RU2559230C2

RU2559230C2 - Способ проведения натурно-модельных испытаний по оценке демаскирующих свойств боевой экипировки

Info

Publication number: RU2559230C2
Application number: RU2013138330/12A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Портнов; Александр Иванович Спивак
Original assignee: Александр Викторович Портнов
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2015-08-10
Also published as: RU2013138330A

Abstract

Изобретение относится к области полунатурного моделирования испытаний боевой индивидуальной экипировки (БИЭ). Измерение оцениваемых показателей проводят в закрытом помещении лаборатории. Нормированные условия наблюдения в ближней инфракрасной (БИК) области спектра создают искусственной системой освещения. Используют естественные фрагменты типового природного фона с установившимися спектральными коэффициентами отражения в БИК области спектра, дальностью видимости цели с постоянным коэффициентом пропускания атмосферы при отсутствии осадков. Величину дальности обнаружения Д_обн и дальности распознавания Д_р с заданной вероятностью определяют из полученной в натурных испытаниях графической зависимости Д=f(N_i; Г_i) дальности от количества штрихов N сетки измерительной миры, соответствующего угловым размерам У типовой цели высотой В на конкретной дальности наблюдения Д и от увеличения Г прибора ночного видения (ПНВ). Объектив ПНВ оптически связан с зум-объективом фотоаппарата и сеткой измерительной миры. Изменение угловых размеров изображения типовой цели осуществляется механизмом фотоаппарата с зум-объективом. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности моделирования испытаний по оценке демаскирующих свойств боевой экипировки в лабораторных условиях. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области полунатурного моделирования испытаний боевой индивидуальной экипировки (БИЭ) и может быть использовано для предварительной оценки в лабораторных условиях демаскирующих свойств элементов и комплектов БИЭ военнослужащих в ближней инфракрасной (БИК) области спектра.

Демаскирующие свойства элементов и комплектов БИЭ военнослужащих в БИК области спектра оцениваются дальностью обнаружения Д_обн и распознавания Д_р типовой цели - ростовой фигуры солдата (РФС) на типовом природном фоне в нормированных условиях наблюдения: уровень горизонтальной естественной ночной освещенности (ЕНО) Е_г=(3…5)×10^-3 лк, коэффициент направленности освещенности Р_е, равный отношению величины вертикальной ЕНО (Е_в) к величине горизонтальной, должен быть в пределах от 0,7 до 0,9, коэффициент пропускания атмосферы на один километр, τ_а должен быть не менее 0,75, осадков нет.

Известен способ определения дальности обнаружения и распознавания малоразмерной цели в БИК области спектра приборами ночного видения (ПНВ) на основе натурных испытаний в реальном масштабе времени. Способ требует привлечения большого числа (до 8-10 человек) участников, а также значительных промежутков времени (до 3-5 дней для одного фона), в течение которых требуется постоянство внешних атмосферных условий и уровня ночной освещенности, отсутствие осадков. Натурные испытания позволяют получать достоверную информацию об оцениваемых параметрах испытываемых приборов, но связаны с выполнением большого количества измерений дальностей в полевых условиях, т.е. требуют значительных материальных и временных затрат, а в некоторых случаях, например, при выпадении атмосферных осадков, в тумане и дыму, становятся нереализуемыми.

В качестве аналогов заявляемому изобретению можно указать на способ определения Д_обн и Д_р, изложенный в ГОСТ P 50772-95 «Приборы ночного видения электронно-оптические. Методы определения параметров», в книге А.В. Ноздрачева, В.П. Сальникова, М.В. Сильникова «Экипировка», Санк-Петербург, Фонд «Университет», 2001, стр.16-17.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по назначению и существенным признакам - прототипом - является способ проведения натурного эксперимента по определению Д_обн и Д_р ПНВ в соответствии с ГОСТ P 50772-95.

Известный способ представляет собой скоординированный в методическом, техническом и организационном отношениях процесс, позволяющий определять оцениваемые параметры прибора (ПНВ) в результате проведения длительных по времени и значительных по объему испытаний на местности.

Однако известный способ предлагает проведение измерений на протяженных полевых трассах в фиксированных нормированных условиях и обладает большой зависимостью от природных метеоусловий и уровня ЕНО. Известный способ представляет собой спланированный процесс натурных испытаний, в котором измерение дальности с заданной вероятностью осуществляется несколькими операторами при наблюдении в нормированных ночных условиях типовой цели в БИЭ, которая многократно перемещается по команде руководителя испытаний по рубежам заранее размеченной дальномерной трассы. Это, в конечном итоге, для получения достоверных результатов приводит к значительному увеличению времени испытаний и их объему.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности моделирования испытаний по оценке демаскирующих свойств боевой экипировки в лабораторных условиях, что позволяет уменьшить объем и время проведения натурных, в особенности, полигонных испытаний по оценке демаскирующих свойств элементов и комплектов боевой экипировки в БИК области спектра, и, следовательно, ускорить проведение полного объема испытаний как важнейшего этапа жизненного цикла нового и (или) модернизируемого комплекта боевой индивидуальной экипировки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе проведения натурно-модельных испытаний по оценке демаскирующих свойств боевой индивидуальной экипировки (БИЭ) в ближней инфракрасной (БИК) области спектра, при котором демаскирующие свойства БИЭ в БИК области спектра визуально оценивают по характерным признакам типовой цели, наблюдаемой в прибор ночного видения (ПНВ) на природном фоне в нормированных условиях с заданной вероятностью на соответствующей дальности обнаружения Д_обн и дальности распознавания Д_р, согласно изобретению измерение оцениваемых показателей проводят в закрытом помещении лаборатории, в котором нормированные условия наблюдения в БИК области спектра создаются искусственной системой освещения с необходимым уровнем ночной освещенности, естественными фрагментами типового природного фона с установившимися спектральными коэффициентами отражения в БИК области спектра, дальностью видимости цели с постоянным коэффициентом пропускания атмосферы при отсутствии осадков, при этом величину дальности обнаружения Д_обн и дальности распознавания Д_р с заданной вероятностью определяют из полученной в натурных испытаниях графической зависимости Д=f(N_i; Г_i) дальности от количества штрихов N сетки измерительной миры, соответствующего угловым размерам У типовой цели высотой В на конкретной дальности наблюдения Д, и от увеличения Г ПНВ, объектив которого оптически связан с зум-объективом фотоаппарата и сеткой измерительной миры для измерения угловых размеров изображения типовой цели, размещаемых на общей платформе, при этом изменение угловых размеров изображения типовой цели осуществляется механизмом фотоаппарата с зум-объективом.

Оцениваемые показатели Д_обн и Д_р определяют в лабораторных условиях из графической зависимости дальности наблюдения от количества штрихов измерительной миры Д=f(N_i; Г_i), соответствующего угловым размерам типовой цели в БИЭ на конкретной дальности наблюдения, и от увеличения прибора. Эти параметры связаны известной геометрической зависимостью (1) между собой и с фокусным расстоянием объектива прибора.

где В - высота цели в метрах;

У - угловой размер цели невооруженным глазом, т.д.;

Г=F′/f_ок - увеличение прибора, крат;

F′ - фокусное расстояние объектива прибора, мм;

f_ок - фокусное расстояние окуляра, мм.

Статистическую выборку оцениваемых показателей Д_обн и Д_р получают изменением угловых размеров изображения цели в БИЭ механизмом фотоаппарата с зум-объективом при допущении, в соответствии с законом Рикко, о сохранении постоянства в определенных пределах произведения коэффициента яркости на площадь изображения с небольшими угловыми размерами при изменении размеров этого изображения.

Сокращение времени и объема испытаний по предварительной оценке демаскирующих свойств боевой индивидуальной экипировки в БИК области спектра является следствием проведения работ:

во-первых, на ограниченном участке испытательной лаборатории протяженностью 50 м;

во-вторых, независимо от времени суток и сезона эксплуатации боевой индивидуальной экипировки;

в-третьих, в лаборатории с нормированными условиями наблюдения и контролируемой окружающей средой, свободной от различных изменяющихся погодных условий, имеющихся на открытых испытательных площадках;

в-четвертых, по изменению угловых размеров цели в соответствии с дальностью ее наблюдения механизмом фотоаппарата с зум-объективом;

в-пятых, на фоне фрагментов типовых природных фонов («лиственный лес с кустарником лиственных пород», «зеленая трава высотой не более 0,3 м», «хвойный лес с высотой стволов не более 4 м»), сохраняющих свои отражательные свойства (спектральный коэффициент отражения) в течение длительного времени наблюдения (более 9 месяцев) практически неизменными, что придает испытаниям дополнительный реализм;

в-шестых, при специальном искусственном освещении, которое может быть отрегулировано от сумерек (1,5 лк) до различных уровней ЕНО.

Это позволяет существенно снизить временные и материальные затраты на натурные испытания отдельных элементов и комплектов БИЭ за счет возможности круглогодичной оценки демаскирующих свойств БИЭ в БИК области спектра в лабораторных условиях на типовых природных фонах.

Проведенный анализ возможных способов оценки демаскирующих свойств БИЭ в БИК области спектра позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог с признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого способа. Выбор прототипа из найденных возможных аналогов позволил определить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков, включенных в формулу изобретения. Это дает основание полагать, что заявленный способ соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска и исследований известных решений в области оценки демаскирующих свойств малоразмерных объектов в БИК области спектра с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками предлагаемого изобретения, показали, что она не следует явным образом из известного уровня техники и нормативной документации.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 показана структурная схема способа проведения натурно-модельных испытаний по предварительной оценке демаскирующих свойств БИЭ в БИК области спектра.

На фиг.2 представлен вид сетки с ценой деления 0-01, устанавливаемой в измерительную миру с оптическими параметрами: видимое увеличение телескопической системы Г=1^х, удаление выходного зрачка от последней поверхности окуляра q_вых=100 мм, угловое поле зрения в пространстве предметов - 10-13°, диаметр выходного зрачка не менее d_вых=20 мм.

На фиг.3 приведена зависимость количества штрихов измерительной миры от увеличения оптико-электронного прибора для конкретной дальности наблюдения Д=f(N_i;Г_i).

Способ проведения натурно-модельных испытаний по оценке демаскирующих свойств БИЭ в БИК области спектра заключается в следующем. Измерительную аппаратуру размещают в помещении лаборатории (1) (фиг.1). Цель (2) в испытываемом комплекте БИЭ устанавливают на расстоянии не далее одного метра от типового природного фона (3). С помощью световой установки (4) создают необходимый уровень ЕНО в лаборатории и измеряют прибором контроля (5). На общей платформе, закрепленной на штативе, размещают ПНВ (6) с заданными характеристиками, измерительную миру (8) и фотоаппарат с зум-объективом (7) таким образом, чтобы их оптические оси совпадали, а оператор (9), после включения ПНВ, мог наблюдать удаленное изображение цели на природном фоне.

Затем для получения четкого изображения цели в БИК области спектра с заданным критерием (обнаружение - выделение цели на природном фоне за ограниченное время или распознавание - уверенное определение типа цели на природном фоне за ограниченное время) оператор механизмом фотоаппарата с зум-объективом приближает удаленное изображение цели в окуляре ПНВ. По сетке измерительной миры (фиг.2) оператор измеряет величину углового размера полученного изображения. По величине углового размера изображения цели и увеличению ПНВ определяют интерполированием по графику (фиг.3) соответствующее значение дальности наблюдения. Для набора статистики одинаковое количество наблюдений повторяют несколько операторов. Когда количество правильных ответов всех наблюдателей для одного уровня освещенности и природного фона составит не менее 80% от общего числа наблюдений, испытания прекращают. Время, условия и результат записывают в журнал.

Заявленное изобретение опробовано при испытаниях нескольких комплектов и элементов боевой индивидуальной экипировки. При значительном сокращении по времени (до 5 раз) и объему испытаний относительная погрешность измерений в лабораторных условиях в сравнении с аналогичными результатами в полевых условиях не превысила 10% для дальностей от 50 м до 350 м и 14% для дальностей от 350 м до 500 м.

Таким образом, из вышеизложенного подтверждается возможность достижения заявленного в изобретении технического результата, а именно сокращение времени и объема испытаний по предварительной оценке демаскирующих свойств БИЭ в БИК области спектра.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что в заявленном способе используются промышленно изготавливаемые измерительные и оптико-электронные приборы, а измерительная мира может быть изготовлена на основе известных комплектующих изделий при использовании современного технологического оборудования.

Claims

Способ проведения натурно-модельных испытаний по оценке демаскирующих свойств боевой индивидуальной экипировки (БИЭ) в ближней инфракрасной (БИК) области спектра, при котором демаскирующие свойства БИЭ в БИК области спектра визуально оценивают по характерным признакам типовой цели, наблюдаемой в прибор ночного видения (ПНВ) на природном фоне в нормированных условиях с заданной вероятностью на соответствующей дальности обнаружения Д_обн и дальности распознавания Д_р, отличающийся тем, что измерение оцениваемых показателей проводят в закрытом помещении лаборатории, в котором нормированные условия наблюдения в БИК области спектра создаются искусственной системой освещения с необходимым уровнем ночной освещенности, естественными фрагментами типового природного фона с установившимися спектральными коэффициентами отражения в БИК области спектра, дальностью видимости цели с постоянным коэффициентом пропускания атмосферы при отсутствии осадков, при этом величину дальности обнаружения Д_обн и дальности распознавания Д_р с заданной вероятностью определяют из полученной в натурных испытаниях графической зависимости Д=f(N_i; Г_i) дальности от количества штрихов N сетки измерительной миры, соответствующего угловым размерам У типовой цели высотой В на конкретной дальности наблюдения Д, и от увеличения Г ПНВ, объектив которого оптически связан с зум-объективом фотоаппарата и сеткой измерительной миры для измерения угловых размеров изображения типовой цели, размещаемых на общей платформе, при этом изменение угловых размеров изображения типовой цели осуществляется механизмом фотоаппарата с зум-объективом.