RU2183808C2

RU2183808C2 - Optical sight of missile guidance system

Info

Publication number: RU2183808C2
Application number: RU99127401A
Authority: RU
Inventors: В.В. Долгов; Н.Н. Коечкин; Э.Л. Матвеев; С.Л. Погорельский; Н.Н. Рублев; А.Г. Шипунов
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2002-06-20

Abstract

FIELD: optical guidance systems of self-propelled projectiles, applicable in guided weapon systems with tele-orientation in a laser beam. SUBSTANCE: the guidance system optical sight has sighting, range-finding channels and a missile guidance channel consisting of optically matched radiation source, modulator, plane-parallel plate provided with a traversing mechanism consisting of a motor with a reduction gear and an initial position sensor with a motor control circuit, and an optical system with a variable focal length, besides, the sight uses also a missile-type selection device, programmer, non-linear rotation transmission mechanism mechanically linked with the motor reduction gear and the plane-parallel plate, provided with a return device coupled to the programmer and motor control circuit. The output bus-bar of the missile-type selection device is coupled to the programmer inputs, whose other inputs and outputs are connected to the control bus-bar of the missile guidance system, one more input of the programmer is connected to the initial position sensor, and one more input-to the output bus-bar of the range-finding channel, whose input is connected to the control bus-bar of the missile guidance system. EFFECT: enhanced noise immunity of the guidance system. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим прицельным приспособлениям систем наведения самодвижущихся снарядов и может быть использовано в системах управляемого оружия с телеориентацией в луче лазера. The invention relates to optical sights of guidance systems for self-propelled shells and can be used in systems of guided weapons with tele-orientation in the laser beam.

В настоящее время широко известны системы наведения, использующие принцип телеориентации управляемого снаряда в лазерном луче, информационная ось которого совмещена с линией визирования цели [1-4]. Основной проблемой, возникающей в таких системах, является проблема помехозащищенности, включающая в себя вопросы помехоустойчивости оптической линии связи и вопросы скрытности. At present, guidance systems using the principle of teleorienting a guided projectile in a laser beam, the information axis of which is combined with the line of sight of the target, are widely known [1-4]. The main problem that arises in such systems is the noise immunity problem, which includes the noise immunity of the optical communication line and the issues of stealth.

Помехоустойчивость линии связи "цель - визирный канал" и "лазерный канал наведения - приемник управляемого снаряда" в таких системах существенно снижается вследствие скопления дыма двигателя снаряда именно на линии визирования, что при малых боковых ветрах может приводить как к срыву управления снарядом, так и к потере видимости цели оператором. The noise immunity of the target-target channel and the laser guidance channel-guided projectile receiver in such systems is significantly reduced due to the accumulation of smoke from the projectile’s engine precisely on the line of sight, which can lead to disruption of projectile control during small crosswinds loss of visibility of the target by the operator.

Скрытность аналогичных систем при современном уровне развития и оснащения техники детекторами лазерного излучения практически пропадает и наложение лазерного луча наведения на цель в течение всего времени наведения дает противнику достаточно много времени для оказания противодействия (дымовые помехи для канала наведения, лазерное противодействие для визирного канала и т.п.). The secrecy of similar systems at the current level of development and equipping of technology with laser radiation detectors practically disappears and the application of a laser targeting beam during the entire guidance time gives the enemy a lot of time to counter (smoke interference for the guidance channel, laser counteraction for the target channel, etc. P.).

Информационное сканирование поля управления лазерным лучом, которое используется в системах [2, 3], не приводит к повышению их помехозащищенности. Хотя в такой системе и осуществляются отклонения лазерного луча относительно линии визирования, информационная ось луча наведения остается совмещенной с линией визирования и снаряд ориентируется вдоль нее. Information scanning of the laser beam control field, which is used in systems [2, 3], does not lead to an increase in their noise immunity. Although the laser beam deviates relative to the line of sight in such a system, the information axis of the guidance beam remains aligned with the line of sight and the projectile is oriented along it.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является оптический прицел [5], лишенный недостатка, присущего всем вышеописанным системам. Конструкция прицела [5] позволяет производить наведение снаряда на цель с отклонением его от линии визирования на начальном участке траектории. The closest in technical essence to the present invention is an optical sight [5], devoid of the disadvantage inherent in all of the above systems. The design of the sight [5] allows you to aim the projectile at the target with its deviation from the line of sight in the initial section of the trajectory.

Повышение помехозащищенности системы наведения, предпринятое в прицеле [5] , достигается введением в оптическую схему прицела плоскопараллельной пластины с возможностью поворота ее относительно оси, перпендикулярной оптической оси канала наведения. Поворачивая пластину на определенный угол, добиваются углового отклонения оптической оси луча наведения относительно линии визирования цели, пропорционального оптической толщине пластины и текущему значению эквивалентного фокуса формирующей оптической системы. Тем самым оптическая линия связи освобождается от дыма двигателя снаряда и значительно снижается возможность детектирования лазерного излучения целью, при этом оптическая система с переменным фокусным расстоянием обеспечивает постоянное линейное смещение луча наведения относительно линии визирования на текущей дальности снаряда. Рассчитав исходя из дальности цели и скорости полета снаряда время его полета до цели, возвращают пластину в начальное (исходное) положение при подлете снаряда к цели, выводя тем самым его на линию визирования. Для определения дальности цели в прицеле используется лазерный дальномер, показания которого являются исходными данными для определения момента возврата пластины в исходное положение. An increase in the noise immunity of the guidance system undertaken in the sight [5] is achieved by introducing a plane-parallel plate into the optical circuit of the sight with the possibility of turning it about an axis perpendicular to the optical axis of the guidance channel. By turning the plate by a certain angle, they achieve the angular deviation of the optical axis of the guidance beam relative to the line of sight of the target, proportional to the optical thickness of the plate and the current value of the equivalent focus of the forming optical system. Thus, the optical communication line is freed from the smoke of the projectile engine and the possibility of detecting laser radiation by the target is significantly reduced, while the optical system with a variable focal length provides a constant linear displacement of the guidance beam relative to the line of sight at the current projectile range. Having calculated based on the range of the target and the flight speed of the projectile the time of its flight to the target, the plate is returned to its initial (initial) position when the projectile approaches the target, thereby bringing it to the line of sight. To determine the range of the target in the sight, a laser rangefinder is used, the readings of which are the initial data for determining the moment the plate returns to its original position.

Циклограмма работы прицела [5] в режиме ввода и снятия смещения (превышения) управляющего луча относительно линии визирования цели по описанной схеме представлена на фиг.1 пунктиром, где по вертикальной оси отложен размер текущего превышения. Для реализации схемы введения и снятия отклонения (возвращения пластины в нейтральное положение) в прицеле [5] используется механизм поворота пластины, содержащий двигатель, соединенный с ним редуктор, передающий вращение вала двигателя на ось поворота пластины, датчик нейтрального положения пластины, соответствующего перпендикулярному положению пластины относительно оптической оси канала наведения, и датчик максимального поворота пластины. The cycle diagram of the operation of the sight [5] in the input and removal of the offset (excess) of the control beam relative to the line of sight of the target according to the described scheme is shown in Fig. 1 by a dotted line, where the size of the current excess is plotted on the vertical axis. To implement the scheme of introducing and removing deviations (returning the plate to the neutral position) in the sight [5], a plate turning mechanism is used, containing a motor, a gearbox connected to it, transmitting the rotation of the motor shaft to the axis of rotation of the plate, a neutral position sensor of the plate corresponding to the perpendicular position of the plate relative to the optical axis of the guidance channel, and a maximum plate rotation sensor.

Использование в известном прицеле [5] вышеописанного механизма поворота пластины, который позволяет реализовать только линейный закон введения и снятия превышения, обуславливает недостатки прицела. Использование известного прицела в системах управления ограничено типом применяемых управляемых снарядов и конструкцией пусковой установки. The use of the above-described mechanism of rotation of the plate in a known sight [5], which allows only the linear law of introducing and removing the excess to be realized, causes the disadvantages of the sight. The use of a well-known sight in control systems is limited by the type of guided projectiles used and the design of the launcher.

Во-первых, указанный прицел подходит только для конкретного типа снаряда, потому что снятие отклонения для различных типов снарядов должно производиться с различной скоростью, зависящей от их динамических характеристик. Кроме того, для некоторых типов снарядов необходимо производить снятие отклонения с переменной скоростью, т.е. с ускорением, которое прицел [5] не позволяет реализовать. Firstly, the specified sight is suitable only for a specific type of projectile, because the deviation should be removed for different types of shells at a different speed, depending on their dynamic characteristics. In addition, for some types of shells it is necessary to remove the deflection at a variable speed, i.e. with acceleration, which the sight [5] does not allow to realize.

Во-вторых, известный прицел предполагает введение превышения до пуска снаряда с последующим его встреливанием в уже отклоненный управляющий луч с достаточной точностью попадания снаряда в поле управления этого луча. Поэтому известный прицел не может быть использован для снарядов, имеющих большое рассеяние при старте. Кроме жестких требований к рассеянию снарядов при пуске, прицел накладывает ограничения и на систему управления: система должна обеспечивать возможность выстреливания снаряда в направлении отклоненного луча (иметь пусковую установку, управляемую по положению). При отказе от выполнения указанных выше требований к снаряду и системе управления весьма вероятна потеря управления уже на стартовом участке полета, так как скорость снаряда претерпевает максимальные изменения именно в начальной фазе полета (момент разгона). В таком случае целесообразно использовать не линейное, а равномерно ускоренное либо ступенчатое введение превышения. Вариант циклограммы ступенчатого ввода превышения представлен на фиг.1 сплошной линией. Secondly, the well-known sight involves the introduction of excess before the launch of the projectile, followed by its shooting into an already deflected control beam with sufficient accuracy for the projectile to enter the control field of this beam. Therefore, the known sight cannot be used for shells having a large dispersion at launch. In addition to the strict requirements for the dispersion of shells during launch, the sight imposes restrictions on the control system: the system must provide the ability to fire a projectile in the direction of the deflected beam (have a launcher controlled by position). If you refuse to fulfill the above requirements for the shell and control system, it is very likely that control will be lost already at the start of the flight, since the speed of the shell undergoes maximum changes precisely in the initial phase of the flight (moment of acceleration). In this case, it is advisable to use not linear, but evenly accelerated or stepwise introduction of excess. A variant of the cyclogram of stepwise excess input is shown in Fig. 1 by a solid line.

Задачей данного изобретения является создание универсального оптического прицела, позволяющего его использование в различных системах наведения управляемых снарядов с обеспечением их помехозащищенности, причем прицел не должен накладывать ограничения на использование системой наведения различных типов снарядов и различных способов встреливания в область управляющего луча. The objective of the invention is to create a universal optical sight, allowing its use in various guidance systems of guided projectiles with ensuring their noise immunity, and the sight should not impose restrictions on the use of guidance systems of various types of shells and various methods of shooting into the region of the control beam.

Поставленная задача решается за счет того, что в оптический прицел системы наведения управляемого снаряда, имеющий в своем составе визирный, дальномерный каналы и канал наведения управляемого снаряда, состоящий из оптически сопряженных источника излучения, модулятора, плоскопараллельной пластины, снабженной механизмом поворота, состоящим из двигателя с редуктором и датчика исходного положения, со схемой управления двигателем, и оптической системы с переменным фокусным расстоянием, введены устройство выбора типа снаряда, программное устройство, механизм нелинейной передачи вращения, механически связанный с редуктором двигателя и плоскопараллельной пластиной, снабженный устройством возврата, связанным с программным устройством и схемой управления двигателем, причем выходная шина устройства выбора типа снаряда связана с входами программного устройства, другие входы и выходы которого подключены к шине управления системы наведения управляемого снаряда, еще один вход программного устройства соединен с датчиком исходного положения и еще один вход - с выходной шиной дальномерного канала, вход которого подключен к шине управления системы наведения управляемого снаряда. Двигатель в механизме поворота выполняется в виде электродвигателя с редуктором либо в виде шагового двигателя. The problem is solved due to the fact that the optical sight of the guided projectile guidance system, which includes a sighting, rangefinder channels and guided projectile guidance channel, consisting of optically coupled radiation source, modulator, plane-parallel plate equipped with a rotation mechanism, consisting of an engine with the gearbox and the initial position sensor, with the engine control circuit, and the optical system with a variable focal length, introduced a device for selecting the type of projectile, software a device, a nonlinear rotation transmission mechanism, mechanically coupled to an engine gearbox and a plane-parallel plate, equipped with a return device associated with a software device and an engine control circuit, the output bus of the projectile type selection device connected to the inputs of the software device, the other inputs and outputs of which are connected to the bus control system guidance guided projectile, another input of the software device is connected to the sensor of the initial position and another input to the output bus alnomernogo channel whose input is connected to a guidance system control bus guided projectile. The engine in the rotation mechanism is in the form of an electric motor with a gearbox or in the form of a stepper motor.

Повышение помехозащищенности системы наведения с предлагаемым прицелом осуществляется за счет поворота плоскопараллельной пластины на определенный угол, что приводит к угловому отклонению оптической оси луча наведения относительно линии визирования цели, пропорциональному оптической толщине пластины и текущему значению эквивалентного фокуса формирующей оптической системы. Оптическая система с переменным фокусным расстоянием обеспечивает линейное смещение луча наведения относительно линии визирования на текущей дальности снаряда. Смещение луча, а следовательно и снаряда, освобождает оптическую линию связи от дыма двигателя снаряда и значительно снижает возможность детектирования лазерного излучения целью. The noise immunity of the guidance system with the proposed sight is increased by rotating the plane-parallel plate by a certain angle, which leads to an angular deviation of the optical axis of the guidance beam relative to the line of sight of the target, proportional to the optical thickness of the plate and the current value of the equivalent focus of the forming optical system. An optical system with a variable focal length provides a linear displacement of the guidance beam relative to the line of sight at the current projectile range. The displacement of the beam, and hence the projectile, frees the optical communication line from the smoke of the projectile engine and significantly reduces the possibility of detecting laser radiation by the target.

Устройство выбора типа снаряда направляет на программное устройство код, соответствующий типу снаряда, для которого должно вводиться превышение. The device for selecting the type of projectile sends to the software device a code corresponding to the type of projectile for which the excess should be entered.

Программное устройство позволяет реализовать набор законов ввода и снятия превышения и выбрать из них (по сигналу устройства выбора типа снаряда) необходимые для используемого снаряда и в нужный момент запустить весь механизм введения превышения. Кроме того, по полученным с дальномерного канала данным о дальности до цели программное устройство определяет момент начала снятия превышения и вывода снаряда на линию визирования непосредственно перед его подлетом к цели. The software device allows you to implement a set of laws for entering and removing the excess and select from them (according to the signal of the device for choosing the type of projectile) necessary for the projectile used and at the right time start the entire mechanism for introducing excess. In addition, according to the data on the range to the target received from the rangefinder channel, the software device determines the moment when the excess is removed and the projectile is sent to the line of sight immediately before it reaches the target.

Схема управления двигателем по сигналам программного устройства регулирует подачу напряжения на двигатель таким образом, чтобы обеспечить его вращение с нужной скоростью и в нужном направлении. Механизм нелинейной передачи вращения обеспечивает необходимую циклограмму величины отклонения пластины от исходного положения, реализуя тем самым необходимую циклограмму введения и снятия превышения. Устройство возврата необходимо для быстрого снятия превышения в экстренных случаях. The engine control circuit, based on the signals of the software device, regulates the supply of voltage to the engine in such a way as to ensure its rotation at the desired speed and in the right direction. The non-linear transmission of rotation provides the necessary sequence diagram of the deviation of the plate from the initial position, thereby realizing the necessary sequence diagram of the introduction and removal of excess. The return device is necessary for quick removal of excess in emergency cases.

На фиг.2 представлена структурная схема прицела системы наведения управляемого снаряда. Figure 2 presents the structural diagram of the sight of the guidance system guided projectile.

Примером реализации предлагаемого устройства служит оптический прицел (фиг.2), содержащий визирный канал 1, дальномерный канал 2 и канал наведения 3, в состав которого входят лазер 4, модулятор 5, плоскопараллельная пластина 6, механически соединенная с механизмом поворота 7, оптическая система с переменным фокусным расстоянием 8. An example of the implementation of the proposed device is an optical sight (figure 2), containing a sighting channel 1, a rangefinder channel 2 and a guidance channel 3, which includes a laser 4, modulator 5, plane-parallel plate 6, mechanically connected to the rotation mechanism 7, an optical system with variable focal length 8.

Механизм поворота 7 выполнен в виде электродвигателя 13, подсоединенного к редуктору 14, передающего вращение вала двигателя к оси поворота механизма нелинейной передачи вращения 15. Механизм нелинейной передачи вращения служит для нелинейного преобразования угла поворота равномерно вращающегося редуктора в угол отклонения пластины 6 от исходного (перпендикулярного оптической оси) положения. Механизм поворота снабжен устройством возврата в исходное положение 12. The rotation mechanism 7 is made in the form of an electric motor 13 connected to a gearbox 14 that transmits the rotation of the motor shaft to the axis of rotation of the non-linear transmission of rotation 15. The non-linear transmission of rotation is used to non-linearly convert the angle of rotation of a uniformly rotating gear to the angle of deviation of the plate 6 from the original (perpendicular optical axis) position. The rotation mechanism is equipped with a reset device 12.

Примером простейшей реализации механизма нелинейной передачи может служить механизм, состоящий из вращающегося кулачка и рычага с копирующим роликом на конце, на другом конце которого жестко крепится плоскопараллельная пластина. Рычаг имеет ось вращения, которая проходит через центр пластины. Поворот кулачка на угол φ преобразуется (через отклонение свободного конца рычага с роликом от оси вращения кулачка) в поворот плоскопараллельной пластины на угол α вокруг оси вращения рычага. Отклонение ролика от оси вращения кулачка определяется профилем кулачка, конкретно зависимостью его текущего радиуса ρ от угла поворота φ. В описанной реализации механизма нелинейной передачи закон преобразования угла поворота кулачка φ в угол поворота пластины α определяется как α = 2arcsin[Δρ(φ)/21], где Δρ(φ) - приращение текущего диаметра кулачка относительно начального, l - длина рычага. An example of the simplest implementation of a non-linear transmission mechanism is a mechanism consisting of a rotating cam and a lever with a copy roller at the end, at the other end of which a plane-parallel plate is rigidly fixed. The lever has an axis of rotation that passes through the center of the plate. The rotation of the cam by the angle φ is converted (through the deviation of the free end of the lever with the roller from the axis of rotation of the cam) to the rotation of the plane-parallel plate by an angle α around the axis of rotation of the lever. The deviation of the roller from the axis of rotation of the cam is determined by the profile of the cam, specifically the dependence of its current radius ρ on the rotation angle φ. In the described implementation of the nonlinear transmission mechanism, the law of transforming the angle of rotation of the cam φ to the angle of rotation of the plate α is defined as α = 2arcsin [Δρ (φ) / 21], where Δρ (φ) is the increment of the current diameter of the cam relative to the initial one, l is the length of the lever.

Возможны и другие реализации механизма нелинейной передачи вращения, например: в описанном выше механизме плоский кулачок может быть заменен кулачком, выполненным в виде шнека с переменным шагом спирали либо в виде цилиндра с фигурной прорезью на боковой поверхности. Other implementations of the mechanism of non-linear transmission of rotation are possible, for example: in the mechanism described above, a flat cam can be replaced by a cam made in the form of a screw with a variable pitch of a spiral or in the form of a cylinder with a figured slot on the side surface.

Устройство возврата 12 служит для быстрого возвращения пластины в исходное положение. Устройство возврата 12 может быть выполнено, например, в виде пружины, снабженной механизмом спуска и возвращающей механизм нелинейной передачи 15 в исходное положение при снятии напряжения с двигателя 13. В описанном выше варианте исполнения механизма нелинейной передачи пружина крепится к свободному концу рычага. Напряжение с двигателя 13 снимается схемой управления 9 по команде программного устройства 11 (с выхода 2), которая поступает и на устройство возврата 12 для одновременного его запуска. The return device 12 serves to quickly return the plate to its original position. The return device 12 can be made, for example, in the form of a spring equipped with a release mechanism and returning the non-linear transmission mechanism 15 to its original position when voltage is removed from the engine 13. In the above-described embodiment of the non-linear transmission mechanism, the spring is attached to the free end of the lever. The voltage from the motor 13 is removed by the control circuit 9 at the command of the software device 11 (from output 2), which is also supplied to the return device 12 for its simultaneous start.

Двигатель 13 приводится в движение схемой управления 9, представляющей собой в общем виде усилитель мощности, вход которого подключен к первому выходу программного устройства 11. The engine 13 is driven by a control circuit 9, which is in general a power amplifier, the input of which is connected to the first output of the software device 11.

Механизм поворота 7 снабжен датчиком 16 исходного положения пластины, связанным с программным устройством 11. Датчик может быть выполнен по любой из известных схем электрических, электромагнитных или оптронных концевых выключателей. The rotation mechanism 7 is equipped with a sensor 16 of the initial position of the plate associated with the software device 11. The sensor can be made according to any of the known schemes of electrical, electromagnetic or optocoupler limit switches.

Привод механизма поворота предпочтительно реализуется на шаговом двигателе, например, ДШР46-0,0025-1,8. Построение механизма поворота на шаговом двигателе значительно упрощает механическую часть прицела (за счет отказа от понижающего редуктора) и позволяет снизить массу и габариты прицела. The drive of the rotation mechanism is preferably implemented on a stepper motor, for example, DShR46-0.0025-1.8. The construction of the rotation mechanism on a stepper motor greatly simplifies the mechanical part of the sight (due to the rejection of the reduction gear) and reduces the weight and dimensions of the sight.

Структурная схема прицела системы наведения управляемого снаряда в варианте с использованием в механизме поворота шагового двигателя представлена на фиг.3. В таком варианте для обеспечения работы шагового двигателя в прицел введена схема распределения импульсов 17, вход которой связан с программным устройством 11, а выход - со схемой управления шаговым двигателем 9. В остальном прицел имеет устройство и принцип работы, аналогичные прицелу, представленному на фиг.2. The structural diagram of the sight of the guided projectile guidance system in the embodiment using a stepper motor in the rotation mechanism is shown in FIG. 3. In this embodiment, to ensure the operation of the stepper motor, a pulse distribution circuit 17 is introduced into the sight, the input of which is connected to the programming device 11, and the output is connected to the control circuit of the stepper motor 9. Otherwise, the sight has a device and operating principle similar to the sight shown in FIG. 2.

Примером простейшей реализации устройства выбора типа снаряда 10 может являться переключатель, положение которого выбирается оператором перед ПУСКОМ. В качестве устройства выбора типа снаряда 10 может выступать и коммутационно-контактное устройство, осуществляющее замыкание соответствующего набора контактов при установке на пусковую определенного снаряда. Сигнал ТИП СНАРЯДА поступает на первый вход программного устройства 11. В программном устройстве этот сигнал определяет выбор соответствующей программы. Сигнал выбора ТИПА СНАРЯДА, при наличии его в системе управления, может заводиться на программное устройство 11 и с шины управления (на второй вход). An example of the simplest implementation of a device for selecting the type of projectile 10 may be a switch, the position of which is selected by the operator before STARTING. As a device for selecting the type of projectile 10, a switching-contact device can also be used to close the corresponding set of contacts when a specific projectile is installed on the launcher. The signal TYPE of the ROCKET is fed to the first input of the software device 11. In the software device, this signal determines the choice of the corresponding program. The signal for selecting the TYPE of the ROCKET, if it is in the control system, can be entered into the software device 11 and from the control bus (to the second input).

Программное устройство представляет собой в общем виде контроллер, содержащий устройство отсчета времени. Контроллер может быть выполнен на однокристальной микроЭВМ 1830ВЕ51, реализующей, например, структурную схему, приведенную на фиг.4. A software device is in general a controller containing a time counter. The controller can be performed on a single-chip microcomputer 1830BE51, implementing, for example, the structural diagram shown in Fig.4.

Представленный оптический прицел системы наведения работает следующим образом. The presented optical sight of the guidance system works as follows.

Оптические оси визирного канала 1 и канала наведения 3 при исходном (нормальном) положении пластины 6 съюстированы. Пластина 6 приведена в исходное положение по команде УСТАНОВКА ИСХОДНОГО (ВОЗВРАТ), поступающей на устройство возврата 12 с командного устройства 11. Команда ВОЗВРАТ может вырабатываться по нажатию оператором соответствующей кнопки, а на командное устройство поступает с шины управления. Программное устройство контролирует наличие на четвертом входе сигнал датчика исходного положения 16 и только при его наличии разрешает прохождение команды ПУСК на выход 1, в противном случае программное устройство вырабатывает сигнал ЗАПРЕТ ПУСКА, поступающий на шину управления для предотвращения преждевременного схода снаряда. The optical axis of the target channel 1 and the guidance channel 3 at the initial (normal) position of the plate 6 are aligned. Plate 6 is restored to its initial position by the INSTALLING ORIGINAL (RETURN) command received by the return device 12 from the command device 11. The RETURN command can be generated by the operator pressing the corresponding button, and the command device is received from the control bus. The software device controls the presence of the initial position sensor 16 signal at the fourth input and only if it is enabled allows the START command to go to output 1, otherwise the software device generates the START PROHIBITION signal sent to the control bus to prevent premature projectile departure.

Оператор наводит ось визирного канала 1 на выбранную цель, измеряет расстояние до нее с помощью дальномерного канала 2 (команда ЗАМЕР ДАЛЬНОСТИ с шины управления) и производит пуск снаряда. Сигнал ПУСК с шины управления проходит на второй вход программного устройства 11, полученные данные о дальности цели поступают на третий вход программного устройства 11. The operator directs the axis of the sighting channel 1 to the selected target, measures the distance to it using the rangefinder channel 2 (command MEASURING RANGE from the control bus) and launches the projectile. The START signal from the control bus passes to the second input of the software device 11, the received data on the target range is sent to the third input of the software device 11.

После пуска снаряда автоматически осуществляется введение превышения. По команде ПУСК запускается устройство отсчета времени, задающее временную сетку для контроллера программного устройства. Программное устройство 11 в зависимости от выбранного типа снаряда и измеренной дальности до цели (по данным с дальномерного канала) выбирает и запускает в действие одну из имеющихся в нем программ, обеспечивающую соответствующий закон вращения двигателя 13. Механизм нелинейной передачи 15 преобразует закон вращения редуктора 14 в соответствующий закон изменения угла отклонения пластины 6 от исходного положения. After the launch of the projectile, the excess is automatically introduced. At the start command, a time counter is started that sets the time grid for the controller of the software device. The software device 11, depending on the selected type of projectile and the measured range to the target (according to the data from the rangefinder channel) selects and launches one of the programs available in it that provides the corresponding law of rotation of the engine 13. The non-linear transmission mechanism 15 converts the law of rotation of the gearbox 14 into the corresponding law of variation of the angle of deviation of the plate 6 from the starting position.

Программное устройство в виде контроллера позволяет реализовать достаточно большой набор программ, что позволяет менять законы ввода-снятия превышения в зависимости не только от типа снаряда, но и от других условий, например от метеорологических. Необходимость таких изменений определяется различными динамическими характеристиками одного и того же снаряда в различных условиях окружающей среды. В таком случае сигнал, характеризующий условия, поступает с шины управления на второй вход программного устройства 11 для выбора соответствующей программы. A software device in the form of a controller allows you to implement a fairly large set of programs, which allows you to change the laws of input-removal of excess depending not only on the type of projectile, but also on other conditions, for example, meteorological. The need for such changes is determined by the different dynamic characteristics of the same projectile in different environmental conditions. In this case, the signal characterizing the conditions is supplied from the control bus to the second input of the software device 11 to select the appropriate program.

При отклонении пластины 6 информационная ось луча наведения смещается вверх относительно линии визирования цели на величину, которую в упрощенном виде можно представить зависимостью:

где: α- угол поворота плоскопараллельной пластины относительно оптической оси канала наведения в плоскости линии визирования;
h - оптическая толщина пластины;
n - показатель преломления материала пластины;
Д_сн - программная дальность снаряда;
F - эквивалентное фокусное расстояние оптической системы.When the plate 6 is rejected, the information axis of the guidance beam shifts upward relative to the line of sight of the target by an amount that, in a simplified form, can be represented by the dependence:

where: α is the angle of rotation of the plane-parallel plate relative to the optical axis of the guidance channel in the plane of the line of sight;
h is the optical thickness of the plate;
n is the refractive index of the plate material;
D _sn - software range of the projectile;
F is the equivalent focal length of the optical system.

Каждая из имеющихся в программном устройстве программа предполагает достижение по определенному закону на начальном участке полета снаряда максимального отклонения, сохранения этого максимального отклонения в течение как можно большего отрезка времени и снятие по определенному закону (с использованием данных дальномерного канала) отклонения в конечной фазе полета (непосредственно при подлете к цели). Each of the programs available in the software device assumes that, according to a certain law, the projectile reaches the maximum deviation, preserves this maximum deviation for as long as possible and removes the deviation in the final phase of the flight according to a certain law (using data from the rangefinder channel) (directly when approaching the target).

Закон изменения эквивалентного фокусного расстояния оптической системы 8 таков, что отношение фокусного расстояния F к текущей (программной) дальности снаряда Д_сн сохраняется постоянным в течение всего полета

таким образом при введении максимального отклонения величина смещения информационной оси луча наведения относительно линии визирования цели будет постоянна на текущей дальности управляемого снаряда и определяется параметрами h, n и максимальным углом отклонения α.
Описанный механизм поворота плоскопараллельной пластины при взаимодействии его с дальномерным каналом позволяет реализовать циклограмму работы прицела при наведении снаряда с введением и снятием превышения, представленную на фиг.1 сплошной линией.The law of change of the equivalent focal length of the optical system 8 is such that the ratio of the focal length F to the current (program) projectile distance D _sn remains constant throughout the flight

Thus, when introducing the maximum deviation, the displacement of the information axis of the guidance beam relative to the line of sight of the target will be constant at the current range of the guided projectile and determined by the parameters h, n and the maximum deviation angle α.
The described mechanism of rotation of a plane-parallel plate when interacting with a rangefinder channel allows you to implement a cyclogram of the sight when aiming a projectile with the introduction and removal of excess, shown in figure 1 by a solid line.

Циклограммы на фиг.1 иллюстрируют работу механизмов прицела и величину превышения для одного варианта программы ввода и снятия превышения. The cyclograms in figure 1 illustrate the operation of the mechanisms of the sight and the magnitude of the excess for one version of the program input and removal of excess.

τ₀- ПУСК (начало ввода превышения),
τ₁- ввод максимального превышения;
τ₂- начало снятия превышения;
τ₃- снятие превышения (вывод снаряда на линию прицеливания).τ ₀ - START (start of excess input),
τ ₁ - input of the maximum excess;
τ ₂ - the beginning of the removal of excess;
τ ₃ - removal of excess (projectile to the line of sight).

В течение промежутка времени τ₀- τ₁, программное устройство 11, то запуская, то останавливая двигатель 13, через схему управления 9, осуществляет ступенчатый ввод превышения.During the period of time τ ₀ - τ ₁ , the software device 11, then starting, then stopping the engine 13, through the control circuit 9, performs a step input of the excess.

В течение промежутка времени τ₁- τ₂, как было показано выше, информационная ось луча на дальности снаряда смещена относительно линии визирования на постоянную максимальную величину Y_max, при этом снаряд ориентируется вдоль смещенной оси луча наведения и дым его двигателя не скапливается на линии визирования и, кроме того, луч наведения не наложен на цель, что препятствует детектированию излучения целью.During the time interval τ ₁ - τ ₂ , as shown above, the information axis of the beam at the projectile range is shifted relative to the line of sight by a constant maximum value Y _max , while the projectile is oriented along the offset axis of the guidance beam and its engine smoke does not accumulate on the line of sight and, in addition, the guidance beam is not superimposed on the target, which interferes with the detection of radiation by the target.

В момент времени τ₂ начинается возвращение луча наведения на линию визирования и в момент τ₃ он с линией визирования совмещается, что позволяет вывести снаряд на цель непосредственно перед его подлетом и поражением цели.At time τ ₂ , the guidance beam returns to the line of sight and at time τ ₃ it is combined with the line of sight, which allows you to bring the projectile to the target immediately before it reaches and hits the target.

Предлагаемый прицел позволяет реализовать и циклограмму пуска, описанную в патенте [5]. Для этого необходима предварительная (до ПУСКА) подача через логическое устройство на программное устройство команды на запуск и выбор соответствующей программы ввода-снятия превышения. Такая программа должна предусматривать поворот механизма нелинейной передачи вращения до положения, соответствующего максимальному отклонению, пластины 6 с последующей ее остановкой в этом положении. The proposed sight allows you to implement and start-up cyclogram described in the patent [5]. For this, preliminary (before STARTING) submission of a command to start and selection of an appropriate excess input / removal program through a logic device to a software device is required. Such a program should provide for the rotation of the mechanism of non-linear transmission of rotation to a position corresponding to the maximum deviation of the plate 6 with its subsequent stop in this position.

Источники информации
1. Патент США 5427328, НКИ 244-3.13, 12.02.85.Sources of information
1. US patent 5427328, NKI 244-3.13, 12.02.85.

2. Патент США 3746280, НКИ 244-3.13, 17.07.73. 2. US patent 3746280, NKI 244-3.13, 07.17.73.

3. Патент США 4111383, НКИ 244-3.13, 05.09.78. 3. US patent 4111383, NKI 244-3.13, 09.09.78.

4. Патент ФРГ 4137843, МКИ F 41 G 1/38. 4. The patent of Germany 4137843, MKI F 41 G 1/38.

5. Патент РФ 2126946, МКИ 6 F 41 G 7/26, 25.11.97. 5. RF patent 2126946, MKI 6 F 41 G 7/26, 11.25.97.

Claims

1. The optical sight of the guided projectile guidance system, comprising a sighting, rangefinder channels and guided projectile guidance channel, consisting of optically coupled radiation source, modulator, plane-parallel plate equipped with a rotation mechanism containing an engine and a starting position sensor, with an engine control circuit, and an optical variable focal length systems, characterized in that a projectile type selection device, a software device, a rotational non-linear transmission mechanism are introduced therein mechanically connected to the engine and the plane-parallel plate, equipped with a return device connected to the software device and the engine control circuit, the output bus of the projectile type selection device connected to the inputs of the software device, the other inputs and outputs of which are connected to the control bus of the guided projectile guidance system, one more input of the software device is connected to the initial position sensor, and another input is connected to the output bus of the rangefinder channel, the input of which is connected to the bus systematic way guidance system guided missile.

2. The sight according to claim 1, characterized in that the engine in the rotation mechanism is made in the form of a stepper motor.

3. The sight according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that a pulse distribution circuit is introduced into it, the input of which is connected to a software device, and the output to a control circuit of a stepper motor.

4. The sight according to claim 1, characterized in that the engine in the rotation mechanism is made in the form of an electric motor with a gearbox.