RU2500979C2 - Jet projectile fuse optical unit - Google Patents

Jet projectile fuse optical unit Download PDF

Info

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
Application number
RU2012109762/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012109762A (en
Original Assignee
Шепеленко Виталий Борисович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шепеленко Виталий Борисович filed Critical Шепеленко Виталий Борисович
Priority to RU2012109762/03A priority Critical patent/RU2500979C2/en
Publication of RU2012109762A publication Critical patent/RU2012109762A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2500979C2 publication Critical patent/RU2500979C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.
SUBSTANCE: proposed transducer comprises two and more transceiving channels, each including electronic unit, pulse source of optical radiation and photo receiver connected with electronic unit. Optical axes of optical radiation pulse source and photo receiver making transceiving channel are arranged in parallel and directed at <90° to fuse lengthwise axis. Note here that said transceiving channels are located along shell lengthwise axis. Angle between radiators of adjacent transceiving channels in radial direction is selected to make light beams of radiators not crossing. Quantity of radiators in optical unit is selected to make spacing between adjacent radiating channels at preset target detection distance not exceeding minimum target size. Proposed method exploits time-pulse distance-to-target analysis.
EFFECT: higher probability of target detection and guidance, better protection against optical and small size interferences, decreased weight and overall dimensions.
1 dwg

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 optical radiation source 1 and a photodetector 2, connected to an electronic unit 3 installed in the housing 4.

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 radiation source 1 are displayed outside the housing 4 in the direction of a possible target. If there is a target, the radiation is reflected from its surface and recorded by the photodetector 2. Next, the electronic unit 3 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, set to the temporary setting T. The value of the temporary setting T is entered before the battle the use of the projectile in the electronic unit 3 and is equal to the travel time of the light pulse from the projectile to the target and vice versa at the moment the distance between the projectile and the target corresponds to the required Dancing detection, 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.

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)

Оптический блок взрывателя реактивных снарядов, характеризующийся тем, что он 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, расположены параллельно и направлены по направлению движения под углом <90° к продольной оси взрывателя, при этом указанные приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси снаряда, причем угол между излучателями смежных приемоизлучающих каналов в радиальном направлении выбран таким образом, что световые лучи излучателей не пересекаются между собой, количество излучателей в оптическом блоке выбрано таким образом, что расстояние между лучами соседних излучающих каналов на заданной дистанции детектирования цели составляет не более величины минимальной цели. An optical unit for a fuse of rockets, characterized in that it contains two or more receiving-emitting channels, each of which contains an electronic unit, a pulsed source of optical radiation and a photodetector connected to the electronic unit, while the optical axis of the pulsed source of optical radiation and a photodetector forming a receiving-emitting the channel are arranged in parallel and directed in the direction of motion at an angle <90 ° to the longitudinal axis of the fuse, while these receiving-emitting channels are placed around the longitudinal axis of the projectile, and the angle between the emitters of adjacent receiving emitting channels in the radial direction is selected so that the light rays of the emitters do not intersect each other, the number of emitters in the optical unit is selected so that the distance between the rays of adjacent emitting channels at a given target detection distance is no more than the minimum target.
RU2012109762/03A 2012-03-15 2012-03-15 Jet projectile fuse optical unit RU2500979C2 (en)

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)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012109762A (en) 2013-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2218440T3 (en) SHOT SIMULATION PROCEDURE AND DEVICE.
US8033221B2 (en) System and method for sensing proximity
RU2496096C1 (en) Target contact-type laser transducer
WO2011066164A1 (en) Optical impact control system
US10533831B1 (en) Deployable, forward looking range sensor for command detonation
US4776274A (en) Proximity fuzing arrangement
RU2335728C1 (en) Optical-electronic search and tracking system
US6817569B1 (en) Guidance seeker system with optically triggered diverter elements
US10466024B1 (en) Projectile lens-less electro optical detector for time-to-go for command detonation
RU2497072C1 (en) Jet missile target sensor
RU2484423C1 (en) Ammunition of contactless action with remote laser fuse
RU2498208C1 (en) Optic unit of non-contact detonating fuse for ammunition
US4269121A (en) Semi-active optical fuzing
RU2500979C2 (en) Jet projectile fuse optical unit
RU2497070C1 (en) Jet missile range finder
RU2496094C1 (en) Laser range finder
RU2496093C1 (en) Target contact-type laser transducer
RU2497073C1 (en) Optical unit
RU2497069C1 (en) Target detection optical unit
US5018447A (en) Device and method for monitoring the presence of an object in space
RU2511620C2 (en) Device of measurement of given distance between objects
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