的调节螺钉，直到亮斑与机身上的标记全部完全重合为止，即完成自身校靶步骤。

综上所述，激光自身校靶在首次飞机校靶时，主要是依靠激光校靶镜的准直原理寻找到投射到机身上的标记点，为以后再使用时奠定基础，这些工作主要在飞机制造厂总装车间完成。而飞机出厂后，在部队上使用过程中，只需要进行自身校靶即可，也就是使激光十字斑点投射到飞机自身上，并使光斑作圆周运动，只要使其轨迹能对上三个标记点即可。此工作时，飞机可以在任意姿态下进行，无需调水平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光自身校靶仪，其特征在于：包括望远部分(1)、分光部分(2)、激光定位部分(3)、激光器部分(4)、接口部分(5)、为激光器部分(4)供电的电源(6)，所述激光器部分(4)发出的激光经分光部分(2)分别入射到望远部分(1)和激光定位部分(3)；

所述望远部分(1)包括激光扩束镜组(7)；

所述分光部分(2)为一个立方棱镜(8)；

所述激光定位部分(3)包括一个十字线光栅(9)和一组调焦透镜(10)；

所述激光器部分(4)包括激光半导体发射管和激光发射镜。

2.根据权利要求1所述的一种激光自身校靶仪，其特征在于：所述接口部分(5)位于激光自身校靶仪的后端，与激光自身校靶仪光轴共轴。

3.根据权利要求1所述的一种激光自身校靶仪，其特征在于：所述立方棱镜(8)是由两个镀膜的45°棱镜胶合而成。

4.使用权利要求1所述激光自身校靶仪校靶的方法，其特征在于：包括两个校靶过程，分别为校靶仪定标和自身校靶过程。

5.根据权利要求4所述使用激光自身校靶仪校靶的方法，其特征在于：所述校靶仪定标是在总装厂对待校设备进行25m校靶，并创建机身标记，该步骤具体如下：

步骤1：妥善安装激光自身校靶仪到待校设备上，放置好靶板，确定安装稳定、可靠；

步骤2：打开激光器电源(6)，观察远处靶板，此时靶板上会有一个明亮的光斑，中心光斑大小不超过5mm，靶板上有一个半径r＝Ф50mm的小圆；

步骤3：调整待校设备，使激光光斑进入半径r＝Ф50mm的靶板小圆；

步骤4：此时在激光自身校靶仪侧面的机身上出现十字激光光斑，调整激光自身校靶仪的调焦透镜(10)焦距，使该激光光斑最细，此时精度也达到最高；

步骤5：根据该激光光斑，在机身上做一个十字标记，完成一次定标；

步骤6：旋转校靶镜，重复步骤5，分别完成三个标记。

6.根据权利要求5所述使用激光自身校靶仪校靶的方法，其特征在于：所述自身校靶是利用上述机身上的标记，使用激光自身校靶仪进行校靶，该步骤具体如下：

步骤a：妥善安装激光自身校靶仪到待校设备上，确定安装稳定、可靠；

步骤b：打开激光器电源(6)，此时在校靶仪侧面的机身上出现十字激光光斑，调整校靶仪的调焦透镜(10)焦距，使该激光光斑最细；

步骤c：旋转校靶仪，使亮斑寻找到机身上的标记，此时亮斑与机身上的标记距离最近；

步骤d：旋转校靶镜，重复步骤c，依次使亮斑寻找到机身上的三个标记，然后根据激光自身校靶仪的工作原理判断待校设备的变动模式，然后按照相反的方向调整待校设备的调节螺钉，直到亮斑与机身上的标记全部完全重合为止，即完成自身校靶步骤。