RU2484423C1 - Ammunition of contactless action with remote laser fuse - Google Patents
Ammunition of contactless action with remote laser fuse Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484423C1 RU2484423C1 RU2012109842/11A RU2012109842A RU2484423C1 RU 2484423 C1 RU2484423 C1 RU 2484423C1 RU 2012109842/11 A RU2012109842/11 A RU 2012109842/11A RU 2012109842 A RU2012109842 A RU 2012109842A RU 2484423 C1 RU2484423 C1 RU 2484423C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ammunition
- optical
- photodetector
- target
- emitter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в реактивных боеприпасах для определения оптимального момента подрыва боеприпаса.The invention relates to the field of armaments and can be used in jet munitions to determine the optimal moment of detonation of ammunition.
Известно бортовое устройство с лазерным блоком для обнаружения целей (патент США №5138947, МПК: F42C 13/02, опубл. 18.08.1992), состоящее из источника оптического излучения, коллимирующей линзы, двух зеркал и фотоприемника.Known on-board device with a laser unit for detecting targets (US patent No. 5138947, IPC: F42C 13/02, publ. 08/18/1992), consisting of an optical radiation source, a collimating lens, two mirrors and a photodetector.
Зеркала установлены на подвижную панель, которая фиксируется в двух положениях. Одно из зеркал плоское и выполнено в форме уголкового отражателя. Второе зеркало выполнено фокусирующим. В первом положении панели оба зеркала находятся внутри корпуса устройства и лазерное излучение не выходит наружу. Во втором положении панели излучение источника, установленного в фокальной плоскости коллимирующей линзы, отражается от первого зеркала и выводится наружу в направлении "вперед и вбок," относительно направления движения боеприпаса. Оптическое излучение от поверхности цели отражается вторым зеркалом на фотоприемник, установленный в фокусе этого зеркала. Фотоприемник преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку.Mirrors are mounted on a movable panel, which is fixed in two positions. One of the mirrors is flat and made in the form of an angular reflector. The second mirror is made focusing. In the first position of the panel, both mirrors are located inside the device and the laser radiation does not come out. In the second position of the panel, the radiation of a source mounted in the focal plane of the collimating lens is reflected from the first mirror and is output outward in the direction "forward and sideways" relative to the direction of movement of the ammunition. Optical radiation from the target surface is reflected by the second mirror to a photodetector mounted at the focus of this mirror. The photodetector converts the optical signal into an electrical one and performs its further processing.
Недостатком данного устройства является низкая вероятность обнаружения малогабаритных целей и, следовательно, низкая надежность срабатывания по целям такого типа, а также недостаточная защищенность от оптических помех. К недостаткам следует отнести и невысокую точность установки заданной дальности срабатывания, поскольку пересечение осей диаграммы направленности источника оптического излучения и диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса обеспечивается только технологически, и значительное ухудшение аэродинамических параметров боеприпаса при включении данного устройства и, в результате, невозможность его использования при высоких скоростях движения боеприпаса.The disadvantage of this device is the low probability of detecting small targets and, therefore, low reliability of operation for targets of this type, as well as insufficient protection from optical interference. The disadvantages include the low accuracy of setting the given operating range, since the intersection of the axes of the radiation pattern of the optical radiation source and the sensitivity diagram of the photodetector at a certain distance from the munition is provided only technologically, and a significant deterioration in the aerodynamic parameters of the munition when this device is turned on and, as a result, its impossibility use at high speeds of the movement of ammunition.
Известен оптический блок (патент РФ №2151372, МПК: F42C 13/02, опубл. 27.03.2005), состоящий из источника оптического излучения, установленного в фокальной плоскости коллимирующей линзы, системы светоделения, установленной между коллимирующей линзой и защитным стеклом, фокусирующей линзы, фотоприемника и светофильтра, установленного между фокусирующей линзой и фотоприемниками.Known optical unit (RF patent No. 2151372, IPC: F42C 13/02, publ. 03/27/2005), consisting of an optical radiation source mounted in the focal plane of a collimating lens, a beam splitting system installed between the collimating lens and a protective glass, a focusing lens, a photodetector and a light filter mounted between the focusing lens and the photodetectors.
Указанный блок работает следующим образом.The specified block works as follows.
Оптическое излучение источника, сколлимированное линзой, делится системой светоделения на два одинаковых пучка и через защитное стекло выводится наружу боеприпаса. При наличии цели на дистанции срабатывания датчика, излучение отражается от ее поверхности и через фокусирующую линзу и светофильтр попадает на фотоприемник, который преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку. Формируемые два пучка оптического излучения зондируют каждый свой сектор пространства вокруг боеприпаса, а фокусирующая линза и фотоприемники формируют две приемные диаграммы чувствительности оптического блока.The optical radiation of the source, collimated by the lens, is divided by the beam-splitting system into two identical beams and, through the protective glass, the ammunition is brought out. If there is a target at the distance of the sensor’s response, the radiation is reflected from its surface and through the focusing lens and filter comes to the photodetector, which converts the optical signal into electrical and performs its further processing. The formed two beams of optical radiation probe each of its sector of space around the ammunition, and the focusing lens and photodetectors form two receiving sensitivity diagrams of the optical unit.
Недостатками указанного блока являются значительные габаритные размеры из-за необходимости обеспечения базы, расстояния между приемником и излучателем, причем уменьшение базы снижает точность определения дистанции. Система светоделения указанного блока требует юстировки: технологического процесса установки пересечения оси диаграммы направленности зондирующих пучков источника и оси соответствующих диаграмм чувствительности фотоприемников на требуемом расстоянии от боеприпаса, в результате чего оптический блок обнаруживает только те цели, которые находятся на заданном расстоянии от боеприпаса, что снижает его универсальность.The disadvantages of this unit are significant overall dimensions due to the need to provide a base, the distance between the receiver and the emitter, and reducing the base reduces the accuracy of determining the distance. The beam splitting system of the indicated block requires adjustment: the technological process of setting the intersection of the axis of the radiation pattern of the probing source beams and the axis of the corresponding sensitivity diagrams of photodetectors at the required distance from the munition, as a result of which the optical unit detects only those targets that are at a given distance from the munition, which reduces it universality.
Известен оптический дистанционный взрыватель (патент ФРГ PS №2949521, МПК: F42C 13/02, опубл. 21.10.82), состоящий из источника оптического излучения, работающего в пульсирующем режиме, коллимирующей и фокусирующей линз и фотоприемника.Known optical remote fuse (German patent PS No. 2949521, IPC: F42C 13/02, publ. 21.10.82), consisting of an optical radiation source operating in a pulsed mode, collimating and focusing lenses and a photodetector.
Фотоприемник установлен таким образом, что ось диаграммы направленности источника оптического излучения пересекает ось диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса, в результате чего дистанционный взрыватель срабатывает только при наличии цели на заданном расстоянии. Излучение от источника проходит через коллимирующую линзу, отражается от поверхности цели и, если она находится на заданном расстоянии от боеприпаса, через фокусирующую линзу попадает на фотоприемник, который преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку.The photodetector is installed in such a way that the axis of the radiation pattern of the optical radiation source intersects the axis of the sensitivity diagram of the photodetector at a certain distance from the munition, as a result of which the remote fuse fires only when there is a target at a given distance. The radiation from the source passes through the collimating lens, is reflected from the target’s surface and, if it is located at a predetermined distance from the ammunition, it passes through the focusing lens to a photodetector, which converts the optical signal into an electric one and performs its further processing.
Недостатком этого устройства является низкая вероятность обнаружения малогабаритных целей и, в результате чего, низкая надежность срабатывания по целям такого типа, а также невысокая точность установки заданной дальности срабатывания, поскольку пересечение осей диаграммы направленности источника оптического излучения и диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса обеспечивается только технологически. Кроме этого данное устройство имеет значительные габаритные размеры и недостаточную защищенность от оптических помех.The disadvantage of this device is the low probability of detecting small targets and, as a result, the low reliability of operation on targets of this type, as well as the low accuracy of setting a given operating range, since the intersection of the axes of the radiation pattern of the optical radiation source and the sensitivity diagram of the photodetector at a certain distance from the munition is ensured only technologically. In addition, this device has significant overall dimensions and insufficient protection from optical interference.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание боеприпаса разрывного действия, обеспечивающего надежное неконтактное срабатывание на заданной дистанции от цели, имеющего требуемый уровень защищенности от оптических помех.The objective of the invention is to remedy these disadvantages and create explosive ordnance that provides reliable contactless operation at a given distance from the target having the required level of protection against optical interference.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный боеприпас неконтактного действия с дистанционным лазерным взрывателем содержит корпус с взрывчатым веществом, взрыватель, в корпусе которого размещены источник питания, детонатор, предохранительно-взводящий механизм и соединенный с указанным механизмом датчик цели, при этом датчик цели содержит, как минимум, один, предпочтительно, не менее двух приемоизлучающих каналов, каждый из которых включает электронный блок, импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, соединенные с электронным блоком, при этом оптические оси импульсного источника оптического излучения и фотоприемника, образующих приемоизлучающий канал, направлены под углом ≤90° к продольной оси боеприпаса по направлению движения и расположены со смещением друг относительно друга, преимущественно параллельно или практически параллельно, причем расстояние между оптическими осями излучателя и фотоприемника выбрано из условия l≥(dи+dп)/2, где dи и dп - наибольшие диаметры излучателя и фотоприемника соответственно, при этом приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси боеприпаса, через равные или практически равные угловые промежутки в радиальном направлении.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed non-contact munition with a remote laser fuse contains a housing with an explosive, a fuse with a power source, a detonator, a safety-cocking mechanism and a target sensor connected to the specified mechanism, the target sensor contains at least one, preferably at least two transceiver channels, each of which includes an electronic unit, a pulsed optical radiation source and a photodetector, displaced with the electronic unit, the optical axes of the pulsed optical radiation source and the photodetector forming the receiving-emitting channel are directed at an angle of ≤90 ° to the longitudinal axis of the munition in the direction of movement and are located offset from each other, mainly parallel or almost parallel, and the distance between optical axes of the emitter and the photodetector is selected from the condition l≥ (d and n + d) / 2, where d and d and n - largest diameters emitter and photodetector, respectively, with priemoizluchayu s channels are arranged around the longitudinal axis of the munition, at equal or substantially equal angular intervals in the radial direction.
В варианте выполнения, необходимое количество излучателей/зондирующих оптических пучков k в оптическом датчике цели определено из одновременного выполнения следующих условий, при которых: высота боеприпаса над подстилающей поверхностью находится в диапазоне h∈[hmin, hmax], где h=f(υ, α, t) - высота над подстилающей поверхностью, υ - скорость подхода боеприпаса к цели/подстилающей поверхности, α - угол подхода боеприпаса к цели/ подстилающей поверхности; t - время; hmax - максимальная заданная высота срабатывания; hmin - минимальная заданная высота срабатывания, дистанция до подстилающей поверхности по оси оптического излучения
где
где T - временной интервал одного рабочего цикла определения дистанции.where T is the time interval of one working cycle of determining the distance.
В варианте выполнения, для повышения устойчивости боеприпаса к воздействию малоразмерных помех в электронном блоке реализован алгоритм одновременного функционирования, как минимум, двух приемоизлучающих каналов и проверки наличия регистрации сигналов идентификации цели одновременно по двум или более одновременно функционирующим приемоизлучающим каналам.In an embodiment, in order to increase the stability of the munition against small interference, the electronic unit implements an algorithm for the simultaneous operation of at least two receiving-emitting channels and checking for the detection of target identification signals simultaneously through two or more simultaneously functioning receiving-emitting channels.
В варианте выполнения, одновременно функционирующие приемоизлучающие каналы, используемые для проверки наличия одновременной регистрации сигналов идентификации цели, установлены вокруг продольной оси боеприпаса на максимальном угловом расстоянии друг от друга в радиальном направлении, преимущественно диаметрально противоположно.In an embodiment, simultaneously functioning receiving-emitting channels used to check for the simultaneous detection of target identification signals are mounted around the longitudinal axis of the munition at the maximum angular distance from each other in the radial direction, mainly diametrically opposite.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является создание боеприпаса, обладающего повышенной эффективностью поражения цели, за счет подрыва на оптимальной дистанции от цели.The technical result achieved by the claimed invention is the creation of ammunition with increased effectiveness in hitting a target, due to detonation at an optimal distance from the target.
Технический результат достигается за счет того, что в предложенном боеприпасе разрывного действия с дистанционным лазерным взрывателем, содержащем корпус с взрывчатым веществом, взрыватель, в корпусе которого размещены взрыватель, включающий источник питания, детонатор, предохранительно-взводящий механизм, оптический датчик цели, в котором согласно изобретению в качестве источника оптического излучения применен импульсный лазерный диод, а в электронном блоке для обработки отраженного сигнала применен алгоритм реализующий время - импульсный метод анализа дистанции до цели. Излученные световые импульсы отражаются от поверхности цели и регистрируются фотоприемником с последующим анализом электронным блоком. Регистрацию отраженного сигнала осуществляют через временной интервал, определяющий дистанцию идентификации цели: с момента излучения светового импульса до открытия временного окна, продолжительностью которого задают погрешность определения дистанции.The technical result is achieved due to the fact that in the proposed explosive ordnance with a remote laser fuse containing a housing with an explosive, a fuse, in the housing of which a fuse including a power source, a detonator, a safety-cocking mechanism, an optical target sensor, according to which The invention uses a pulsed laser diode as a source of optical radiation, and an algorithm that implements the time is used in the electronic unit for processing the reflected signal. pulse method of analyzing the distance to the target. The emitted light pulses are reflected from the target surface and recorded by a photodetector, followed by analysis by the electronic unit. The registration of the reflected signal is carried out through a time interval that determines the distance of identification of the target: from the moment of emission of the light pulse to the opening of the time window, the duration of which sets the error in determining the distance.
Заявляемое устройство обеспечивает подрыв боеприпаса на оптимальной дистанции от цели, не требует настройки в процессе производства, позволяет устанавливать дистанцию подрыва непосредственно перед боевым применением боеприпаса, что расширяет область применения боеприпаса.The inventive device provides the detonation of ammunition at an optimum distance from the target, does not require adjustment during production, allows you to set the distance of detonation immediately before the combat use of ammunition, which expands the scope of the ammunition.
Изменение дистанции обнаружения цели осуществляется изменением установок в электронном блоке, что делает предлагаемое устройство более универсальным по сравнению с прототипом.Changing the distance of detection of the target is carried out by changing the settings in the electronic unit, which makes the proposed device more versatile in comparison with the prototype.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлено схематическое изображение поперечного сечения боеприпаса разрывного действия с дистанционным лазерным взрывателем, показан угол β установки излучателей; на фиг.2 представлена расчетная схема для варианта исполнения с k излучателями.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of an explosive ordnance with a remote laser fuse, and an installation angle β of the emitters is shown; figure 2 presents the design scheme for an embodiment with k emitters.
Боеприпас неконтактного действия с дистанционным лазерным взрывателем содержит корпус 1 с взрывчатым веществом 2, взрыватель 3, в корпусе которого размещены источник питания 4, детонатор 5, предохранительно-взводящий механизм 6, оптический датчик цели 7, содержащий, как минимум, два приемоизлучающих канала, состоящих из источника оптического излучения 8 и фотоприемника 9, соединенных с электронным блоком 10.Non-contact action ammunition with a remote laser fuse contains a housing 1 with an explosive substance 2, a fuse 3, in the housing of which a power source 4, a detonator 5, a safety cocking mechanism 6, an optical target sensor 7, containing at least two transmissive channels consisting of from an optical radiation source 8 and a photodetector 9 connected to an electronic unit 10.
Боеприпас неконтактного действия с дистанционным лазерным взрывателем работает следующим образом.Non-contact ammunition with a remote laser fuse works as follows.
Световые импульсы от источника излучения 8 выводятся наружу корпуса взрывателя 3 в сторону возможной цели. При наличии цели излучение отражается от ее поверхности и регистрируется фотоприемником 9. Далее электронный блок 10 анализирует принятый сигнал на соответствие величины t - временного интервала, отсчитываемого с момента излучения импульса до момента регистрации сигнала, заданного временной установкой T. Величина временной установки T вводится перед боевым применением боеприпаса в электронный блок 10 и равна времени прохождения светового импульса от боеприпаса до цели и обратно в момент соответствия расстояния между боеприпасом и целью требуемой дистанции детектирования, т.е. Т=2R/c, где c - скорость света, R - требуемая дистанция детектирования цели.Light pulses from the radiation source 8 are displayed outside the fuse 3 body towards a possible target. If there is a target, the radiation is reflected from its surface and recorded by the photodetector 9. Next, the electronic unit 10 analyzes the received signal for compliance with the value of t — the time interval counted from the moment of emission of the pulse until the signal is registered by the time setting T. The value of the time setting T is entered before the battle the use of ammunition in the electronic unit 10 and is equal to the travel time of the light pulse from the ammunition to the target and back at the moment of correspondence between the distance between the ammunition and the target rebuemoy detection distance, ie, T = 2R / c, where c is the speed of light, R is the required target detection distance.
При выполнении условия t=T, с заданной точностью, электронный блок определяет принятый сигнал как «рабочий» и выдает сигнал идентификации цели.When the condition t = T is fulfilled, with a given accuracy, the electronic unit determines the received signal as “working” and generates a target identification signal.
Использование предложенного технического решения позволит создать боеприпас, обладающий повышенной эффективностью поражения цели, имеющий расширенную область применения.Using the proposed technical solution will allow you to create an ammunition that has increased effectiveness in hitting a target, having an extended scope.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109842/11A RU2484423C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Ammunition of contactless action with remote laser fuse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109842/11A RU2484423C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Ammunition of contactless action with remote laser fuse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2484423C1 true RU2484423C1 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012109842/11A RU2484423C1 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Ammunition of contactless action with remote laser fuse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2484423C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603334C2 (en) * | 2015-02-02 | 2016-11-27 | Александр Иванович Громыко | Method of increasing accuracy of rifled arms and device of its implementation |
RU2655705C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-05-29 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО "РОМЗ") | Ammunition of non-contact action with remote laser fuse |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5138947A (en) * | 1990-05-30 | 1992-08-18 | Rheinmetall Gmbh | Flying body including a target detection device |
RU2278351C1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт машиностроения" | Guided missile |
US20060130696A1 (en) * | 2002-06-18 | 2006-06-22 | Alon Regev | Bullet |
RU2300729C1 (en) * | 2005-10-10 | 2007-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик "Федеральное агентство по атомной энергии " | Method for influence firing blasting of charge |
-
2012
- 2012-03-15 RU RU2012109842/11A patent/RU2484423C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5138947A (en) * | 1990-05-30 | 1992-08-18 | Rheinmetall Gmbh | Flying body including a target detection device |
US20060130696A1 (en) * | 2002-06-18 | 2006-06-22 | Alon Regev | Bullet |
RU2278351C1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт машиностроения" | Guided missile |
RU2300729C1 (en) * | 2005-10-10 | 2007-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик "Федеральное агентство по атомной энергии " | Method for influence firing blasting of charge |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603334C2 (en) * | 2015-02-02 | 2016-11-27 | Александр Иванович Громыко | Method of increasing accuracy of rifled arms and device of its implementation |
RU2655705C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-05-29 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО "РОМЗ") | Ammunition of non-contact action with remote laser fuse |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8033221B2 (en) | System and method for sensing proximity | |
ES2218440T3 (en) | SHOT SIMULATION PROCEDURE AND DEVICE. | |
US3935818A (en) | Combined fuze and guidance system for a missile | |
RU2496096C1 (en) | Target contact-type laser transducer | |
RU2484423C1 (en) | Ammunition of contactless action with remote laser fuse | |
RU2335728C1 (en) | Optical-electronic search and tracking system | |
RU2498208C1 (en) | Optic unit of non-contact detonating fuse for ammunition | |
RU2503921C2 (en) | Rocket missile | |
EP2232300B1 (en) | Proximity to target detection system and method | |
RU2497072C1 (en) | Jet missile target sensor | |
RU2655705C1 (en) | Ammunition of non-contact action with remote laser fuse | |
RU2496094C1 (en) | Laser range finder | |
RU2497073C1 (en) | Optical unit | |
RU2511620C2 (en) | Device of measurement of given distance between objects | |
RU2496093C1 (en) | Target contact-type laser transducer | |
RU2497069C1 (en) | Target detection optical unit | |
RU2497071C1 (en) | Optical range finder | |
RU2496095C1 (en) | Range finder | |
RU2498205C1 (en) | Optic target sensor | |
RU2498206C1 (en) | Device for determining optimum moment of ammunition blasting | |
RU2498207C1 (en) | Device for blasting ammunition at specified distance from target | |
RU2500979C2 (en) | Jet projectile fuse optical unit | |
RU2497070C1 (en) | Jet missile range finder | |
RU63520U1 (en) | OPTICAL AND ELECTRONIC SEARCH AND MAINTENANCE SYSTEM OBJECTIVES | |
RU2012109850A (en) | LASER RANGE FOR REACTIVE AMMUNITION |