RU2500979C2 - Jet projectile fuse optical unit - Google Patents
Jet projectile fuse optical unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500979C2 RU2500979C2 RU2012109762/03A RU2012109762A RU2500979C2 RU 2500979 C2 RU2500979 C2 RU 2500979C2 RU 2012109762/03 A RU2012109762/03 A RU 2012109762/03A RU 2012109762 A RU2012109762 A RU 2012109762A RU 2500979 C2 RU2500979 C2 RU 2500979C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- distance
- channels
- target
- electronic unit
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 102220005306 rs33926796 Human genes 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000009414 blockwork Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях реактивных снарядов, для определения оптимального момента подрыва снаряда.The invention relates to the field of armaments and can be used in non-contact fuses of rockets, to determine the optimal moment of detonation of a shell.
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. 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 снаряда. 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.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. 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 projectile. 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 снаряда обеспечивается только технологически, и значительное ухудшение аэродинамических параметров снаряда при включении данного устройства и, в результате, невозможность его использования при высоких скоростях движения.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 projectile is provided only technologically, and a significant deterioration in the aerodynamic parameters of the projectile when this device is turned on and, as a result, its impossibility use at high speeds.
Известен оптический блок для обнаружения цели (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, фотоприемниками и светофильтра, установленного между фокусирующей линзой и фотоприемниками.A known optical unit for detecting targets (RF patent No. 2151372, IPC: F42C 13/02, published March 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 the protective glass, focusing lens, photodetectors and a light filter mounted between the focusing lens and 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, зондирует каждый свой сектор пространства вокруг боеприпаса, а фокусирующая линза и фотоприемники формируют две приемные диаграммы чувствительности оптического блока для обнаружения цели.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. Two beams of optical radiation are formed that probes each sector of space around the ammunition, and the focusing lens and photodetectors form two receiving sensitivity diagrams of the optical unit for detecting the target.
Недостатками указанного блока является значительные габаритные размеры из-за необходимости обеспечения базы, расстояния между приемником и излучателем. 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 is the significant overall dimensions due to the need to provide a base, the distance between the receiver and the emitter. 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 снаряда, 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 снаряда, 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 projectile, 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 at a predetermined distance from the projectile, through the focusing lens it enters the photodetector, which converts the optical signal into an electric one and performs its further processing.
Недостатком этого устройства являются низкая вероятность обнаружения малогабаритных целей и, в результате, 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 снаряда обеспечивается только технологически. Кроме этого, данное устройство имеет 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 projectile technologically. In addition, this device has insufficient protection from optical interference.
Задачей изобретения является создание компактного, надежного и универсального оптического блока взрывателя реактивных снарядов, обеспечивающего функцию неконтактного срабатывания, имеющего требуемую степень надежности по защищенности от оптических помех.The objective of the invention is to create a compact, reliable and versatile optical unit fuse of rockets, providing a contactless function, having the required degree of reliability for protection from optical interference.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный оптический блок взрывателя реактивных снарядов, согласно изобретению, содержит два и более приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит 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 снаряда по направлению движения и расположены со смешением друг относительно друга, преимущественно параллельно или практически параллельно, причем расстояние между оптическими осями излучателя и фотоприемника выбрано из условия l≥(du+dn)/2, где du и dn - наибольшие диаметры излучателя и фотоприемника соответственно, при этом приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси снаряда, причем угол в радиальном направлении между осями излучателей смежных приемоизлучающих каналов выбран таким образом, что световые пучки излучателей не пересекаются между собой, при этом расстояние между лучами от соседних излучающих каналов на требуемой дистанции детектирования цели равно/примерно равно минимальному размеру цели.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed optical unit fuse missiles, according to the invention, contains two or more receiving-emitting channels, each of which contains an electronic unit, a pulsed optical radiation source, and a photodetector connected to the electronic unit, while the optical axis of the pulsed source optical radiation and a photodetector forming a receiving-emitting channel are directed at an angle of ≤90 ° to the longitudinal axis of the projectile in the direction of movement and are located with a mixture of other g relative to one another, preferably parallel, or substantially parallel, the distance between the optical axes of the emitter and the photodetector is selected from the condition l≥ (d u + d n) / 2, where d u and d n - greatest diameter of the emitter and photodetector, respectively, with priemoizluchayuschie the channels are placed around the longitudinal axis of the projectile, and the angle in the radial direction between the axes of the emitters of adjacent receiving emitting channels is selected so that the light beams of the emitters do not intersect each other, while the distance between the rays m adjacent radiating channels at the desired distance detection target is equal to / approximately equal to the minimum size target.
В варианте исполнения, необходимое количество излучателей в оптическом блоке определено из соотношения: n≥2π/(α+b/R), где n - количество излучателей, α - угол расхождения пучка излучения, b - минимальный размер цели, R - требуемая дистанция детектирования цели.In an embodiment, the required number of emitters in the optical unit is determined from the relation: n≥2π / (α + b / R), where n is the number of emitters, α is the angle of divergence of the radiation beam, b is the minimum target size, R is the required detection distance goals.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является создание оптического блока взрывателя реактивных снарядов, который повышает вероятность обнаружения малогабаритных целей, обеспечивает высокую точность установки заданной дистанции срабатывания, имеет повышенную защищенность от оптических помех, уменьшенные габаритно-весовые характеристики и энергопотребление.The technical result achieved by the claimed invention is the creation of an optical unit for a fuse of rockets, which increases the likelihood of detecting small targets, provides high accuracy of setting a given operating distance, has increased immunity to optical noise, reduced overall weight and power characteristics.
Технический результат достигается тем, что в оптическом блоке взрывателя реактивных снарядов, включающем электронный блок источник оптического излучения и фотоприемник, 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 by the fact that a pulsed laser diode is used as an optical radiation source in an optical unit of a fuse for rockets, including an electronic unit and a photodetector, and an algorithm that implements the time signal is used in the electronic unit to process the reflected signal - a pulse method of analyzing the distance to goals. 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 не требует настройки в процессе производства, позволяет менять дистанцию идентификации цели непосредственно перед боевым применением снаряда.The inventive device does not require adjustment during production, allows you to change the distance of identification of the target immediately before the combat use of the projectile.
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 чертежом, где на фиг.1 представлено схематическое изображение поперечного сечения оптического блока взрывателя реактивных снарядов.The invention is illustrated in the drawing, where Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical block of a fuse of rockets.
Оптический блок взрывателя реактивных снарядов включает как минимум два приемоизлучающих канала, состоящих из источника оптического излучения 1 и фотоприемника 2, соединенных с электронным блоком 3, установленных в корпусе 4.The optical unit of the fuse of rockets includes at least two receiving-emitting channels, consisting of an
Оптический блок взрывателя реактивных снарядов работает следующим образом.The optical unit fuse missiles is as follows.
Световые импульсы от источника излучения 1, выводятся наружу корпуса 4 в сторону возможной цели. При наличии цели излучение отражается от ее поверхности и регистрируется фотоприемником 2. Далее электронный блок 3 анализирует принятый сигнал на соответствие величины t - временного интервала, отсчитываемого с момента излучения импульса до момента регистрации сигнала, заданной временной установке T. Величина временной установки Т вводится перед боевым применением снаряда в электронный блок 3 и равна времени прохождения светового импульса от снаряда до цели и обратно в момент соответствия расстояния между снарядом и целью требуемой дистанции детектирования, т.е. Т=2R/c, где с - скорость света, R - требуемая дистанция детектирования цели.Light pulses from the
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.
Необходимое количество зондирующих оптических пучков в оптическом блоке определяется характерным размером предполагаемых целей и дистанцией идентификации цели из соотношения: n≥2π/(α+b/R), где n - количество зондирующих оптических пучков, α - угол расхождения светового пучка, b - минимальный размер цели, R - требуемая дистанция детектирования цели.The required number of probe optical beams in the optical unit is determined by the characteristic size of the intended targets and the target identification distance from the relation: n≥2π / (α + b / R), where n is the number of probe optical beams, α is the angle of divergence of the light beam, b is the minimum target size, R is the required target detection distance.
Использование предложенного технического решения позволит повысить поражающие характеристики снаряда путем увеличения массы взрывчатого вещества за счет уменьшения габаритных параметров оптического блока, увеличить количество зондирующих оптических пучков, и, следовательно, повысить эффективность и надежность устройства при увеличении дистанции обнаружения цели. Оптический блок с реализованным предложенным техническим решением не требует настройки в процессе производства, что позволяет упростить его устройство и снизить стоимость изготовления.Using the proposed technical solution will increase the striking characteristics of the projectile by increasing the mass of the explosive by reducing the overall parameters of the optical unit, increase the number of probe optical beams, and, therefore, increase the efficiency and reliability of the device with an increase in the target detection distance. An optical unit with the proposed technical solution implemented does not require adjustment during the production process, which allows to simplify its design and reduce the manufacturing cost.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109762/03A RU2500979C2 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Jet projectile fuse optical unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109762/03A RU2500979C2 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Jet projectile fuse optical unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012109762A RU2012109762A (en) | 2013-09-20 |
| RU2500979C2 true RU2500979C2 (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=49182979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012109762/03A RU2500979C2 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Jet projectile fuse optical unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2500979C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2781592C1 (en) * | 2022-05-11 | 2022-10-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Non-contact ammunition target sensor |
| PL449077A1 (en) * | 2024-06-30 | 2025-04-22 | Wojskowa Akademia Techniczna Im. Jarosława Dąbrowskiego | System for determining the projectile action point on a flight path with active setting correction and method for determining the projectile action point on a flight path with active setting correction |
| PL449078A1 (en) * | 2024-06-30 | 2025-04-28 | Wojskowa Akademia Techniczna Im. Jarosława Dąbrowskiego | System for determining the projectile action point on a flight path with active setting correction and method for determining the projectile action point on a flight path with active setting correction |
Citations (5)
| 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 |
| GB2301420A (en) * | 1984-03-17 | 1996-12-04 | British Aerospace | Projectiles |
| RU2251069C1 (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-27 | ФГУП "ГосНИИМаш" | Tandem type warhead |
| RU2301958C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт машиностроения" | High-explosive non-isotropic warhead |
| RU2362969C2 (en) * | 2007-04-12 | 2009-07-27 | Новосибирский государственный технический университет | Detonator |
-
2012
- 2012-03-15 RU RU2012109762/03A patent/RU2500979C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2301420A (en) * | 1984-03-17 | 1996-12-04 | British Aerospace | Projectiles |
| US5138947A (en) * | 1990-05-30 | 1992-08-18 | Rheinmetall Gmbh | Flying body including a target detection device |
| RU2251069C1 (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-27 | ФГУП "ГосНИИМаш" | Tandem type warhead |
| RU2301958C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт машиностроения" | High-explosive non-isotropic warhead |
| RU2362969C2 (en) * | 2007-04-12 | 2009-07-27 | Новосибирский государственный технический университет | Detonator |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2781592C1 (en) * | 2022-05-11 | 2022-10-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Non-contact ammunition target sensor |
| PL449077A1 (en) * | 2024-06-30 | 2025-04-22 | Wojskowa Akademia Techniczna Im. Jarosława Dąbrowskiego | System for determining the projectile action point on a flight path with active setting correction and method for determining the projectile action point on a flight path with active setting correction |
| PL449078A1 (en) * | 2024-06-30 | 2025-04-28 | Wojskowa Akademia Techniczna Im. Jarosława Dąbrowskiego | System for determining the projectile action point on a flight path with active setting correction and method for determining the projectile action point on a flight path with active setting correction |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012109762A (en) | 2013-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8033221B2 (en) | System and method for sensing proximity | |
| WO2011066164A1 (en) | Optical impact control system | |
| RU2496096C1 (en) | Target contact-type laser transducer | |
| RU2335728C1 (en) | Optical-electronic search and tracking system | |
| RU2500979C2 (en) | Jet projectile fuse optical unit | |
| RU2498208C1 (en) | Optic unit of non-contact detonating fuse for ammunition | |
| US20020109039A1 (en) | Guidance seeker system with optically triggered diverter elements | |
| US4269121A (en) | Semi-active optical fuzing | |
| RU2497072C1 (en) | Jet missile target sensor | |
| RU2484423C1 (en) | Ammunition of contactless action with remote laser fuse | |
| US8368873B2 (en) | Proximity to target detection system and method | |
| RU2497070C1 (en) | Jet missile range finder | |
| RU2496094C1 (en) | Laser range finder | |
| US5018447A (en) | Device and method for monitoring the presence of an object in space | |
| RU2496093C1 (en) | Target contact-type laser transducer | |
| RU2497073C1 (en) | Optical unit | |
| RU2497069C1 (en) | Target detection optical unit | |
| RU2496095C1 (en) | Range finder | |
| RU2497071C1 (en) | Optical range finder | |
| RU2498206C1 (en) | Device for determining optimum moment of ammunition blasting | |
| RU2498207C1 (en) | Device for blasting ammunition at specified distance from target | |
| RU2511620C2 (en) | Device of measurement of given distance between objects | |
| RU2498205C1 (en) | Optic target sensor | |
| RU2503921C2 (en) | Rocket missile | |
| RU2655705C1 (en) | Ammunition of non-contact action with remote laser fuse |