RU2347171C2 - Система лазерного имитатора стрельбы (слис) - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам для обучения и тренировки в прицеливании и стрельбе. Технический результат - возможность участия и тренировки человека в условиях, близких к боевым. Система содержит оружие со стволом и ударно-спусковым механизмом, средство лазерного излучения с источником питания, мишень, закрепленную на стволе оружия насадку для холостой стрельбы и мембрану. Средство лазерного излучения соосно закреплено на стволе оружия посредством насадки для холостой стрельбы, а в передней части насадки выполнена полость, в которой размещена мембрана. В концевой части насадки закреплено средство лазерного излучения с источником питания. Мишень содержит несколько приемников сигнала лазерного излучения, расположенных на экипировке в соответствии с зонами поражения и выполненных в виде фотодиодов. Средство лазерного излучения выполнено в виде полупроводникового лазера и электронной платы с микроконтроллером. Каждый из приемников сигнала лазерного излучения состоит из гибкой прямоугольной пластины, содержащей установленные внутри нее световоды, расположенные торцами спереди по всей площади пластины с шагом, равным диаметру пятна лазерного луча, а с обратной стороны образующие пучок, расположенный в зоне чувствительности фотодиода, при этом каждый приемник сигнала лазерного излучения снабжен электронным блоком отработки сигналов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к средствам для обучения и тренировки в прицеливании и стрельбе и может быть использовано для обучения начинающих бойцов правильному прицеливанию и для совершенствования навыков в точности прицеливания и контроля за процессом прицеливания, а также в аттракционах, играх.

Из аналогов уровня техники известен пистолетный тренажер с полупроводниковым лазером, в корпусе оружия которого установлен лазерный источник на диоде, создающий видимый луч с эллиптическим сечением, и оптическая система для коллимации луча, имеющая линзу с плавно изменяющимся показателем преломления (патент US 6146141 А, 04.11.2000).

Источник видимого света и оптическая система закреплены на корпусе оружия с возможностью их отсоединения, блок электропитания закреплен на рукоятке оружия. Имеется контрольный фотодиод, играющий роль мишени, установленной вблизи лазерного источника.

Достоинство такого тренажера состоит в том, что направление оптических осей источника света и оптической системы совпадает с линией прицеливания.

Недостатком известного изобретения является то, что его использование не позволяет стрелку ощутить реальные условия боевой обстановки, поскольку полностью исключены шумовые эффекты, а мишень, роль которой выполняет контрольный фотодиод, установлена на незначительном расстоянии от стрелка.

Из аналогов уровня техники известен лазерный стрелковый тренажер, содержащий оружие со стволом и ударно-спусковым механизмом, средство лазерного излучения, мишень с приемником светового сигнала (US 4352665 А, 10.1982.).

В нем использовано боевое оружие, снизу ствола которого смонтирован блок, включающий батарею питания, пьезоэлектрический кристалл и лазерный диод. При нажатии на спусковой крючок ударно-спускового механизма замыкается электрическая цепь, и лазерный диод испускает луч, параллельный траектории полета пули и направленный на мишень.

Достоинством тренажера является возможность использования его в боевых условиях со стрельбой боевыми патронами и на тренажере без патронов.

Недостатками известного изобретения являются:

1. Он имеет сложную электронную схему, дорог в изготовлении, а при тренировке исчезает эффект боевых условий.

2. Кроме того, в нем ось светового излучения не совпадает с траекторией пули, вылетающей из ствола, а лишь параллельна ему, а потому затрудняются условия прицеливания и снижается точность прицеливания.

3. Он не позволяет приближение условий тренировки к реальной боевой обстановке.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является лазерный стрелковый тренажер (варианты), содержащий оружие со стволом и ударно-спусковым механизмом, средство лазерного излучения с источником питания, мишень, закрепленную на стволе оружия насадку для холостой стрельбы, мембрану, причем средство лазерного излучения соосно закреплено на стволе оружия посредством насадки для холостой стрельбы, при этом насадка для холостой стрельбы выполнена с центральным осевым каналом, диаметр которого меньше диаметра канала ствола оружия, боковыми каналами, сообщенными с центральным осевым каналом, в передней части насадки выполнена полость, в которой размещена мембрана, а в концевой части насадки закреплено средство лазерного излучения с источником питания (RU №2196951, МКИ: F41G 3/26, заявка №2002109401/02 от 11.04.2002 г., Патентообладатель: Андрианов Николай Филиппович, опубликован 20.01.2003 г.).

Недостатками изобретения, принятого за прототип, является: невозможность проведения учений и обучения бойцов в условиях, максимально приближенных в боевым.

Технический результат - возможность участия и тренировки человека в условиях, близких к боевым, когда каждый человек не только является стрелком, но одновременно становится мишенью для других стрелков, что является фактором воспитания боевых навыков ведения боя.

Технический результат достигается тем, что по сравнению с изобретением, принятым за прототип, лазерным стрелковым тренажером (варианты), содержащим оружие со стволом и ударно-спусковым механизмом, средство лазерного излучения с источником питания, мишень, закрепленную на стволе оружия насадку для холостой стрельбы, мембрану, причем средство лазерной излучения соосно закреплено на стволе оружия посредством насадки для холостой стрельбы, при этом насадка для холостой стрельбы выполнена с центральным осевым каналом, диаметр которого меньше диаметра канала ствола оружия, боковыми каналами, сообщенными с центральным осевым каналом, в передней части насадки выполнена полость, в которой размещена мембрана, а в концевой части насадки закреплено средство лазерного излучения с источником питания, в заявляемом изобретении, упомянутая мишень содержит несколько приемников сигнала лазерного излучения, расположенных на экипировке в соответствии с зонами поражения и выполненными в виде фотодиодов, и датчиком выстрела, причем мембрана размещена в насадке с зазором по отношению к источнику питания для выборки зазора за счет энергии пороховых газов при нажатии на спусковой крючок ударно-спускового механизма при стрельбе холостыми патронами, а средство лазерной излучения выполнено в виде полупроводникового лазера и электронной платы с микроконтроллером, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью формирования модулированного и кодированного сигнала лазерного излучения в виде импульса в момент выстрела холостым патроном, причем каждый из приемников сигнала лазерного излучения состоит из гибкой прямоугольной пластины, содержащей установленные внутри нее световоды, расположенные торцами спереди по всей площади пластины с шагом, равным диаметру пятна лазерного луча, а с обратной стороны образующие пучок, расположенный в зоне чувствительности фотодиода, при этом каждый приемник сигнала лазерного излучения снабжен электронным блоком обработки сигналов, соединенным с автономным источником питания, с блоками звуковой и световой сигнализации, при этом блок световой сигнализации выполнен с возможностью цветовой градации степени поражения, а электронный блок обработки сигналов выполнен с возможностью декодирования поступившего сигнала и определения оружия, из которого произведен выстрел, запоминания в энергозависимой памяти идентификационных данных поразившего выстрела и подачи сигналов на блоки звуковой и световой сигнализации для зажигания определенной лампочки и выдачи сообщения о возможности дальнейшего продолжения боя.

Кроме того, дополнительный технический результат, возможность физического воздействия на человека при поражении его выстрелом достигается тем, что приемник сигнала лазерного излучения снабжен электрошоковым устройством, выполненным с возможностью градации силы воздействия в зависимости от степени поражения.

Кроме того, дополнительный технический результат, возможность передачи на командный пункт информации о состоянии каждого бойца достигается тем, что Система лазерной имитации стрельбы снабжена FM передатчиком для обмена данными по радиоканалу.

Кроме того, дополнительный технический результат, возможность определения местоположения бойца достигается тем, что Система лазерной имитации стрельбы снабжена приемником глобальной навигационной системы позиционирования GPS или ГЛОНАСС.

Кроме того, дополнительный технический результат, возможность усиления эффекта звукового воздействия на человека во время срабатывания при попадании лазерного луча в мишень, достигается тем, что Система лазерной имитации стрельбы снабжена пиротехническим устройством для его срабатывания при попадании лазерного излучения в приемник сигнала лазерного излучения.

Изобретение Система лазерной имитации стрельбы поясняется чертежами:

фиг.1 - система лазерной имитации стрельбы по варианту стрельбы холостыми патронами;

фиг.2 - фотоприемник;

фиг.3 - блок-схема приемного устройства (мишени).

Сущность изобретения

Система лазерной имитации стрельбы.

Система лазерной имитации стрельбы по варианту стрельбы холостыми патронами содержит оружие 1 (фиг.1) со стволом 2 (фиг.1) и ударно-спусковым механизмом, имеющим спусковой крючок 3 (фиг.1). В качестве оружия 1 (фиг.1) может быть использован пистолет, револьвер, автомат или другое боевое огнестрельное оружие 1 (фиг.1). В стволе 2 (фиг.1) оружия 1 (фиг.1) посредством насадки 4 (фиг.1) для холостой стрельбы, соосно стволу, закреплено средство лазерного излучения 5 (фиг.1) с источником питания 6 (фиг.1). Насадка 4 (фиг.1) для холостой стрельбы присоединяется к стволу 2 (фиг.1) с помощью резьбы (на чертеже не показана). В передней части насадки 4 (фиг.1) для холостой стрельбы выполнена полость, в которой размещена мембрана 7 (фиг.1), а в концевой части насадки 4 (фиг.1) закреплено средство лазерного излучения 5 (фиг.1) с источником питания 6 (фиг.1). Средство лазерного излучения 5 (фиг.1) выполнено в виде полупроводникового лазера и электронной платы с микроконтроллером (на чертеже не показаны). Микроконтроллер (на чертеже не показан) выполнен с возможностью формирования модулированного и кодированного сигнала лазерного излучения в виде импульса в момент выстрела холостым патроном. На дне полости в передней части насадки 4 (фиг.1) размещен пьезоэлектрический датчик выстрела 7 (фиг.1), содержащий мембрану, которая размещена в насадке 4 (фиг.1) с зазором по отношению к источнику питания 6 (фиг.1) для выборки зазора за счет энергии пороховых газов при нажатии на спусковой крючок 3 (фиг.1) ударно-спускового механизма при стрельбе холостыми патронами. Средство лазерного излучения 5 (фиг.1) имеет кнопку включения 8 (фиг.1). Насадка 4 (фиг.1) для холостой стрельбы выполнена с центральным осевым каналом 9 (фиг.1), диаметр которого меньше диаметра канала ствола 2 (фиг.1) оружия 1 (фиг.1) и боковыми каналами 10 (фиг.1), сообщенными с центральным осевым каналом 9 (фиг.1). Насадка 4 (фиг.1) для холостой стрельбы, средство лазерного излучения 5 (фиг.1) и пьезоэлектрический датчик выстрела 7 (фиг.1), содержащий мембрану, закреплены на стволе 2 (фиг.1) оружия 1 фиг.1), с возможностью быстрого съема и замены. Система лазерной имитации стрельбы по варианту стрельбы холостыми патронами содержит приемное устройство, содержащее мишень с приемником излучения, расположенные на экипировке человека в соответствии с зонами поражения, каждый из которых состоит из прямоугольной пластины 11 (фиг.2), и установленные внутри пластин 11 (фиг.2) световоды 12 (фиг.2), расположенные торцами спереди по всей площади пластины 11 (фиг.2) с шагом, равным диаметру пятна лазерного луча (на чертеже не показано), и расположенный в центральной части пластины 11 (фиг.2) фотодиод 13 (фиг.2). Мишень с приемником излучения, расположенные на экипировке человека в соответствии с зонами поражения, выполнены в виде комплекта фотоприемников 14 (фиг.3), расположенных по количеству зон поражения. С обратной стороны пластины 11 (фиг.2) светодиоды 12 (фиг.2). Приемное устройство снабжено электронным блоком отработки сигналов 15 (фиг.3), взаимодействующим с блоком автономным источником питания 16 (фиг.3) и связанным с ним блоком звуковой индикации 17 (фиг.3) и блоком световой сигнализации 18 (фиг.3), выполненной в виде цветовой градации (лампочки различных цветов) по степени поражения. Электронный блок отработки сигналов 15 (фиг.3) выполнен с возможностью декодирования поступившего сигнала и определения оружия 1 (фиг.1), из которого произведен выстрел, запоминания в энергозависимой памяти индентификационных данных поразившего выстрела и звуковым и световым сигналом через зажигания определенной лампочки выдачи сообщения человеку о дальнейшем продолжении боя или выбывании в случае его поражения. Для физического воздействия на человека при поражении его выстрелом приемное устройство снабжено электрошоковым устройством, выполненным в виде блока электрошокового воздействия 19 (фиг.3), с возможностью градации силы воздействия на человека в зависимости от степени поражения, а также снабжено блоком согласования с компьютером 20 (фиг.3) и блоком приемопередатчика 21 (фиг.3) для обмена данными по радиоканалу, обеспечивающим возможность ведения переговоров во время боя с другими членами команды. Для определения местоположения бойца Система лазерной имитации стрельбы снабжена приемником глобальной навигационной системы позиционирования GPS или ГЛОНАСС (на чертеже не показана). Для усиления эффекта звукового воздействия на человека во время срабатывания при попадании лазерного луча в мишень снабжена пиротехническим устройством (на чертеже не показано), выполненным с возможностью срабатывания при попадании лазерного луча в мишень.

Работа Системы лазерной имитации стрельбы осуществляется следующим образом.

Оружие 1 заряжено холостыми патронами. Стрелок, держа в руке оружие 1, прицеливается в мишень и нажимает на спусковой крючок 3 ударно-спускового механизма, предварительно включив кнопку включения 8 средства лазерного излучения 5. При стрельбе из оружия холостыми патронами на выходе ствола возникает механический удар, который фиксируется пьезоэлектрическим датчиком выстрела 7. Пьезоэлектрический датчик выстрела 7 запускает схему средства лазерного излучения 5, собранную на электронной плате, которая посредством полупроводникового лазера излучает модулированный кодированный лазерный импульс. Происходит это следующим образом: Сигнал лазерного излучения с датчика выстрела 7 поступает на вход встроенного микроконтроллера, который анализирует форму сигнала лазерного излучения на предмет соответствия параметров холостого патрона требуемому, чтобы исключить возможность стрельбы из нештатного боеприпаса. После чего устройство формирует лазерный импульс, в котором закодированы идентификационные данные (номер и тип оружия). Лазерный импульс формируется при каждом холостом выстреле и является как бы имитатором пули боевого патрона. Модулирование лазерного луча на определенной частоте необходимо для того, чтобы обеспечить избирательность приемного устройства и повысить чувствительность фотоприемников 14. Происходит выстрел. При этом пороховые газы, образующиеся при выстреле, пройдут осевой канал ствола 2, попадают в центральный осевой канал 9 насадки 4 для холостой стрельбы. Часть газов выходит через выходные боковые каналы 10, а часть газов воздействует на деформируемую мембрану пьезоэлектрического датчика выстрела 7, при этом на выходе пьезоэлектрического датчика выстрела 7 формируется импульс определенной формы, который запускает схему формирования лазерного импульса, и лазерный луч исходит из средства лазерного излучения 5 и попадает в мишень (которой является человек) на фотоприемник 14, каждый из которой состоит из гибкой прямоугольной пластины 11, содержащей фотодиод 13 и установленные внутри пластин 11 световоды 12, расположенные торцами спереди по всей площади пластины 11 с шагом, равным диаметру пятна лазерного луча, а с обратной стороны образующие пучок, расположенный в зоне чувствительности фотодиода 13. Оптический импульс по световодам 12 передается в зону чувствительности фотодиода 13, который фиксирует попадание, преобразует оптический луч в электрические импульсы, поступающие на вход электронного блока отработки сигналов 15, который декодирует поступивший сигнал, запоминает в энергонезависимой памяти идентификационные данные поразившего выстрела. Блок звуковой сигнализации 17 индицирует каждое попадание лазерного луча, а блок световой сигнализации 18, через зажигание определенного световода 12, выдает сообщение о поражении бойца (ранении или смерти). Блок электрошокового воздействия 19, электрошокового устройства, срабатывает после каждого поражающего выстрела. При этом, поскольку средство лазерного излучения установлено соосно стволу 2 оружия 1, луч повторяет траекторию реальной пули. Часть энергии пороховых газов используется для автоматической перезарядки оружия.

Прицельную стрельбу можно вести как одиночными выстрелами, так и в автоматическом режиме на расстоянии от 5 до 500 м и более. При стрельбе холостыми патронами присутствуют звуковые эффекты и механическая отдача при выстреле, т.е. разыгрываются ситуации стрельбы в реальных условиях и происходит приобретение навыка стрелка к реальному оружию.

Работа приемной части Системы лазерной имитации стрельбы осуществляется следующим образом:

При попадании модулированного и кодированного лазерного импульса на фотоприемники 11, расположенные в зонах поражения человека (количество фотоприемников 11 зависит от необходимого количества зон поражения человека) на одном из выходов появляется электрический сигнал, который поступает на вход электронного блока обработки сигналов 15. Электронный блок отработки сигналов 15 с большой частотой сканирует фотоприемники 11 и при появлении на выходе одного или нескольких фотоприемников 11 сигнала декодирует его. Код сигнала соответствует шифру оружия 1 (стрелка), с которого был произведен «выстрел», а номер фотоприемника 11 определяет зону поражения человека. Эти данные запоминаются в энергонезависимой памяти электронного блока отработки сигналов 15 через блок согласования с компьютером 20, при необходимости, могут быть считаны в компьютер по USB или СОМ порты (при оснащении приемного устройства часами реального времени все данные запоминаются с привязкой по времени).

При каждом попадании в мишень блок 15 формирует короткий электрический сигнал, поступающий на вход блока звуковой сигнализации 17, который выдает (генерирует) звуковой сигнал, сообщающий человеку о попадании. Блок световой индикации 18 индицирует каждое попадание кратковременной вспышкой светодиода, а также показывает степень поражения человека через зажигание светодиодов определенного цвета. Степень поражения рассчитывается в блоке отработки сигналов 15 по определенному алгоритму в зависимости от количества попаданий и зон поражения. Степень поражения может индицироваться с помощью цветовой гаммы, например:

- желтый цвет - легкое ранение;

- зеленый цвет - ранение средней тяжести;

- голубой цвет - тяжелое ранение;

- красный цвет - смертельное ранение.

Блок электрошокового воздействия 19 электрошокового устройства по сигналам с блока отработки сигналов 15 формирует электрошоковые импульсы, которые воздействуют на человека в момент его поражения, причем сигнал воздействия также может зависеть от зоны попадания лазерного луча.

Блок согласования с компьютером 20 служит для обмена данными с персональным компьютером через USB или СОМ порты.

Блок приемопередатчика 21 представляет собой FM-приемопередатчик, который в дуплексном режиме обменивается данными о состоянии человека посредством радиоканала.

Блок автономного источника питания 16 представляет собой аккумуляторную батарею, которая обеспечивает устройство необходимыми питающими напряжениями и подзаряжается от сети 220 В или от бортовой сети автомобиля с помощью штатных зарядных устройств или же может состоять из батареи незаряжаемых сменных элементов питания.

Claims (5)

1. Система лазерной имитации стрельбы, содержащая оружие со стволом и ударно-спусковым механизмом, средство лазерного излучения с источником питания, мишень, закрепленную на стволе оружия насадку для холостой стрельбы, мембрану, причем средство лазерного излучения соосно закреплено на стволе оружия посредством насадки для холостой стрельбы, при этом насадка для холостой стрельбы выполнена с центральным осевым каналом, диаметр которого меньше диаметра канала ствола оружия, боковыми каналами, сообщенными с центральным осевым каналом, в передней части насадки выполнена полость, в которой размещена мембрана, а в концевой части насадки закреплено средство лазерного излучения с источником питания, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком выстрела, а мишень содержит несколько приемников сигнала лазерного излучения, расположенных на экипировке в соответствии с зонами поражения и выполненных в виде фотодиодов, причем мембрана размещена в насадке с зазором по отношению к источнику питания для выборки зазора за счет энергии пороховых газов при нажатии на спусковой крючок ударно-спускового механизма при стрельбе холостыми патронами, а средство лазерного излучения выполнено в виде полупроводникового лазера и электронной платы с микроконтроллером, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью формирования модулированного и кодированного сигнала лазерного излучения в виде импульса в момент выстрела холостым патроном, причем каждый из приемников сигнала лазерного излучения состоит из гибкой прямоугольной пластины, содержащей установленные внутри нее световоды, расположенные торцами спереди по всей площади пластины с шагом, равным диаметру пятна лазерного луча, а с обратной стороны образующие пучок, расположенный в зоне чувствительности фотодиода, при этом каждый приемник сигнала лазерного излучения снабжен электронным блоком отработки сигналов, соединенным с автономным источником питания, с блоками звуковой и световой сигнализации, при этом блок световой сигнализации выполнен с возможностью цветовой градации степени поражения, а электронный блок отработки сигналов выполнен с возможностью декодирования поступившего сигнала и определения оружия, из которого произведен выстрел, запоминания в энергозависимой памяти идентификационных данных поразившего выстрела и подачи сигналов на блоки звуковой и световой сигнализации для зажигания определенной лампочки и выдачи сообщения о возможности дальнейшего продолжения боя.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что приемник сигнала лазерного излучения снабжен электрошоковым устройством, выполненным с возможностью градации силы воздействия в зависимости от степени поражения.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена FM передатчиком для обмена данными по радиоканалу.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена приемником глобальной навигационной системы позиционирования GPS или ГЛОНАСС.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена пиротехническим устройством для его срабатывания при попадании лазерного излучения в приемник сигнала лазерного излучения.

Images