CS199068B1 - Zařízení pro automatické vyhodnocování obzorníkových souřadnic ohnivé koule jaderného výbuchu - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro automatické vyhodnocování obzorníkových souřadnic ohnivé koule jaderného nebo obdobného výbuchu. Lze jím vyhodnocovat i souřadnice odvozené z obzorníkových souřadnic.

Známá zařízení pro tento účel mají řadu nevýhod, které spočívají v nutnosti používání rychle rotujících členů optických širokoúhlých soustav. Zvláště obtížné je uspokojivé vyřešení současného měření výšky i azimutu s potřebnou vysokou přesností pro malé úhlové hodnoty výšky nad horizontem. Nevýhodou obvykle též bývá teplotní a mechanická nestabilita složitých konstrukčních soustav a rotujícími Členy a obtížné zachování funkce schopnosti při nízkých, popřípadě vysokých teplotách. Velmi obtížné je u těchto konstrukčních soustav zajistit spolehlivý pohon rotujících členů a odstranit nebo alespoň potlačit světelné ztráty.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu zařízení pro automatioké vyhodnocování obzorníkových souřadnic ohnivé koule jaderného výbuchu, které sestává z optické zobrazovací soustavy s kruhovým obrazovým polem a z elektrooptického měřiče obrazu na signál. Jeho podstata spočívá v tom, že obsahuje neprůsvitnou masku tvořící referenční obrazec pro vyhodnocovací obzorníkových souřadnic a optická zobrazovací soustava je tvořena

199 068

199 068 objektivem, jehož prostorový úhel záběru je v rozmezí od 120° do 220°, v jehož obrazová rovině leží kolmo na jeho optickou osu fotocitlivá vrstva elektrooptického měniče obrazu na signál. Přitom elektrooptický měnič obrazu na signál obsahuje ve svém zapojení elektronickou soustavu pro rozklad obrazu v radiálních paprscích.

Kromě toho, že zařízení podle vynálezu z největší míry odstraňuje nevýhody a závady dosavadních známých konstrukcí, přináSl toto zařízení mnoho dalěích výhod, z nichž za nejdůležltější lze považovat, že lze pro jeho realizaci použit dostupných známých přístrojů a optických členů a pokud tyto prvky způsobují každý o sobě nepřesnosti měřeni, pak se tyto nepřesnosti Jejich vzájemných nastavení podle vynálezu, a zvláStě pak použitím neprůsvitné masky tvořící referenční obrazec, potlačují na zanedbatelnou míru, takže výsledky měření prováděného zařízením podle vynálezu vykazují dosud nedosaženou přesnost a měření a jeho vyhodnocení vyžaduje velmi krátký časový interval. Zařízení podle vynálezu snižuje nepřesnost měření též tím, že rychlost měření dovoluje výhodnocovat ohnivou kouli v jejím zárodku, kde se jeětě jeví přibližně Jako bod, jehož obzorníkové souřadnice se mohou nejsnáze vyhodnotit, popřípadě lze vyhodnotit obzorníkové souřadnice po sobě rychle následujících několika výbuchů i směrově blízkých. Lze použít takových objektivů, které mají dostatečně velkou vzdálenost obrazové roviny od výstupní čočky objektivu, takže Je možno dobře chránit před účinkem radiace i tlakové vlny jak fotocitlivou vrstvu, tak celý elektrooptický měnič obrazu na signál. Přesnosti měřeni a vyhodnocováni obzorníkových souřadnic pak velmi napomáhá použiti elektronické soustavy v zapojení elektrooptického měniče obrazu na signál, která rozkládá obraz místo obvyklým řádkováním nebo ve spirále v radiálních paprscích, jdoucích buď od středu obrazu k jeho okraji v obrazové rovině, nebo obráěeně od okraje ke středu obrazu. Zařízení vzhledem k tomu, že má velmi málo součástí, a především, že nemá žádné pohybující se součásti, kupříkladu rotující, je velmi pevné, odolné proti otřesům a lze je instalovat i v dopravních prostředcích. Přitom použitím elektrooptického měniče obrazu na signál je samozřejmé, že obsluha zařízení může být jakkoli vzdálena od samotného zařízení, takže není vystavena účinkům jaderného výbuchu. Zařízení lze používat jak při extrémně vysokých, tak i nízkých teplotách. Široký úhel záběru objektivu umožňuje zobrazit v obrazové rovině co největší část protoru i pod vodorovnou rovinou horizontu. Konstrukce zařízení umožňuje jeho snadnou montáž i demontáž v případě jeho oprav a po opětném uvedení zařízení do chodu téměř zcela zaniká potřeba justážních operací.

Z hlediska jednoduchosti a malé zranitelnosti zařízení je výhodné, když neprůsvitné maska, tvořící referenční obrazec, se umístí přímo v obrazové rovině objektivu a před objektivem je souose s jeho optickou osou uloženo světlen*ozptylující rotační těleso.

Toto uspořádání umožňuje co největší využití obrazového pole objektivu, tudíž oo největší záběr prostoru objektivem při docílení velkého jasu a kontrastu obrazu referenčního obrazce.

199 068

Může však být výhodné, kupříkladu pro dokonalou justáž a cejchování zařízení, když ae neprůsvitná maska tvaru rotačního tělesa uloží před objektivem ve směru dopadajících světelných paprsků z prostoru. Uložení je souosé s optickou osou objektivu a vzdálenost neprůsvitné masky od objektivu je taková, aby neprůsvitná maska ležela v poli hloubky ostrosti, to znamená, že při zaostření objektivu na vzdálenost nekonečno se referenční obrazce na neprůsvitné masce zobrazuje ostře v obrazové rovině objektivu. Uspořádání podle tohoto význaku si sice vyžaduje část obrazového pole, čili neprůsvitná maska zabírá část zobrazovaného prostoru, její použití v tomto uspořádání však dává přesnější výsledky měření a Justáže zařízení. Na straně neprůsvitná masky odvrácené od objektivu se uloží světlorozptylující rotační těleso, jehož osa rotace je totožná s optickou osou objektivu. Vytvoření zařízení podle tohoto význaku dává jasný a kontrastní obraz referenčního obrazce.

Konkrétní příklady provedení zařízení podle vynálezu jsou znázorněny na připojeném výkresu, kde obr. 1 představuje schéma zařízení včetně vyhodnocovaného prostoru v řezu rovinou vedenou optickou osou objektivu, obr. 2 znázorňuje pohled ve směru optické osy na fotocitlivou vrstvu a obr. 3 axonometrický pohled na část světlorozptylujícího rotačního tělesa a nanesenou na něm neprůsvitnou maskou vytvářející referenční obrazec.

Zařízení v příkladném provedení podle obr. 1 sestává z objektivu 2, jehož zobrazovací pole zabírá vnější prostor o prostorovém úhlu 200°. V obrazové rovině objektivu £ leží fotoeitlivá vrstva 2 kolmo k optické ose £ objektivu 2· Vzhledem k tomu, že objektiv £ patří mezi širokoúhlé objektivy, má velkou hloubku ostrosti, to znamená, že v obrazové rovině objektivu 2 se při jeho nastavení na vzdálenost nekonečno zobrazují ostře předměty, vzdálené od objektivuj směrem do prostoru £ řádově jen několik decimetrů, což dovoluje, že zařízení nese kolem objektivu J v prostoru £ neprůsvitnou masku 2, která má v daném příkladu provedení válcovitý tvar a je kolem objektivu 2 rozprostřena souose s jeho optickou osou £ v prostoru hloubky ostrosti v blízkosti roviny 10 horizontu. Neprůsvitná maska 2 nese referenční obrazec 8. Kolem stěny neprůsvitná masky 2 odvrácené od objektivu J je vytvořeno světlorozptylující rotační těleso 2, v daném příkladu provedení rovněž válcového tvaru souosého s optickou osou £ objektivu 2· Světlorozptylující rotační těleso 2 přečnívá přes okraj neprůsvitné masky 2 nesoucí referenční obrazec 8. Referenční obrazec 8 v daném příkladu provedení podle obr. 3 má tvar pravoúhlých zubů 14. jejichž svislé okraje 12, odpovídají vztažným hodnotám azimutu, jež jsou kupříkladu celistvým násobkem 10°, a jejichž horní okraje 16 a spodní okraje 17 odpovídají dvěma vztažným hodnotám výšky například -11° a -12°.

Světlorozptylující rotační těleso 2 J® vytvořeno bu3 jako běžná známá matnice, nebo může být, jak je znázorněno v provedení podle obr. 3, z průhledného materiálu, který je svém povrchu přivráceném k objektivu 2 opatřen rýžkami 12, vytvořenými ve směru povrchových přímek světlorozptylujícího rotačního tělesa 2i a na svém povrchu odvráceném od

199 068 objektivu g je opatřen rýhami 11. vytvořenými kolmo na směr rýžek 12. Tato kombinace rýh 11 a rýžek 12 vytváří velmi dobrý rozptyl světla. Neprúavitnou masku 2 Je možno, jak je právě znázorněno v příkladu provedení podle obr. 3, nanést přímo na povrch světlorozptylujícího rotačního tělesa který je přivrácen k objektivu g.

Podle příkladného provedení z obr. 2 je možno nanést neprůsvitnou masku 2 přímo do obrazové roviny objektivu g, čili přímo na fotocitlivou vrstvu g. Pak odpadá vně objektivu g umístěná neprůsvitné maska 2, jak je znázorněná v obr. 1.

Tato fotocitlivá vrstva g je součástí blíže nepopsaného elektrooptického měniče obrazu na signál, který je připojen na daláí elektronické přístroje pro vyhodnocování obrazu vnějšího prostoru g a ve svém zapojení obsahuje elektronickou soustavu pro rozklad obrazu zachyceného na fotocitlivé vrstvě g v radiálních paprscích 6 oscilujících mezi okrajem a středem zachyceného obrazu.

Funkce tohoto zařízení spočívá v tom, Že ihned po jaderném výbuchu, kdy jeho ohnivá koule 1 ee jeví velmi malá, téměř bodová, dopadnou jí vyzářené paprsky přes objektiv g na fotocitlivou vrstvu g, na níž je neustále zobrazén referenční obrazec 8, at je již jím opatřena neprůsvitné maska 2 uspořádána podle obr. 1 a obr. 3 nebo podle obr. 2. Postupně probíhající radiální paprsky 6 Jednak neustále zachycují kontury obrazu referenčního obrazce 8, čímž zachycují vztažné souřadnice azimutu i výšky, jednak zachytí obraz 13 ohnivé koule 1. Z úhlové polohy radiálního paprsku 6 v okamžiku zachycení obrazu ohnivé koule 1 vůči svislému okraji 15 některého pravoúhlého zubu 14 v obrazu referenčního obrazce 8 se vyhodnotí azimut a z délky radiálního paprsku 6 mezi obrazem ohnivé koule 1 a některým z horního okraje 16 nebo dolního okraje 17 pravoúhlého zubu ee vyhodnotí úhlová výška obrazu 13 ohnivé koule nad popřípadě pod rovinou 10 horizontu podle uspořádání zařízení a jeho umístění v terénu. Vyhodnocení délky a úhlu radiálního paprsku 6 provádějí další blíže nepopsané elektronické přístroje připojené na výstup elektrooptického měniče obrazu na signál, který obsahuje fotocitlivou vrstvu g.

Funkce evětlorozptylujícího tělesa g spočívá v tom, že kontury referenčního obrazce 8 vytvořeného na neprůsvitné masce 2, jsou rozptýleným světlem v oblasti pod ohnivou koulí 1 jasně osvětleny bez promítnutí předmětů z okolního prostoru g na fotocitlivou vrstvu g, takže obraz referenčního obrazce 8 v oblasti obrazu 13 ohnivé koule 1 se jeví na fotocitlivé vrstvě g kontrastně.

Pokud se naprůsvitná maska 2 umístí přímo do fotocitlivé vrstvy g, jak je znázorněno na obr. 2, pak referenční obrazec 8 tvoří v obrazové rovině objektivu g přímo svůj obraz a funkce zařízení zůstává nezměněna včetně funkce evětlorozptylujícího rotačního tělesa g, které je uloženo jako v příkladu provedení podle obr. 1.

Je samozřejmé, že zařízení podle vynálezu může být opatřeno různými filtry a to jednak pro vyhodnocování ohnivé koule jen v úzkém spektrálním oboru at již viditelného nebo neviditelného světla, a Jednak pro potlačení nadměrného jasu prostoru v nadhlavníku

199 068 vůči nižšímu jasu prostoru v těsné blízkosti horizontu. Déle může být zařízení podle vynálezu vybaveno automatickou clonovou regulací otvoru objektivu pro vyrovnání rychlého výkyvu jasu zobrazovaného prostoru.

Zařízení podle vynálezu lze využít pro vyhodnocování obzorníkových souřadnic ohnivé koule zejména jaderných, ale i jiných výbuchů a to jak pro vojenské, tak i pro civilní účely. V případě spřažení dvou nebo více zařízení podle vynálezu, umístěných na stanovištích vzájemně odlehlých, a případného jejich doplnění o další vyhodnovací přístroje lze měřit i zeměpisné souřadnice ohnivé koule a její absolutní výšku nad terénem.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Zařízení pro automatické vyhodnocování obzorníkových souřadnic ohnivé koule jaderného výbuchu, sestávající z optické zobrazovací soustavy s kruhovým obrazovým polem a z elektrooptického měniče obrazu na signál, vyznačené tím, že obsahuje neprůsvitnou masku (2) tvořící referenční obrazec (8) pro vyhodnocení obzorníkových souřadnic a optická zobrazovací soustava je tvořena objektivem (3) o prostorovém úhlu (2) záběru od 120° do 220°, v jehož obrazové rovině leží kolmo na Jeho optickou oau (4) fotocitlivá vrstva (5) elektrooptického měniče obrazu na signál, přičemž elektrooptický měnič obrazu na signál obsahuje ve svém zapojení elektronickou soustavu pro rozklad obrazu v radiálních paprscích (6).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že neprůevltná maska (2) je uložena v obrazové rovině objektivu (3) a před objektivem (3) je souose s jeho optickou osou (4) uloženo světlorozptylující rotační těleso (7) pro vytvoření jasného a kontrastního obrazu referenčního obrazce (8).

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že neprůsvitná maska (2) tvaru rotačního tšleea je uložena před objektivem (3) souose s jeho optickou osou (4) ve vzdálenosti hloubky ostrosti objektivu (3) a na straně neprůsvitná masky (2) odvrácené od objektivu (3) je souose s optickou osou (4) objektivu (3) uloženo světlorozptylující rotační těleso (7) pro vytvoření jasného a kontrastního obrazu referenčního obrazce (8).