RU94692U1

RU94692U1 - DEVICE FOR ADJUSTING THE VISIOR SYSTEM OF THE OPTICAL-ELECTRONIC INSTRUMENT ON THE AIRCRAFT

Info

Publication number: RU94692U1
Application number: RU2010107305/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Гурьевич Зубков; Александр Григорьевич Поползунов; Николай Юрьевич Тихомиров
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2010-05-27

Abstract

Устройство для юстировки визирной системы оптико-электронного прибора на летательном аппарате, содержащее источник коллимированного излучения, блок инерциальных датчиков и пульт управления, отличающееся тем, что источник излучения и блок инерциальных датчиков установлены в едином корпусе, имеющем калиброванную посадочную поверхность, а ось источника коллимированного излучения и одна из измерительных осей блока инерциальных датчиков параллельны наружной посадочной поверхности корпуса. A device for adjusting the sighting system of an optoelectronic device on an aircraft containing a collimated radiation source, an inertial sensor unit and a control panel, characterized in that the radiation source and inertial sensor unit are installed in a single housing having a calibrated landing surface, and the axis of the collimated radiation source and one of the measuring axes of the inertial sensor unit is parallel to the outer landing surface of the housing.

Description

Полезная модель «Устройство для юстировки визирной системы оптико-электронного прибора на летательном аппарате» относится к оптической технике, в частности, к оптико-электронному авиационному приборостроению, и может быть использована для юстировки углового положения линии визирования оптико-электронных приборов относительно базовых строительных осей летательных аппаратов различного типа.The utility model “Device for adjusting the sighting system of an optoelectronic device on an aircraft” relates to optical technology, in particular, to optoelectronic aircraft instrumentation, and can be used to adjust the angular position of the line of sight of optoelectronic devices with respect to the basic building axes of aircraft devices of various types.

Широко известны устройства, применяемые при традиционном способе юстировки визирных систем (ВС) оптико-электронных приборов (ОЭП) на летательных аппаратах (ЛА). Они включают в себя, как правило, громоздкое оборудование (щиты, штанги и т.п.), оптические средства (коллиматоры, трубки холодной пристрелки - ТХП, и т.п.) и угломерные приборы. При этом сам процесс юстировки отличается высокой трудоемкостью, так как требуется нивелировать положение строительных осей ЛА относительно земной системы координат, установить на заданном расстоянии щит и выполнить оптическую привязку его опорной точки к осям ЛА. Выверка положения оптической оси ВС ОЭП производится путем визирования имитатора цели, располагаемого в расчетной реперной точке щита. Углы визирования имитатора определяют погрешность установки ОЭП относительно строительных осей ЛА и, в дальнейшем, тем или иным способом могут быть учтены или скомпенсированы.Widely known devices used in the traditional method of alignment of sighting systems (AF) of optoelectronic devices (OED) on aircraft (LA). They include, as a rule, bulky equipment (shields, rods, etc.), optical devices (collimators, cold sighting tubes - TXP, etc.) and goniometers. At the same time, the alignment process itself is highly laborious, since it is necessary to level the position of the aircraft construction axes relative to the earth coordinate system, to install a shield at a given distance and to optically anchor its reference point to the aircraft axes. The alignment of the optical axis of the aircraft OEP is verified by sighting the target simulator located at the calculated reference point of the shield. The viewing angles of the simulator determine the error of the EIA installation relative to the aircraft construction axes and, in the future, can be taken into account or compensated in one way or another.

Точность юстировки, выполняемой с помощью описанного устройства, невысока из-за накопления погрешностей при взаимной выставке ЛА и юстировочного приспособления. Применение источников коллимированного излучения несколько повышает точность юстировки, но при этом требуется проведение дополнительных операций по выверке направления излучения, что значительно увеличивает общую трудоемкость.The accuracy of the adjustment performed using the described device is low due to the accumulation of errors in the mutual exhibition of the aircraft and the adjustment device. The use of collimated radiation sources slightly increases the accuracy of alignment, but additional operations are required to verify the direction of radiation, which significantly increases the overall complexity.

Известно устройство, обеспечивающее способ юстировки, описанный в книге А.Липтон «Выставка инерциальных систем на подвижном основании», М. 1971 г, стр.128-130. Устройство состоит из автоколлиматора и зеркального отражателя, закрепляемого на базовой поверхности юстируемого прибора. Автоколлиматор, выставленный по направлению базовой оси объекта, определяет величину рассогласования прямого и отраженного луча.A device is known that provides a method of adjustment, described in the book by A. Lipton "Exhibition of inertial systems on a moving base", M. 1971, pp. 128-130. The device consists of an autocollimator and a mirror reflector, mounted on the base surface of the device being adjusted. An autocollimator set in the direction of the object’s base axis determines the amount of mismatch between the direct and reflected rays.

Недостатком устройства является сложность выставки автоколлиматора по базовому направлению объекта, т.к. устройство работает только при наличии прямой оптической связи между автоколлиматором и юстируемым прибором. Кроме того, зеркальный отражатель, или, как минимум, детали для его крепления на базовую поверхность должны быть индивидуальны (уникальны) для каждого прибора.The disadvantage of this device is the complexity of the exhibition auto-collimator in the base direction of the object, because the device only works if there is a direct optical connection between the autocollimator and the aligned device. In addition, the mirror reflector, or at least the parts for attaching it to the base surface, must be individual (unique) for each device.

Также известно устройство для юстировки (совмещения) оси прицеливания самолетного вооружения и оптического прицела самолета (патент US №4191471 кл. G01В 11/26; G01С 1/06, публ. 04.03.1980 г), состоящее из коллиматора, источника коллимированного излучения и элементов арматуры крепления устройства на борту самолета. Определение величины рассогласования продольной оси самолета (линии прицеливания) и оси оружия производится по световому пятну на координатной сетке коллиматора от источника коллимированного излучения, установленного на базовой поверхности оружия или контейнера с вооружением. Направление продольной оси самолета определяется взаимным расположением того же источника, устанавливаемого на базовой поверхности самолета, и штанги крепления коллиматора. Марку прицела также выставляют по источнику излучения (в расчетной точке штанги).Also known is a device for alignment (alignment) of the axis of aiming of aircraft weapons and the optical sight of an aircraft (US patent No. 4191471 class G01B 11/26; G01C 1/06, publ. 03/04/1980 g), consisting of a collimator, a source of collimated radiation and elements fittings mounting the device on board the aircraft. The mismatch of the longitudinal axis of the aircraft (aiming line) and the axis of the weapon is determined by the light spot on the coordinate grid of the collimator from the source of collimated radiation mounted on the base surface of the weapon or container with weapons. The direction of the longitudinal axis of the aircraft is determined by the relative position of the same source installed on the base surface of the aircraft and the collimator mounting rod. The brand of the sight is also set according to the source of radiation (at the calculated point of the rod).

Точность юстировки с помощью данного приспособления невелика, а трудоемкость операций, напротив, высокая, что связано с регулировкой положения штанги, неоднократными перестановками коллиматора и источника излучения, при этом сборка и разборка приспособления требуют участия 3-4 операторов в течение нескольких часов.The adjustment accuracy with this device is small, and the laboriousness of operations, on the contrary, is high, which is associated with adjusting the position of the rod, repeated permutations of the collimator and the radiation source, while the assembly and disassembly of the device require 3-4 operators for several hours.

В качестве прототипа выбрано устройство, обеспечивающее юстировку ОЭП, которое описано в патенте RU №2073197, G01В 11/26; G01С 1/06 публ. 10.02.97, Бюл. №4 «Способ юстировки визирной системы на летательном аппарате». Устройство состоит из источника коллимированного излучения, угломерного визирного устройства и блока обработки информации. В процессе юстировки ОЭП задействованы также бортовая инерциальная курсовертикаль (ИКВ), видеоконтрольное устройство и органы управления юстируемым прибором в кабине ЛА.As a prototype, a device is selected that ensures the alignment of OEP, which is described in patent RU No. 2073197, G01В 11/26; G01C 1/06 publ. 02/10/97, Bull. No. 4 "A method for adjusting the sighting system on an aircraft." The device consists of a collimated radiation source, a goniometric sighting device and an information processing unit. In the process of adjusting the EIA, an onboard inertial course-of-vertical (IKV), a video monitoring device, and controls for the adjustable device in the aircraft cabin are also involved.

Предлагаемый прототип позволяет проводить выверку направления линии визирования ОЭП относительно осей системы координат ЛА, но при условии, что бортовая ИКВ исправна и с высокой точностью установлена по отношению к связанной системе координат. Погрешности юстировки обусловлены субъективными погрешностями, вносимыми операторами. И, наконец, несмотря на наличие в составе устройства стандартного автоколлимационного теодолита, устройство не является универсальным - штатив его не обеспечивает прямую оптическую связь с ОЭП большинства типов самолетов.The proposed prototype allows you to verify the direction of the line of sight of the EIA relative to the axes of the coordinate system of the aircraft, but provided that the on-board IQV is operational and installed with high accuracy with respect to the associated coordinate system. Adjustment errors are due to subjective errors introduced by the operators. And finally, despite the presence of a standard autocollimation theodolite in the device, the device is not universal - its tripod does not provide direct optical communication with the EIA of most types of aircraft.

Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание универсального устройства для юстировки ОЭП ЛА.The main task, the solution of which is claimed by the claimed utility model, is to create a universal device for adjusting the OEP aircraft.

Технико-экономическим результатом, достигаемым при создании заявляемой полезной модели, является:The technical and economic result achieved when creating the claimed utility model is:

- существенное снижение общей стоимости и трудоемкости операций начальной выставки и юстировки ОЭП;- a significant reduction in the total cost and complexity of the operations of the initial exhibition and the adjustment of the EIA;

- повышение точности юстировки ОЭП;- improving the accuracy of the adjustment of the EIA;

- обеспечение юстировки ОЭП на ЛА различных типов без необходимости привлечения громоздкого нестандартного оборудования и оснастки.- ensuring the adjustment of the OEP on aircraft of various types without the need for bulky non-standard equipment and equipment.

Поставленная задача решается, а технико-экономический результат достигается тем, что для юстировки визирных систем оптико-электронных приборов на летательном аппарате применяется устройство, содержащее источник коллимированного излучения (ИКИ), блок инерциальных датчиков (БИНД) и пульт управления, при этом источник излучения и блок инерциальных датчиков установлены в едином корпусе, имеющем калиброванную посадочную поверхность, а ось источника коллимированного излучения и одна из трех измерительных осей блока инерциальных датчиков параллельны наружной (посадочной) поверхности корпуса.The problem is solved, and the technical and economic result is achieved by the fact that to adjust the sighting systems of optoelectronic devices on an aircraft, a device containing a collimated radiation source (IKI), an inertial sensor unit (BIND) and a control panel, the radiation source and the inertial sensor unit is installed in a single housing having a calibrated landing surface, and the axis of the collimated radiation source and one of the three measuring axes of the inertial sensor unit arallelny outer (seat) of the housing.

Причинно-следственная связь между совокупностью приведенных признаков устройства и достигаемым техническим результатом заключается в том, что объединение коллимированного источника излучения и блока инерциальных датчиков в едином корпусе, имеющем наружную калиброванную посадочную поверхность, и взаимная ориентация указанных средств относительно посадочной поверхности позволяют с высокой точностью, без использования громоздкого оборудования определить положение базовых осей летательного аппарата и откорректировать направление оси коллимированного излучения относительно положения базовых осей для проведения юстировки визирной системы оптико-электронного прибора на летательном аппарате.A causal relationship between the totality of the characteristics of the device and the technical result achieved is that the combination of the collimated radiation source and the inertial sensor unit in a single housing having an external calibrated landing surface and the relative orientation of these means relative to the landing surface allow high accuracy, without use bulky equipment to determine the position of the base axes of the aircraft and adjust the direction the axis of collimated radiation relative to the position of the base axes for adjusting the sighting system of the optoelectronic device on the aircraft.

Для пояснения сущности заявляемой полезной модели представлены две иллюстрации, на которых изображены:To clarify the essence of the claimed utility model, two illustrations are presented, which depict:

на фиг.1 - юстировочное устройство, общий вид;figure 1 - adjustment device, General view;

на фиг.2. - схема юстировки визирной системы ОЭП с помощью заявляемого устройства.figure 2. - scheme for adjusting the sighting system of the EIA using the inventive device.

Юстировочное устройство фиг.1 состоит из источника коллимированного излучения 1, блока инерциальных датчиков 2, корпуса 3 с наружной посадочной поверхностью 4 и пульта управления 5, совмещающего в себе функции обработки, индикации и контроля результатов измерений. При этом оптическая ось источника коллимированного излучения 1 и одна из измерительных осей блока инерциальных датчиков 2 строго параллельны наружной посадочной поверхности 4 корпуса 3, а посадочная поверхность 4, в свою очередь, по форме и размерам идентична посадочной поверхности штатного оптического устройства (типа ТХП), применяемого при взаимной выставке ЛА и юстировочного щита при традиционном способе юстировки. Эта структура обеспечивает контроль текущего углового положения устройства и позволяет выставлять поток коллимированного излучения в заданном направлении. На фиг.2 показан корпус (фюзеляж) 6 летательного аппарата, на котором крепится штатное приспособление 7 с посадочным местом для установки ТХП, и оснастка 8 с механизмом 9 для регулирования положения корпуса 3, фиксируемого относительно ОЭП 10, ось визирной системы которого подвергают юстировке. При этом внутренняя посадочная поверхность приспособления 7 параллельна строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ) - ось 00, а механизм 9 позволяет направлять коллимированный поток излучения - ось 0₁0₁ в направлении на вход визирной системы ОЭП 10. Устройство работает следующим образом:The adjustment device of Fig. 1 consists of a collimated radiation source 1, an inertial sensor unit 2, a housing 3 with an outer landing surface 4, and a control panel 5 combining the functions of processing, display, and monitoring of measurement results. In this case, the optical axis of the collimated radiation source 1 and one of the measuring axes of the inertial sensor unit 2 are strictly parallel to the outer landing surface 4 of the housing 3, and the landing surface 4, in turn, is identical in shape and size to the landing surface of a standard optical device (ТХП type), used in the mutual exhibition of aircraft and the adjustment shield with the traditional method of adjustment. This structure provides control of the current angular position of the device and allows you to set the flow of collimated radiation in a given direction. Figure 2 shows the hull (fuselage) 6 of the aircraft, on which a standard fixture 7 with a seat for mounting the TXP is mounted, and a snap 8 with a mechanism 9 for adjusting the position of the hull 3, fixed relative to the OEP 10, the axis of the sighting system of which is adjusted. In this case, the inner landing surface of the device 7 is parallel to the horizontal of the fuselage (GF) - axis 00, and the mechanism 9 allows you to direct the collimated radiation flux - axis 0 ₁ 0 ₁ in the direction to the entrance of the sighting system OEP 10. The device operates as follows:

- устройство (заявляемую полезную модель) посредством посадочной поверхности 4 вставляют в приспособление 7 и определяют с помощью блока инерциальных датчиков 2 углы ψ, v и γ ЛА;- the device (the claimed utility model) is inserted into the device 7 by means of the seating surface 4 and the angles ψ, v and γ of the aircraft are determined using the block of inertial sensors 2;

- устройство вынимают и вставляют в механизм (9) оснастки (8); по показаниям на индикаторе пульта управления (5) органами регулировки механизма (9) производят коррекцию положения оси (0₁0₁) излучателя (1) относительно СГФ (00);- the device is removed and inserted into the mechanism (9) snap (8); according to the indications on the indicator of the control panel (5), the mechanism adjustment bodies (9) correct the position of the axis (0 ₁ 0 ₁ ) of the emitter (1) with respect to the GFS (00);

- включают излучатель (1) и ОЭП (10), производят визирование излучателя; полученные углы визирования излучателя (φy, φz и, при необходимости, φх определят величину рассогласования осей юстируемого ОЭП и осей ЛА- turn on the emitter (1) and OEP (10), produce a sight of the emitter; the obtained viewing angles of the emitter (φy, φz and, if necessary, φх will determine the mismatch between the axes of the aligned OED and the aircraft axes

При этом истинное значение угла курса ψ принципиальной роли не играет, хотя может быть откорректировано по показаниям бортовой инерциальной системы, но, более того, для упрощения последующих операций показания БИНД можно обнулить.In this case, the true value of the angle ψ does not play a fundamental role, although it can be adjusted according to the readings of the onboard inertial system, but, moreover, to simplify subsequent operations, the indications of the BIND can be reset.

Источник излучения (1) предназначен для формирования коллимированного потока в направлении продольной оси корпуса (3) устройства юстировки. В процессе практической реализации полезной модели источник коллимированного излучения может быть разработан в виде трансформируемого узла с целью адаптации устройства к различным типам ОЭП ЛА. Путем смены осветителя, замены диафрагм и, возможно, других элементов оптической системы можно имитировать точечный или размерный объект с заданными свойствами.The radiation source (1) is designed to form a collimated flow in the direction of the longitudinal axis of the housing (3) of the alignment device. In the process of practical implementation of the utility model, the collimated radiation source can be developed in the form of a transformable unit in order to adapt the device to various types of OEP aircraft. By changing the illuminator, replacing the diaphragms and, possibly, other elements of the optical system, you can simulate a point or dimensional object with desired properties.

Блок инерциальных датчиков (2) предназначен для определения текущего углового положения ЛА и последующей выставки потока коллимированного излучения в заданном направлении. Измерительная схема построена на базе микромеханических датчиков (iMEMS). Например, может быть использован датчик ADIS 16355 компании ANALOG DEVICES, включающий в себя три гироскопа - датчик угловых скоростей и три акселерометра, работающие по трем ортогональным измерительным осям. В случае, если точность измерений подобной системы окажется недостаточной для проведения юстировки ОЭП, могут быть использованы прецизионные датчики ADIS 16130 в совокупности с акселерометрами соизмеримой точности. Впрочем, может быть использована и отечественная элементная база (например, датчики ЗАО «Гирооптика»).The inertial sensor unit (2) is designed to determine the current angular position of the aircraft and the subsequent exposure of the collimated radiation flux in a given direction. The measuring circuit is based on micromechanical sensors (iMEMS). For example, an ANALOG DEVICES ADIS 16355 sensor can be used, which includes three gyroscopes — an angular velocity sensor and three accelerometers operating along three orthogonal measuring axes. In the event that the accuracy of measurements of such a system is not sufficient to carry out the adjustment of the EIA, ADIS 16130 precision sensors can be used in conjunction with accelerometers of comparable accuracy. However, domestic element base can be used (for example, sensors of Gyrooptika CJSC).

Таким образом, заявляемая полезная модель значительно упрощает юстировку визирной системы ОЭП непосредственно на ЛА с помощью этого устройства.Thus, the claimed utility model greatly simplifies the alignment of the sighting system of the EIA directly on the aircraft using this device.

Операция юстировки с предлагаемым техническим решением выполняется в 4 приема двумя операторами за один час, в то время как в прототипе юстировка осуществляется бригадой, состоит как минимум из 5 человек при времени работы от 6 и более часов.The adjustment operation with the proposed technical solution is performed in 4 steps by two operators in one hour, while in the prototype the adjustment is carried out by a team, consists of at least 5 people with a working time of 6 or more hours.

Claims

A device for adjusting the sighting system of an optoelectronic device on an aircraft, comprising a collimated radiation source, an inertial sensor unit and a control panel, characterized in that the radiation source and inertial sensor unit are installed in a single housing having a calibrated landing surface, and the axis of the collimated radiation source and one of the measuring axes of the inertial sensor unit is parallel to the outer landing surface of the housing.