RU2816243C1

RU2816243C1 - Combined observation device - sight

Info

Publication number: RU2816243C1
Application number: RU2023110712A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Медведев; Александр Васильевич Гринкевич; Светлана Николаевна Князева
Original assignee: Публичное Акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО РОМЗ)
Filing date: 2023-04-25
Publication date: 2024-03-27

Abstract

FIELD: optoelectronic equipment.

SUBSTANCE: invention relates to the field of optoelectronic equipment and can be used in the fire control system of armoured vehicles in difficult operating conditions. Combined observation device — sight contains a head part with protective glasses and with a head mirror and the main part of the device, comprising an optical visual channel with a receiving channel of a laser range finder, thermal imaging and television channels, channel for detecting the exit of projectiles from the barrel, a channel for controlling the remote blasting of projectiles, the emitting channel of the laser range finder, an optical deflector, three-plane inertial module, switching unit and electronic image stabilization unit.

EFFECT: such observation device — sight with remote control allows to increase the reliability of the first distance measurement by the laser range finder, provide additional independent two-plane stabilization of the laser range finder emitter channel while maintaining maximum aiming angles of the weapon up to +70°.

1 cl, 2 tbl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве прибора наблюдения-прицела в системе управления огнем бронетанковой техники, днем и ночью, по наземным и воздушным объектам в самых разнообразных условиях эксплуатации.The proposed invention relates to the field of optical-electronic technology and can be used as a sighting device in the fire control system of armored vehicles, day and night, against ground and air targets in a wide variety of operating conditions.

Известен электромеханический двухплоскостной стабилизатор вооружения 2Э36-1 (Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 1. Москва, Военное издательство МО СССР, Главное бронетанковое управление, 1987 г.), содержащий гиротахометры, вырабатывающие сигналы, пропорциональные угловым отклонениям вооружения и визирной оси прицела, механически связанной с оружием (зависимая стабилизация прицела), по вертикальному (ВН) и горизонтальному (ГН) направлениям из-за отклонений башни и корпуса при движении машины, блоки усиления и управления и электродвигатели приводов по ВН и ГН, которые поворачивают блок вооружения и прицел в сторону, противоположную отклонению башни и корпуса машины, удерживая его в направлении на цель с точностью до величины ошибки стабилизации.A known electromechanical two-plane weapon stabilizer 2E36-1 (BMP-2 infantry fighting vehicle. Technical description and operating instructions. Part 1. Moscow, Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, Main Armored Directorate, 1987), containing gyrotachometers that generate signals proportional to the angular deviations of the weapon and the sighting axis of the sight, mechanically connected to the weapon (dependent stabilization of the sight), in the vertical (VN) and horizontal (HH) directions due to deviations of the turret and body when the vehicle moves, amplification and control units and electric motors of drives along the VN and HN , which rotate the weapon unit and sight in the direction opposite to the deflection of the turret and vehicle body, keeping it in the direction of the target accurate to the magnitude of the stabilization error.

Срединная ошибка стабилизации пушки, спаренного с ней пулемета и механически связанной с ними головной части прицела (зависимая стабилизация прицела) при движении машины со скоростью 25-35 км/ч составляет 1 т.д. в вертикальной плоскости и 1 т.д. в горизонтальной плоскости. Ошибка зависимой стабилизации в 3,6 угловых минуты (1 т.д.) является приемлемой при наблюдении через каналы с увеличениями, близкими к 1÷2 крат.The average error in stabilization of the gun, the coaxial machine gun and the mechanically connected head of the sight (dependent stabilization of the sight) when the vehicle is moving at a speed of 25-35 km/h is 1 etc. in the vertical plane and 1 etc. in the horizontal plane. A dependent stabilization error of 3.6 arc minutes (1 etc.) is acceptable when observing through channels with magnifications close to 1÷2 times.

Недостатками этого устройства являются уменьшение точности стабилизации на углах возвышения вооружения, превышающих +35°, а также снижение комфортности зрительного восприятия изображения при наблюдении через оптические и оптико-электронные каналы с большими увеличениями - более 5÷6 крат.The disadvantages of this device are a decrease in the stabilization accuracy at weapon elevation angles exceeding +35°, as well as a decrease in the comfort of visual perception of the image when observed through optical and optoelectronic channels with high magnifications - more than 5÷6 times.

Известен комбинированный прибор наблюдения-прицел со встроенным импульсным лазерным дальномером (патент RU 2698545, опубл. 03.04.2019), содержащий головную часть и основную часть прибора, содержащую оптический визуальный канал с двумя увеличениями, оптико-электронный тепловизионный канал, а также каналы лазерного дальномера.A combined observation device-sight with a built-in pulse laser rangefinder is known (patent RU 2698545, published on 04/03/2019), containing the head part and the main part of the device, containing an optical visual channel with two magnifications, an optical-electronic thermal imaging channel, as well as laser rangefinder channels .

Головная часть содержит защитные стекла, призму-куб оптического визуального канала и зеркало тепловизионного канала. Призма-куб и зеркало установлены на общей оси качания для вертикального наведения.The head part contains protective glass, a prism-cube of an optical visual channel and a mirror of a thermal imaging channel. The cube prism and the mirror are mounted on a common swing axis for vertical guidance.

Оптический визуальный канал дополнительно содержит согласующую оптическую систему с фотоприемным устройством дальномера. Переключение кратности в оптическом канале осуществляется механической подвижкой двух компонентов оборачивающей системы в два фиксированных положения. Тепловизионный канал содержит тепловизионный объектив, неохлаждаемое тепловизионное фотоприемное устройство спектрального диапазона 8÷14 мкм, микродисплей и окуляр. Оптическая ось тепловизионного канала расположена под наклоном относительно вертикальной оси, параллельно которой расположены оптические оси визуального и дальномерного каналов. Передающий канал лазерного дальномера выполнен отдельно и его излучение выводится через призму-куб оптического визуального канала.The optical visual channel additionally contains a matching optical system with the photoreceiving device of the rangefinder. Switching the magnification in the optical channel is carried out by mechanically moving two components of the wrapping system into two fixed positions. The thermal imaging channel contains a thermal imaging lens, an uncooled thermal imaging photodetector with a spectral range of 8÷14 microns, a microdisplay and an eyepiece. The optical axis of the thermal imaging channel is inclined relative to the vertical axis, parallel to which the optical axes of the visual and rangefinder channels are located. The transmitting channel of the laser rangefinder is made separately and its radiation is output through a prism-cube of the optical visual channel.

Зависимая двухплоскостная стабилизация оптико-электронных каналов обеспечивается за счет механической связи призмы-куба оптического визуального канала и зеркала тепловизионного канала, установленных на общей оси качания, со стабилизатором основного вооружения: по ВН - через рычаг механической связи, по ГН - за счет жесткой установки прибора в башне и стабилизации башни тем же стабилизатором.Dependent two-plane stabilization of optical-electronic channels is ensured due to the mechanical connection of the prism-cube of the optical visual channel and the mirror of the thermal imaging channel, installed on a common swing axis, with the stabilizer of the main armament: along the VN - through a mechanical link lever, along the GN - due to the rigid installation of the device in the tower and stabilizing the tower with the same stabilizer.

Независимая стабилизация оптических и оптико-электронных каналов комбинированного прибора наблюдения-прицела обеспечивается в вертикальной плоскости при помощи электромеханического блока, размещенного в головной части (А.В. Медведев, А.В. Гринкевич, С.Н. Князева. Практика конструктора приборов ночного видения. Часть 6. ОАО «Ростовский оптико-механический завод», 2017 г., 800 с: стр. 608, рис. 5.2.3.1-5.2.3.8). Электромеханический блок включает в себя вращающуюся призменно-зеркальную систему входной оптики, узлы обеспечения работы приборного стабилизатора (двигатель, датчик угла, гироскоп), термокомпенсатор и устройство отключения подвижного оптического блока от задающего рычага механической связи со стабилизатором основного вооружения.Independent stabilization of the optical and optoelectronic channels of the combined observation device-sight is ensured in the vertical plane using an electromechanical unit located in the head part (A.V. Medvedev, A.V. Grinkevich, S.N. Knyazeva. Practice of a designer of night vision devices Part 6. JSC "Rostov Optical-Mechanical Plant", 2017, 800 p.: p. 608, Fig. 5.2.3.1-5.2.3.8). The electromechanical unit includes a rotating prism-mirror system of input optics, components for ensuring the operation of the instrument stabilizer (motor, angle sensor, gyroscope), a thermal compensator and a device for disconnecting the movable optical unit from the master lever of mechanical connection with the stabilizer of the main weapon.

Такой вариант прибора наблюдения-прицела со встроенным лазерным дальномером обеспечивает вертикальные углы наведения всех каналов от минус 10 до плюс 70° за счет наклона оптической оси тепловизионного канала и соответствующего разворота головного зеркала относительно призмы-куба оптического канала, обеспечивает электромеханическую двухплоскостную зависимую стабилизацию и независимую стабилизацию оптических и оптико-электронных каналов в вертикальной плоскости.This version of the observation device-sight with a built-in laser rangefinder provides vertical pointing angles of all channels from minus 10 to plus 70° due to the tilt of the optical axis of the thermal imaging channel and the corresponding rotation of the head mirror relative to the cube prism of the optical channel, provides electromechanical two-plane dependent stabilization and independent stabilization optical and optical-electronic channels in the vertical plane.

Недостатками этого устройства являются сложность исполнения оптического визуального канала с механическим переключением однократного режима на многократный за счет механической подвижки двух компонентов оборачивающей системы. Передающий канал лазерного дальномера использует для вывода лазерного излучения призму-куб оптического канала, что нежелательно для визуального режима работы. Элементы независимого электромеханического стабилизатора встроены в головную часть прибора, что увеличивает ее габаритные размеры и повышает вероятность ее повреждения при эксплуатации. Отсутствуют элементы управления дистанционным подрывом. Отсутствует независимая стабилизация изображения в горизонтальной плоскости.The disadvantages of this device are the complexity of the optical visual channel with mechanical switching of a single mode to a multiple mode due to the mechanical movement of two components of the wrapping system. The transmitting channel of the laser rangefinder uses a prism-cube of the optical channel to output laser radiation, which is undesirable for the visual mode of operation. Elements of an independent electromechanical stabilizer are built into the head of the device, which increases its overall dimensions and increases the likelihood of damage during operation. There are no remote detonation controls. There is no independent image stabilization in the horizontal plane.

Наиболее близким по технической сущности является комбинированный прибор наблюдения-прицел (патент RU 2790221, опубл. 15.02.2023), содержащий головную часть и основную часть прибора, содержащую оптический визуальный канал малого увеличения (1÷2 крат) с приемным каналом лазерного дальномера, оптико-электронные каналы -тепловизионный канал, телевизионный канал, канал излучателя лазерного дальномера, канал регистрации выхода снарядов из ствола, канал управления дистанционным подрывом снарядов, а также трехплоскостной инерциальный модуль, блок коммутации и блок электронной стабилизации изображения.The closest in technical essence is a combined observation device-sight (patent RU 2790221, published on February 15, 2023), containing the head part and the main part of the device containing an optical visual channel of low magnification (1÷2 times) with a receiving channel of a laser rangefinder, optical -electronic channels - a thermal imaging channel, a television channel, a laser rangefinder emitter channel, a channel for recording the exit of projectiles from the barrel, a control channel for remote detonation of projectiles, as well as a three-plane inertial module, a switching unit and an electronic image stabilization unit.

Головная часть содержит защитные стекла и оптический блок, состоящий из призмы-ромба и головного зеркала, установленных на оси качания, которая кинематически связана с электромеханическим стабилизатором блока вооружения объекта применения.The head part contains protective glass and an optical unit consisting of a rhombus prism and a head mirror mounted on a swing axis, which is kinematically connected to the electromechanical stabilizer of the weapon unit of the application object.

Оптический визуальный канал с приемным каналом лазерного дальномера расположен под призмой-ромбом головной части. Под головным зеркалом расположены оптико-электронные каналы основной части прибора, оптические оси которых расположены параллельно друг другу и имеют наклон относительно вертикальной оси оптического визуального канала. Трехплоскостной инерциальный модуль, блок коммутации и блок электронной стабилизации изображения расположены в основной части прибора.The optical visual channel with the receiving channel of the laser rangefinder is located under the rhombus prism of the head part. Under the head mirror there are optical-electronic channels of the main part of the device, the optical axes of which are located parallel to each other and are inclined relative to the vertical axis of the optical visual channel. A three-plane inertial module, a switching unit and an electronic image stabilization unit are located in the main part of the device.

В комбинированном приборе наблюдения-прицеле обеспечивается зависимая двухплоскостная электромеханическая стабилизация оптического блока головной части прицела, а дополнительное повышение точности стабилизации изображения тепловизионного и телевизионного каналов большого увеличения обеспечивается их независимой цифровой стабилизацией по сигналам от трехплоскостного инерциального модуля с управлением тепловизионным и телевизионным изображениями от блоков коммутации и электронной стабилизации изображения.The combined observation device-sight provides dependent two-plane electromechanical stabilization of the optical unit of the head part of the sight, and an additional increase in the accuracy of image stabilization of thermal imaging and high-magnification television channels is ensured by their independent digital stabilization based on signals from a three-plane inertial module with control of thermal imaging and television images from switching units and electronic image stabilization.

Недостатками этого устройства являются невозможность достоверного измерения дальности первым измерением при применении канала излучателя лазерного дальномера, угловая расходимость которого меньше ошибки зависимой двухплоскостной электромеханической стабилизации головного зеркала, а также отсутствие дополнительной независимой двухплоскостной стабилизации канала излучателя лазерного дальномера.The disadvantages of this device are the inability to reliably measure range using the first measurement when using a laser rangefinder emitter channel, the angular divergence of which is less than the error of the dependent two-plane electromechanical stabilization of the head mirror, as well as the lack of additional independent two-plane stabilization of the laser rangefinder emitter channel.

Задачей настоящего изобретения является повышение достоверности первого измерения дальности лазерным дальномером при применении канала излучателя лазерного дальномера, угловая расходимость которого меньше ошибки зависимой двухплоскостной электромеханической стабилизации головного зеркала, обеспечение дополнительной независимой двухплоскостной стабилизации канала излучателя лазерного дальномера с сохранением максимальных углов наведения оружия до +70°.The objective of the present invention is to increase the reliability of the first range measurement by a laser rangefinder when using a laser rangefinder emitter channel, the angular divergence of which is less than the error of the dependent two-plane electromechanical stabilization of the head mirror, providing additional independent two-plane stabilization of the laser rangefinder emitter channel while maintaining maximum weapon pointing angles of up to +70°.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что комбинированный прибор наблюдения-прицел, содержащий головную часть с защитными стеклами и с оптическим блоком, содержащим призму-ромб и головное зеркало, установленным на оси качания и кинематически связанным с электромеханическим стабилизатором блока вооружения объекта применения, и основную часть прибора, содержащую оптический визуальный канал малого увеличения с приемным каналом лазерного дальномера, микродисплей с окуляром, тепловизионный и телевизионный каналы большого увеличения, канал регистрации выхода снарядов из ствола и канал управления дистанционным подрывом снарядов, выходные оптические оси которых параллельны и установлены под наклоном к вертикальной оси оптического визуального канала, а также излучающий канал лазерного дальномера, трехплоскостной инерциальный модуль, блок коммутации и блок электронной стабилизации изображения, в отличие от известного, содержит двухплоскостной оптический дефлектор с блоком подвижного зеркала и с блоком прецизионной системы управления, причем подвижное зеркало оптического дефлектора в нулевом положении ориентирует отраженный от него выходной луч излучающего канала лазерного дальномера параллельно оптическим осям тепловизионного и телевизионного каналов, при этом выполняются следующие соотношения:The technical result determined by the task is achieved by the fact that a combined observation device-sight, containing a head part with protective glasses and an optical unit containing a rhombus prism and a head mirror, installed on the swing axis and kinematically connected to the electromechanical stabilizer of the weapon unit of the object of application , and the main part of the device, containing a low-magnification optical visual channel with a receiving channel of a laser rangefinder, a microdisplay with an eyepiece, thermal imaging and high-magnification television channels, a channel for recording the exit of projectiles from the barrel and a control channel for remote detonation of projectiles, the output optical axes of which are parallel and installed under tilted to the vertical axis of the optical visual channel, as well as the emitting channel of the laser rangefinder, a three-plane inertial module, a switching unit and an electronic image stabilization unit, unlike the known one, contains a two-plane optical deflector with a movable mirror unit and with a precision control system unit, wherein the movable mirror The optical deflector in the zero position orients the output beam reflected from it of the emitting channel of the laser rangefinder parallel to the optical axes of the thermal imaging and television channels, and the following relationships are satisfied:

ΔОД_ВН,ГН ≥Δα_ВН,ГН,ΔOD _VN,GN ≥Δα _VN,GN ,

δОД_ВН,ГН=(0,01÷0,5)⋅Δα_ВН,ГН,δOD _VN,GN =(0.01÷0.5)⋅Δα _VN,GN ,

где: ΔОД_ВН,ГН - диапазон отрабатываемых оптическим дефлектором углов поворота вокруг каждой из осей подвижного зеркала соответственно по ВН и ГН;where: ΔOD _VN,GN - range of rotation angles processed by the optical deflector around each of the axes of the moving mirror, respectively, along the VN and GN;

Δα_ВН,ГН - срединная ошибка зависимой стабилизации от блока вооружения электромеханическим стабилизатором объекта применения по ВН и ГН;Δα _VN,GN - the median error of dependent stabilization from the armament unit with an electromechanical stabilizer of the application object according to VN and GN;

δОД_ВН,ГН - погрешность отработки задаваемых углов поворота подвижного зеркала оптического дефлектора соответственно по ВН и ГН.δOD _VN,GN - error in working out the specified angles of rotation of the movable mirror of the optical deflector, respectively, according to VN and GN.

Оптический дефлектор с подвижным зеркалом обеспечивает дополнительную независимую двухплоскостную стабилизацию канала излучателя лазерного дальномера, чем повышает достоверность первого измерения дальности лазерным дальномером при применении канала излучателя лазерного дальномера, угловая расходимость которого меньше ошибки зависимой двухплоскостной электромеханической стабилизации головного зеркала, а параллельность выходного луча излучающего канала лазерного дальномера и оптических осей тепловизионного и телевизионного каналов при нулевом положении подвижного зеркала оптического дефлектора обеспечивает сохранение максимальных углов наведения оружия до +70°.An optical deflector with a movable mirror provides additional independent two-plane stabilization of the laser rangefinder emitter channel, which increases the reliability of the first range measurement by a laser rangefinder when using a laser rangefinder emitter channel, the angular divergence of which is less than the error of the dependent two-plane electromechanical stabilization of the head mirror, and the parallelism of the output beam of the laser rangefinder emitter channel and optical axes of thermal imaging and television channels with the zero position of the movable mirror of the optical deflector ensures that maximum weapon pointing angles are maintained up to +70°.

Схема комбинированного прибора наблюдения - прицела показана на фигурах 1 и 2.The diagram of the combined observation device - sight is shown in Figures 1 and 2.

Комбинированный прибор наблюдения-прицел содержит головную часть с двумя защитными стеклами 1 и 2, с призмой-кубом 3 оптического визуального канала и с зеркалом 4, и основную часть, содержащую оптический визуальный канал «I», тепловизионный канал «II», телевизионный канал большого увеличения «III», канал управления дистанционным подрывом снарядов «IV», канал регистрации выхода снарядов из ствола «V» и излучающий канал лазерного дальномера «VI».The combined observation device-sight contains a head part with two protective glasses 1 and 2, with a prism-cube 3 of an optical visual channel and a mirror 4, and a main part containing an optical visual channel “I”, a thermal imaging channel “II”, a large television channel magnification “III”, control channel for remote detonation of projectiles “IV”, channel for recording the exit of projectiles from the barrel “V” and emitting channel of the laser rangefinder “VI”.

Оптический визуальный канал «I» содержит согласующую оптическую систему с фотоприемным устройством дальномера 5.The optical visual channel “I” contains a matching optical system with the photoreceiving device of the rangefinder 5.

Излучающий канал лазерного дальномера «VI» содержит лазерный излучатель 6, телескопическую оптическую систему 8, блок 9 двухплоскостного оптического дефлектора с подвижным зеркалом 10 и блок 11 прецизионной системы управления зеркалом 10 двухплоскостного оптического дефлектора. В основной части комбинированного прибора наблюдения-прицела также содержатся микродисплей с окуляром «IX», трехплоскостной инерциальный модуль 7, блок коммутации 13 и блок электронной стабилизации изображения 14.The emitting channel of the laser rangefinder “VI” contains a laser emitter 6, a telescopic optical system 8, a block 9 of a two-plane optical deflector with a movable mirror 10 and a block 11 of a precision control system for the mirror 10 of a two-plane optical deflector. The main part of the combined observation device and sight also contains a microdisplay with an “IX” eyepiece, a three-plane inertial module 7, a switching unit 13 and an electronic image stabilization unit 14.

Ось вращения «VII» призмы-ромба и головного зеркала в головной части прибора имеет кинематическую связь с электромеханическим стабилизатором 12 блока вооружения объекта применения по ВН, корпус комбинированного прибора наблюдения-прицела «VIII» имеет жесткую связь с электромеханическим стабилизатором 12 блока вооружения объекта применения по ГН.The rotation axis “VII” of the rhombus prism and the head mirror in the head part of the device has a kinematic connection with the electromechanical stabilizer 12 of the weapon block of the object of use according to VN, the body of the combined observation device-sight “VIII” has a rigid connection with the electromechanical stabilizer 12 of the weapon block of the object of use according to VN GN.

Принцип действия комбинированного прибора наблюдения-прицела заключается в следующем. Оптический блок с призмой-ромбом 3 и отражающим зеркалом 4 установлен на оси качания и кинематически связан с электромеханическим стабилизатором 12 блока вооружения объекта применения, чем обеспечивается зависимая двухплоскостная стабилизация оптико-электронных каналов «I», «II», «III», «IV», «V» и «VI» электромеханическим стабилизатором 12 основного вооружения: по ВН - через кинематическую связь с осью «VII» оптического блока, по ГН - за счет жесткой установки корпуса «VIII» комбинированного прибора наблюдения-прицела в башне и стабилизации башни тем же электромеханическим стабилизатором 12.The operating principle of the combined observation device and sight is as follows. An optical unit with a rhombus prism 3 and a reflective mirror 4 is installed on the swing axis and kinematically connected to the electromechanical stabilizer 12 of the weapon unit of the application object, which ensures dependent two-plane stabilization of the optical-electronic channels “I”, “II”, “III”, “IV” ", "V" and "VI" electromechanical stabilizer 12 of the main armament: along the VN - through a kinematic connection with the axis "VII" of the optical unit, along the GN - due to the rigid installation of the housing "VIII" of the combined observation device-sight in the turret and stabilization of the turret the same electromechanical stabilizer 12.

Под призмой-ромбом 3 головной части комбинированного прибора наблюдения-прицела вертикально расположен оптический визуальный канал «I», который содержит фотоприемное устройство дальномера 5.Under the rhombus prism 3 of the head part of the combined observation device-sight, an optical visual channel “I” is located vertically, which contains a rangefinder photoreceiver 5.

Под отражающим зеркалом 4 расположены тепловизионный «II» и телевизионный «III» каналы, канал управления дистанционным подрывом снарядов «IV», формирующий поле лазерного излучения с угловой расходимостью ~3°, канал регистрации выхода снарядов из ствола «V», угловое поле зрения которого составляет величину ~3°, и излучающий канал лазерного дальномера «VI». Оптические оси каналов «II», «III», «IV», «V» и «VI» параллельны друг другу и имеют наклон относительно вертикальной оси оптического визуального канала «I», чем обеспечивается работоспособность каналов на максимальных углах наведения до +70°.Under the reflecting mirror 4 there are thermal imaging “II” and television “III” channels, a control channel for remote detonation of projectiles “IV”, which forms a laser radiation field with an angular divergence of ~3°, a channel for recording the exit of projectiles from the barrel “V”, the angular field of view of which is ~3°, and the emitting channel of the laser rangefinder is “VI”. The optical axes of the channels “II”, “III”, “IV”, “V” and “VI” are parallel to each other and are inclined relative to the vertical axis of the optical visual channel “I”, which ensures the operability of the channels at maximum pointing angles up to +70° .

При движении объекта (типа БМП, БМД, БТР) по пересеченной местности возникают вибрации в месте установки комбинированного прибора наблюдения-прицела, вызывая «смазывание» и «дребезжание» изображения, при этом срединная ошибка зависимой стабилизации основного вооружения стабилизатором типа 2Э36 составляет 1 т.д. (3,6') в вертикальной плоскости и в горизонтальной плоскости (Кудрявцев A.M. Электрооборудование бронетанковой техники. Электрооборудование боевых машин. Стабилизаторы вооружения 2Э36: устройство и обслуживание: учеб. пособие / А.М. Кудрявцев, О.Е. Уласевич, В.Н. Жеглов, В.Ю Гумелёв. - Рязань: РВВДКУ (ВИ), 2013. - 144 с.).When an object (such as an infantry fighting vehicle, infantry fighting vehicle, or armored personnel carrier) moves over rough terrain, vibrations occur at the installation site of the combined observation device and sight, causing “smearing” and “rattling” of the image, while the average error in dependent stabilization of the main armament with a 2E36 type stabilizer is 1 t. d. (3.6') in the vertical plane and in the horizontal plane (Kudryavtsev A.M. Electrical equipment of armored vehicles. Electrical equipment of combat vehicles. Weapon stabilizers 2E36: design and maintenance: textbook / A.M. Kudryavtsev, O.E. Ulasevich, V. N. Zheglov, V.Yu. Gumelev - Ryazan: RVVDKU (VI), 2013. - 144 p.).

Ошибка стабилизации изображения в 3,6' (1 т.д.) сопоставима с угловой разрешающей способностью глаза (1-3)' и является приемлемой при наблюдении через оптический визуальный канал «I» с увеличением 1÷2 крата, когда малая вибрация не замечается оператором.An image stabilization error of 3.6' (1 etc.) is comparable to the angular resolution of the eye (1-3)' and is acceptable when observing through the optical visual channel “I” with a magnification of 1÷2 times, when small vibration is not noticed by the operator.

Повышение точности стабилизации изображения при наблюдении через оптико-электронные каналы «II» и «III», имеющие увеличение более 5÷8 крат, достигается реализацией независимой трехплоскостной цифровой стабилизации изображения тепловизионного «II» и телевизионного «III» каналов большого увеличения с применением инерциального модуля 7 типа МГ-10, блока коммутации 13 и блока электронной стабилизации 14.Increasing the accuracy of image stabilization when observing through optical-electronic channels “II” and “III”, which have a magnification of more than 5÷8 times, is achieved by implementing independent three-plane digital image stabilization of thermal imaging “II” and television “III” high-magnification channels using an inertial module 7 type MG-10, switching unit 13 and electronic stabilization unit 14.

Каналы «IV» и «V» не являются наблюдательными и не требуют дополнительной стабилизации пучков излучения, так как их угловые поля величиной в ~3° (180') значительно превосходят ошибку зависимой стабилизации головного зеркала 4 оптического блока электромеханическим двухплоскостным стабилизатором 12, величина которой составляет ~3,6'.Channels “IV” and “V” are not observational and do not require additional stabilization of the radiation beams, since their angular fields of ~3° (180') significantly exceed the error of dependent stabilization of the head mirror 4 of the optical unit by an electromechanical two-plane stabilizer 12, the value of which is ~3.6'.

Приемный канал лазерного дальномера 5 также не является наблюдательным и не требует дополнительной стабилизации отраженного лазерного пучка, так как угловое поле зрения фотоприемного устройства дальномера 5 канала «I» составляет величину более 10', что значительно превышает ошибку величиной 3,6' от зависимой стабилизации призмы-ромба 3 оптического блока.The receiving channel of the laser rangefinder 5 is also not observational and does not require additional stabilization of the reflected laser beam, since the angular field of view of the photoreceiving device of the rangefinder 5 of channel “I” is more than 10', which significantly exceeds the error of 3.6' from the dependent stabilization of the prism -rhombus 3 optical units.

Выходной луч излучающего канала «VI» лазерного дальномера формируется излучающим модулем 6 типа БЛМТ-1Т и телескопической оптической системой 8, которая обеспечивает угловую расходимость выходного лазерного луча излучающего канала «VI», равную ~2' (0,6 мрад), необходимую для измерений на требуемой дальности до объекта. Однако, ошибка зависимой стабилизации 3,6' (1 т.д.) электромеханическим двухплоскостным стабилизатором 12 превышает угловую расходимость для выходного луча излучающего канала «VI» лазерного дальномера величиной ~2' (0,6 мрад), что не позволяет осуществить достоверное измерение дальности из-за смещения пятна излучения с объекта.The output beam of the emitting channel "VI" of the laser rangefinder is formed by emitting module 6 of the BLMT-1T type and a telescopic optical system 8, which provides the angular divergence of the output laser beam of the emitting channel "VI" equal to ~2' (0.6 mrad), necessary for measurements at the required distance to the object. However, the error of dependent stabilization 3.6' (1 etc.) by the electromechanical two-plane stabilizer 12 exceeds the angular divergence for the output beam of the emitting channel "VI" of the laser range finder by ~2' (0.6 mrad), which does not allow for reliable measurement range due to the displacement of the radiation spot from the object.

Например, при наведении прицельной марки, формируемой на микродисплее «IX», на объект, находящийся на удалении 5 км, ошибка зависимой стабилизации в 3,6' (1 т.д.) создает смещение оптической оси выходного пучка лазерного дальномера, отраженного от зеркала 4, равное ~5 м. Диаметр пятна выходного пучка лазерного дальномера на удалении 5 км составит ~2,9 м за счет угловой расходимости ~2' (0,6 мрад). При таких условиях первое же измерение дальности до объектов с размерами 2÷2,5 м может быть недостоверным или же невозможным, что потребует многократных повторных измерений.For example, when pointing the aiming mark formed on the microdisplay “IX” at an object located at a distance of 5 km, a dependent stabilization error of 3.6' (1 etc.) creates a displacement of the optical axis of the output beam of the laser rangefinder reflected from the mirror 4, equal to ~5 m. The spot diameter of the output beam of the laser range finder at a distance of 5 km will be ~2.9 m due to the angular divergence of ~2' (0.6 mrad). Under such conditions, the very first measurement of the range to objects with dimensions of 2÷2.5 m may be unreliable or impossible, which will require multiple repeated measurements.

Повышение достоверности первого измерения дальности обеспечивается дополнительной независимой двухплоскостной стабилизацией выходного луча излучающего канала «VI» лазерного дальномера с применением двухплоскостного оптического дефлектора с блоком ПЗ (блок 9 с подвижным зеркалом 10 - см. фигуру 2) и с блоком ПСУ (блок 11 прецизионной системы управления - см. фигуру 1) по инерциальным данным от трехплоскостного инерциального модуля 7 и блока коммутации 13.Increased reliability of the first range measurement is ensured by additional independent two-plane stabilization of the output beam of the emitting channel "VI" of the laser rangefinder using a two-plane optical deflector with a PZ block (block 9 with a movable mirror 10 - see figure 2) and with a PSU block (block 11 of the precision control system - see figure 1) according to inertial data from the three-plane inertial module 7 and the switching unit 13.

Параметры варианта оптического дефлектора производства предприятия АО «Гирооптика» (г. Санкт-Петербург), состоящего из блока ПЗ и блока ПСУ приведены в таблице 1 (электронный ресурс: https://gyro.ru/category/products/opticheskie-deflektory/).The parameters of the optical deflector variant produced by JSC Gyrooptika (St. Petersburg), consisting of a PZ block and a PSU block, are given in Table 1 (electronic resource: https://gyro.ru/category/products/opticheskie-deflektory/) .

Габаритные размеры и масса составных частей оптического дефлектора производства предприятия АО «Гирооптика» (г. Санкт-Петербург), приведены в таблице 2.The overall dimensions and weight of the components of the optical deflector manufactured by JSC Gyrooptika (St. Petersburg) are given in Table 2.

Подвижное зеркало 10 оптического дефлектора в нулевом положении ориентирует отраженный от него выходной луч излучающего канала «VI» лазерного дальномера параллельно оптическим осям тепловизионного «II» и телевизионного «III» каналов, чем обеспечивается сохранение максимальных углов наведения оружия до+70°, при этом выполняются следующие соотношения:The movable mirror 10 of the optical deflector in the zero position orients the output beam of the emitting channel “VI” of the laser rangefinder reflected from it parallel to the optical axes of the thermal imaging “II” and television “III” channels, which ensures that the maximum weapon pointing angles are maintained up to +70°, while performing the following ratios:

ΔОД_ВН,ГН ≥ Δα_ВН,ГН,ΔOD _VN,GN ≥ Δα _VN,GN ,

где: ΔОД_ВН,ГН - диапазон отрабатываемых оптическим дефлектором углов поворота вокруг каждой из осей подвижного зеркала 10 соответственно по ВН и ГН;where: ΔOD _VN,GN - range of rotation angles processed by the optical deflector around each of the axes of the movable mirror 10, respectively, along the VN and GN;

Δα_ВН,ГН - срединная ошибка зависимой стабилизации от блока вооружения электромеханическим стабилизатором 12 объекта применения по ВН и ГН;Δα _VN,GN - the median error of dependent stabilization from the armament unit with electromechanical stabilizer 12 of the application object for VN and GN;

δОД_ВН,ГН - погрешность отработки задаваемых углов поворота подвижного зеркала 10 оптического дефлектора соответственно по ВН и ГН.δOD _VN,GN - error in working out the specified angles of rotation of the movable mirror 10 of the optical deflector, respectively, according to the VN and GN.

Выполнение этих соотношений позволяет компенсировать недостоверность первого измерения дальности дальномерным каналом, возникающую из-за того, что ошибка зависимой стабилизации электромеханическим двухплоскостным стабилизатором 12 превышает угловую расходимость выходного луча излучающего канала «VI» лазерного дальномера. Трехплоскостной инерциальный модуль 7 осуществляет выдачу инерциальных данных и установлен жестко в корпусе комбинированного прибора наблюдения-прицела. Блок коммутации 13 осуществляет коммутацию инерциальных данных модуля 7 с блоком 11 прецизионной системы управления двухплоскостного оптического дефлектора, который обеспечивает формирование сигналов управления для блока 9, изменяющего угловые положения подвижного зеркала 10, чем осуществляется независимая стабилизация выходного луча излучающего канала «VI» лазерного дальномера. Диапазон отрабатываемых оптическим дефлектором углов поворота подвижного зеркала 10 оптического дефлектора составляет ±2,6°, а погрешность отработки задаваемых углов составляет 30'' (0,5'), что соответствует приведенным соотношениям и позволяет компенсировать ошибку зависимой стабилизации величиной 3,6'. Погрешность независимой стабилизации выходного луча излучающего канала «VI» лазерного дальномера величиной 30'' (0,5') на дистанции 5 км создает смещение оптической оси выходного пучка лазерного дальномера (отраженного от подвижного зеркала 10 и зеркала 4), равное ~0,73 м при диаметре пятна выходного пучка лазерного дальномера ~2,9 м. При таких условиях дальность до объекта будет определена первым же измерением.The fulfillment of these relationships makes it possible to compensate for the unreliability of the first range measurement by the rangefinder channel, which arises due to the fact that the error of dependent stabilization by the electromechanical two-plane stabilizer 12 exceeds the angular divergence of the output beam of the emitting channel “VI” of the laser rangefinder. The three-plane inertial module 7 produces inertial data and is rigidly installed in the body of the combined observation device and sight. Switching unit 13 switches the inertial data of module 7 with unit 11 of the precision control system of the two-plane optical deflector, which provides the generation of control signals for unit 9, which changes the angular positions of the movable mirror 10, thereby independently stabilizing the output beam of the emitting channel “VI” of the laser rangefinder. The range of rotation angles of the movable mirror 10 of the optical deflector processed by the optical deflector is ±2.6°, and the error in working out the specified angles is 30'' (0.5'), which corresponds to the given ratios and makes it possible to compensate for the dependent stabilization error of 3.6'. The error in independent stabilization of the output beam of the emitting channel “VI” of a laser rangefinder of 30'' (0.5') at a distance of 5 km creates a displacement of the optical axis of the output beam of the laser rangefinder (reflected from the movable mirror 10 and mirror 4) equal to ~0.73 m with a laser rangefinder output beam spot diameter of ~2.9 m. Under such conditions, the range to the object will be determined by the first measurement.

Таким образом, оптический дефлектор обеспечивает дополнительную независимую двухплоскостную стабилизацию канала излучателя лазерного дальномера «VI», что повышает достоверность первого измерения дальности лазерным дальномером при применении канала излучателя лазерного дальномера, угловая расходимость которого меньше ошибки зависимой двухплоскостной электромеханической стабилизации головного зеркала 4, а параллельность выходного луча излучающего канала лазерного дальномера «VI» и оптических осей тепловизионного «II» и телевизионного «III» каналов при нулевом положении подвижного зеркала 10 оптического дефлектора обеспечивает сохранение максимальных углов наведения оружия до +70°.Thus, the optical deflector provides additional independent two-plane stabilization of the laser rangefinder emitter channel “VI”, which increases the reliability of the first range measurement by a laser rangefinder when using a laser rangefinder emitter channel, the angular divergence of which is less than the error of the dependent two-plane electromechanical stabilization of the head mirror 4, and the parallelism of the output beam the emitting channel of the laser rangefinder “VI” and the optical axes of the thermal imaging “II” and television “III” channels with the zero position of the movable mirror 10 of the optical deflector ensures that the maximum weapon pointing angles are maintained up to +70°.

Claims

Combined observation device - a sight containing a head part with protective glasses and an optical unit containing a rhombus prism and a head mirror mounted on the swing axis and kinematically connected to the electromechanical stabilizer of the weapon unit of the object of application, and the main part of the device containing a low-magnification optical visual channel with a receiving channel of a laser rangefinder, a microdisplay with an eyepiece, thermal imaging and high-magnification television channels, a channel for recording the exit of projectiles from the barrel and a channel for controlling the remote detonation of projectiles, the output optical axes of which are parallel and installed at an angle to the vertical axis of the optical visual channel, and also contains a radiating a laser rangefinder channel, a three-plane inertial module, a switching unit and an electronic image stabilization unit, characterized in that it contains a two-plane optical deflector with a movable mirror unit and a precision control system unit, wherein the movable mirror of the optical deflector in the zero position orients the output beam reflected from it emitting channel of the laser rangefinder parallel to the optical axes of the thermal imaging and television channels, while the following relationships are satisfied:

ΔOD _VN,GN ≥Δα _VN,GN ,

δOD _VN,GN =(0.01÷0.5)⋅Δα _VN,GN ,

where: ΔOD _VN,GN - range of rotation angles processed by the optical deflector around each of the axes of the moving mirror, respectively, along the VN and GN;

Δα _VN,GN - the median error of dependent stabilization from the armament unit with an electromechanical stabilizer of the application object according to VN and GN;

δOD _VN,GN - error in working out the specified angles of rotation of the movable mirror of the optical deflector, respectively, according to VN and GN.