PL203746B1 - Kompensator optyczny odpracowujący nastawy do strzelania w celownikach lunetowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kompensator optyczny odpracowujący nastawy do strzelania w celownikach lunetowych, użyteczny zwłaszcza podczas strzelania z broni przeciwlotniczej.

Znanym dotychczas tego typu urządzeniem jest zgłoszony do ochrony w Polsce amerykański patent pt.: „Układ automatycznego naprowadzania celownika nr PL 176 657, który praktycznie jest urządzeniem do nauki wycelowania z wybranych egzemplarzy broni strzeleckiej i poprawnego oddania strzału amunicją „ślepą. Według opisu jego istota sprowadza się do naprowadzania celownika, nadajnika laserowego zamocowanego na broni małokalibrowej, który to nadajnik posiada wzbudnik laserowy emitujący wiązkę laserową z możliwością ustawiania jej kierunku według współrzędnych azymutu i kąta celowania. Zawiera on także zestaw optyczny układu, wytwarzający obraz siatki celowniczej widzianej przez użytkownika. Jest on zamocowany w podstawie, do której przytwierdzone są też elementy podpierające broń, umożliwiające użytkownikowi nastawienie azymutu i kąta celowania broni do wycelowania jej w obraz siatki celowniczej i utrzymania broni we właściwej pozycji. Posiada ona także kolejny, zamontowany w podstawie zestaw optyczny odbierający wiązkę laserową i wytwarzający sygnał błędu odpowiadający przesunięciu między odebraną lokalizacją wiązki laserowej, a obrazem siatki celowniczej. Ponadto ma głowicę naprowadzającą połączoną z nadajnikiem laserowym do sterowania wiązki laserowej według azymutu i kąta celowania. Układ sterowania połączony jest z głowicą naprowadzającą i z drugim układem optycznym pobudzającym laser i nastawiającym nadajnik laserowy, wykorzystując przy tym sygnał błędu do sterowania wiązki laserowej według azymutu i kąta celowania, dopóki wiązka laserowa nie pokryje się z celownikiem broni.

Z opisu patentowego USA nr 3 685 159 znany jest sposób, polegający na przesunięciu w czasie procesu naprowadzania uzbrojenia w stosunku do procesu śledzenia i wyznaczania kąta wyprzedzenia. W pierwszej kolejności następuje śledzenie celu, określenie jego prędkości kątowej poprzez pomiar prędkości kątowej śledzenia, a następnie na podstawie tej prędkości dokonuje się wyliczenia kąta wyprzedzenia i naprowadzenie uzbrojenia na punkt wyprzedzony.

Natomiast z polskiego opisu patentowego nr 158 892 znany jest sposób pomiaru prędkości i położenia toru szybko przemieszczających się przedmiotów zwłaszcza pocisków, polegający na pomiarze prędkości przemieszczającego się przedmiotu w obszarze toru X, gdzie umieszcza się co najmniej dwa czujniki uderzeniowej fali dźwiękowej. Prędkość przemieszczającego się przedmiotu określa się na podstawie różnicy czasów czujników oraz ich położenia względem toru. Natomiast pomiar położenia toru X przemieszczającego się przedmiotu dokonuje się za pomocą co najmniej trzech czujników uderzeniowej fali dźwiękowej usytuowanych w obszarze toru X i z różnicy czasów ich reakcji oraz przestrzennego położenia czujników. Określenie odcinka toru X wyznacza się z kolei za pomocą pomiaru kolejnych punktów jego położenia.

Znane jest również zgłoszenie patentowe nr P - 347007 pt.: „Celownik kolimatorowy z ruchomym, sterowanym elektronicznie zwierciadłem, w którym zwierciadło ma dwa stopnie swobody względem obudowy celownika, przy czym płaszczyzna zawierająca osie obrotu zwierciadła w kierunku X i w kierunku Y jest pochylona pod kątem β = 0 - 60° do osi optycznej obiektywu. Celownik ma dwa niezależne mechanizmy obrotu osi X i obrotu osi Y.

Przedstawiana istota rozwiązania została zawarte częściowo w opisie patentowym nr 149 784 pt.: „Celownik. Jednak przedmiot wynalazku został wykorzystany jako przyrząd chirurgiczny, zwany dalej celownikiem, mający zastosowanie w ortopedii i traumatologii. Okazał się on szczególnie użyteczny przy zakładaniu stabilizatorów zewnętrznych oraz aparatów do wydłużania kończyn Charakteryzuje się on jednak tym, że nie umożliwia precyzyjnego względem siebie wprowadzania wszczepów w odł amy kostne, przez co staje się utrudnione, czasami wrę cz niemoż liwe zał oż enie stabilizatora zewnętrznego. Celownik według wynalazku składa się z płytek z przelotowymi otworami, które umocowane są na przesuwnych kostkach, umieszczonych na prowadnicy.

Istotą wynalazku jest kompensator optyczny odpracowujący nastawy do strzelania w celownikach lunetowych umieszczony na wejściu celownika lunetowego (przed jego obiektywem), który zapewnia dowolne sterowanie kątem nachylenia wiązek promieni świetlnych wchodzących do tego celownika, względem jego osi optycznej. Kompensator składa się z dwóch menisków (dodatniego i ujemnego), których bezwzglę dne wartoś ci ogniskowych są sobie równe. Meniski umieszczone są w oprawach w postaci ramek. Pierwszy z menisków (położony bliż ej obiektywu) umieszczony jest w ramce nieruchomej, połączonej z oprawą obiektywu. Drugi menisk umieszczony jest w ruchomej ramce podwójnej w układzie szufladkowym i połączony jest na stałe z ramką wewnętrzną tego układu,

PL 203 746 B1 mając możliwość przemieszczania się wraz z nią wewnątrz ramki zewnętrznej wzdłuż jej prowadnic bocznych. Ramka zewnętrzna połączona jest z oprawą menisku pierwszego (ramką nieruchomą) w taki sposób, że może przemieszczać się względem tej oprawy w kierunku prostopadłym do kierunku przemieszczania ramki wewnętrznej.

Dzięki takiemu ustawieniu drugi menisk ma możliwość przemieszczania się w płaszczyźnie równoległej do oprawy menisku pierwszego, w dwóch wzajemnie do siebie prostopadłych kierunkach.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość zastosowania kompensatora optycznego w celownikach lunetowych do każdej broni, w której nastawy do strzelania przyjmują duże wartości co ma miejsce, szczególnie w broni przeciwlotniczej. Możliwość taka do tej pory nie istniała, a nawet była jednym z nierozwiązanych problemów, ze względu na ścisłe powiązanie pomiędzy powiększeniem wizualnym celownika, jego kątem pola widzenia i zdolnością rozdzielczą a wartością nastawy do strzelania, która nie może przekraczać połowy kąta pola widzenia celownika. Duża nastawa to duży (co najmniej dwa razy większy niż nastawa) kąt pola widzenia celownika, z kolei duży kąt pola widzenia to automatycznie małe powiększenie celownika i mała zdolność rozdzielcza. Te dwa ostatnie parametry celownika - powiększenie i zdolność rozdzielcza, mają bezpośredni wpływ na zasięg wykrycia i rozpoznania celu, a także dokładność jego śledzenia oraz precyzję prowadzenia strzelania.

Kompensator optyczny według wynalazku może współpracować z każdym celownikiem lunetowym dziennym, nocnym czy dzienno - nocnym o minimalnym kącie pola widzenia i maksymalnym powiększeniu. Zapewnia to uniwersalizację konstrukcji celowników jeżeli chodzi o ich przeznaczenie. Celowniki przeznaczone do strzelań naziemnych będą mogły być wykorzystane do strzelań przeciwlotniczych i odwrotnie z równym powodzeniem. Uproszczeniu ulegnie również konstrukcja celownika podstawowego, w którym będzie tylko jeden znaczek celowniczy widziany w środku pola widzenia, na jego osi optycznej. Zbędne staną się zatem skale kątów celownika i kątów wyprzedzeń bocznych (nanoszone lub projektowane na płytkę ogniskową), ruchome znaczki celownicze itp. rozwiązania. Zdecydowanie ułatwi to celowniczemu proces śledzenia celu i prowadzenie ognia.

W przypadku wyposażenia celownika w dalmierz laserowy zapewni identyczne sterowanie wiązką laserową. Umożliwi to pomiar odległości do śledzonego celu w dowolnym momencie (w dotychczasowych rozwiązaniach kolejny pomiar odległości do celu wymagał wyzerowania już istniejących nastaw), a tym samym ciągłą aktualizację nastaw do strzelania.

Istotę działania urządzenia, będącego przedmiotem wynalazku przedstawia fig. 1 i fig. 2, a kompensator optyczny odpracowują cy nastawy do strzelania w celownikach lunetowych fig. 3.

Kompensator składa się z: nieruchomej, połączonej z oprawą obiektywu celownika ramki 1 z zamocowanym w niej meniskiem 2 posiadającej naśrubnicę 3, ruchomej ramki wewnętrznej 4 z zamocowanym w niej meniskiem 5, posiadającej naśrubnicę 6 i ramki zewnętrznej 7, w której zamocowana jest śruba pociągowa 8 napędzana silnikiem wykonawczym 9, oraz śruba pociągowa 10 napędzana silnikiem wykonawczym 11.

Zasada działania kompensatora optycznego odpracowującego nastawy do strzelania w celownikach lunetowych według wynalazku jest następujące: przy współosiowym ustawieniu obydwu menisków 2 i 5 wiązki promieni świetlnych nie są odchylane, nie zmieniają swego poprzedniego kierunku biegu, co przedstawia fig. 1. Natomiast wiązki świetlne na wejściu układu tworzące z osią optyczną dowolny kąt „δ mogą być na wyjściu układu równoległe do jego osi przez odpowiednie przemieszczenie menisku 5 względem menisku 2 w płaszczyźnie prostopadłej do osi układu o wartość „X, co przedstawia fig. 2. Powyższe przemieszczenie jest możliwe dzięki ich wzajemnemu sprzężeniu, przedstawionemu na fig. 3, gdzie ramka 1, połączona z oprawą celownika, wraz z zamocowanym w niej meniskiem 2 i naśrubnicą 3 jest stale nieruchoma, ramka 4 wraz z zamocowanym w niej meniskiem 5 za pomocą naśrubnicy 6 połączona jest z ramką zewnętrzna 7 poprzez śrubę pociągową 8, która obracana przez silnik wykonawczy 9, przemieszcza ramkę 4 w pionie, co skutkuje odchyleniem wchodzących wiązek świetlnych w płaszczyźnie pionowej, śruba pociągowa 10, obracana przez silnik wykonawczy 11, przemieszcza ramkę 7 względem ramki 1 w kierunku poziomym, co skutkuje odchyleniem wchodzących wiązek świetlnych w płaszczyźnie poziomej. Sterując pracą silników wykonawczych 9 i 11 według określonego algorytmu można doprowadzić do tego, że obrazy obiektów faktycznie znajdujących się poza polem widzenia celownika będą powstawały na jego osi optycznej.

Kompensator optyczny odpracowujący nastawy do strzelania w celownikach lunetowych może być stosowany w przemyśle obronnym.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kompensator optyczny odpracowujący nastawy do strzelania w celownikach lunetowych zawierający zespół optyczny i elektromechaniczny układ przestrajania, znamienny tym, że składa się z nieruchomo połączonej z oprawą obiektywu celownika ramki (1) z zamocowanym w niej meniskiem (2) posiadającej naśrubnicę (3), ruchomej ramki wewnętrznej (4) z zamocowaną w niej meniskiem (5), posiadającej naśrubnicę (6) i ramki zewnętrznej (7), w której zamocowana jest śruba pociągowa (8) napędzana silnikiem wykonawczym (9) oraz śruba pociągowa (10) napędzana silnikiem wykonawczym (11).
2. 2. Kompensator optyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół optyczny składający się z menisku (2) i menisku (5), których odpowiednie płaszczyzny główne nawzajem się pokrywają, są umieszczone w ten sposób, że posiadają możliwość równoległego przemieszczania się w stosunku do siebie.
3. 3. Kompensator optyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że przemieszczenie menisku (5) względem nieruchomego menisku (2) w pionie wprowadza nastawę do strzelania w płaszczyźnie pionowej, a przemieszczenie menisku (5) względem menisku (2) w poziomie wprowadza nastawę poziomą.
4. 4. Kompensator optyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica menisku (5) musi być co najmniej dwukrotnie większa od średnicy menisku (2).
5. 5. Kompensator optyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że przez przemieszczenie menisku (5) względem nieruchomego menisku (2) wprowadza do celownika lunetowego wiązki promieni świetlnych z poza kąta jego pola widzenia, umożliwiając śledzenie i prowadzenie ognia do obiektów znajdujących się w przestrzeni nie obejmowanej normalnym kątem pola widzenia celownika lunetowego, z którym współpracuje.
6. 6. Kompensator optyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada możliwość współpracy z celownikiem wyposażonym w dalmierz laserowy przez co zapewnia pomiar odległości do śledzonego obiektu w dowolnym momencie bez potrzeby zerowania wcześniej odpracowanych nastaw.