SE516902C2 - Två ensanordningar och ensningsförfarande vid skjutsimulator - Google Patents

Description

emitterar också en ensningsstrålning längs en ensningsaxel som är parallell med simuleraxeln eller har en fix och känd vinkel i förhållande till simuleraxeln. Vapnets sikte definierar en riktaxel som markerar i vilken riktning ett skott kommer att lämna vapnet vid skjutning med skarp ammunition. För att möjliggöra ensning av simula- torns simuleraxel med riktaxeln är exempelvis ett retroprisma anordnat så att det återkastar infallande ensstrålning utmed ensaxeln in i siktet utmed riktaxeln. Ens- strålningen är därmed synlig genom siktet, varvid ensaxeln och simuleraxeln kollek- tivt justeras medelst därför avsedda medel så att de sammanfaller med siktaxeln.

Ovanstående simulatoranordning är dock endast användbar för vapenslag där avstån- det mellan siktet och ett eldrör, vid vilket simulatorn är monterad, ej är större än att det är praktiskt hanterbart att spegla simulatorns ensstråle in i siktet.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är, att hantera ensning av simulerstrålning med en riktaxel även för vapenslag där avståndet mellan siktet och eldröret utesluter tidigare kända lösningar.

Detta har åstadkommits medelst en ensanordning av inledningsvis nämnt slag, vars utförande är oberoende av avståndet mellan siktet och eldröret. Ensanordningen är kännetecknad av att den har medel inrättade att ur strålningen återkasta synligt ljus samt siktmedel för ensning inrättade att i ett enssiktfönster visa en projektion av det återkastade ljuset tillsammans med en bild av målområdet. Med vapnets sikte riktat mot ett mål kan därmed medelst justermedlen simuleraxelns riktning korrigeras så att det i siktfönsterbilden återkastade, projicerade ljuset är placerat vid målet.

Siktfönsterbilden är således åstadkommen på ett radiellt avstånd från simuleraxeln, och således simuleranordningen, vilket är bestämt av avståndet mellan simuleraxeln och den med denna parallella axeln. Detta avstånd är karaktäristiskt betydligt mindre än avståndet mellan siktet och simuleranordningen anordnad vid vapnets eldrör.

Enligt ett utförande, där det synliga ljuset återkastas utmed en axel parallell med simuleraxeln innefattar siktmedlen en för strålning inom det synliga våg- längdsorrrrådet delvis genomsläpplig första yta inrättad att transmittera målområdes- 10 l5 20 25 30 516 902 -- 3 bilden mot siktfönstret. Dessutom utgör den första ytan del av de återkastande med- len, varvid ytan är inrättad att reflektera åtminstone en del av strålningens synliga ljus mot siktfönstret i en riktning sammanfallande med den simulerstrålningen pa- rallella axeln. Siktfönstret kan här vara ett virtuellt fönster framför den första ytan.

De återkastande medlen innefattar företrädesvis en utmed simuleraxeln anordnad andra yta inrättad att reflektera ljus inom åtminstone en del av det synliga våglängds- området. I ett utförande är den första och andra ytan innefattade i ett retro- reflektorprisma.

I enlighet med ett utförande innefattar siktmedlen organ för att förstora bilden visad i siktfönstret, exempelvis i form av en enskikare riktad mot den första ytan. Med den förstorade bilden som enskikaren erhåller kan precisionen vid ensningen förbättras. I detta utförande agerar enskikarens främre glas siktfönster.

Dessutom innefattar siktmedlen i enlighet med en utföringsform medel för att över- föra bilden visad i siktfönstret till ett visningsställe. Överföringsmedlen kan exem- pelvis innefatta ett prisma såsom ett pentaprisma utformat för att reflektera mål- områdesbilden ett antal gånger innan bilden lämnar prismat för att infalla mot ens- kikarens öppning. Med ett sådant prisma blir således ensanordningen mer flexibel genom att man ej är hänvisad till att hålla enskikaren riktad utmed den simulerstrål- ningen parallella axeln. Med prismat utformat för att reflektera bilden ett jämnt antal gånger blir bilden synlig genom enskikaren rättvänd. Här agerar den yta hos prismat som bilden först når siktfönster. Överföringsmedlen kan dessutom innefatta en spegelanordning inrättad att spegla bilden mot enskikaren anordnad exempelvis i anslutning till riktmedlet.

Ett förfarande för att vid ovanstående ensanordning ensa simuleraxeln med rikt- medlet innefattar att vapnet riktas mot ett mål i målområdet under utnyttjande av riktmedlet och att justermedlen styrs för att placera den i siktfönstret synliga projek- tionen av det reflekterade ljuset i bilden så att den huvudsakligen sammanfaller med målet. 10 15 20 25 30 516 902 a n - u o - ~ ~ n . . ~ Q ~ n »u 4 Föreliggande uppfinning har en rad fördelar i förhållande till tidigare känd teknik.

Den viktigaste är givetvis att uppfinningen fungerar även för vapenslag där avståndet mellan siktet och eldröret utesluter tidigare kända lösningar, såsom exempelvis för kanoner. Dessutom är den uppfinningsenliga ensanordningen mycket robust, då den ej kräver noggrann injustering vid montering inför ensning, eftersom alla kompo- nenter som kräver montering med precision finns fast monterade i de återkastande medlen.

KORT FIGURBESKRIVNING Figur l visar ett exempel på en skjutsimulator som genererar en simulerstråle och en ensningsstråle.

Figur 2 visar ett exempel på en ensanordning vid den i fig 1 beskrivna simulatom.

Figur 3 visar en alternativ ensanordning.

Figur 4 visar ännu en alternativ ensanordning FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER I fig 1 är i en skjutsimulator 105 anordnad en källa 104 för generering av simuler- strålning i form av elektromagnetisk strålning genererad med laser eller annan tek- nik. Exempelvis är simulerstrålkällan 104 en IR-laserdiod. Dessutom är i simulatorn 105 anordnad en källa 106 för generering av ensstrålning. Karaktäristiskt för ens- strålkällan 106 är att den sänder ut strålning inom våglängdsområdet för synligt ljus.

I ett exempel är ensstrålkällan 106 en lysdiod (sk LED).

Skjutsimulatorn är anordnad vid ett vapen, exempelvis en kanon på en stridsvagn.

Vapnet är i sin tur försett med ett sikte. Vapnets sikte definierar en riktaxel och det är denna riktaxel som definierar i vilken riktning ett skott kommer att lämna vapnet vid skjutning med skarp ammunition.

I strålgån gen för simulerstrålningen från simulerstrålkällan 104 är anordnad en strål- delare 102 vars stråldelande skikt 109 är inrättat att släppa genom en betydande del 516 902 u . a n Q u ~ ø . o nu 5 av simulerstrålningen mot ett optiskt system innefattande en lins 101 och en eller flera optiska kilar 103. Det optiska systemet kommer att beskrivas mer detaljerat senare. Ensstrålkällan 106 är anordnad i relation till simulerstrålkällan 104 och strål- delaren 102 så, att ensstrålningen vid reflexion i stråldelarens 102 stråldelande skikt 5 109 lämnar stråldelaren utefter en med simulerstrålningen gemensam simuler- och ensaxelaxel. I det i fig 1 visade utförandet är simulerstrålkällan 104, ensstrålkällan 106 och stråldelaren 102 placerade i förhållande till varandra så att både simuler- strålningen och ensningsstrålningen infaller med en vinkel ungefär 45 grader mot det stråldelande skiktet 109 och så att den reflekterade ensstrålningen och simulerstrål- 10 ningen som passerat genom det stråldelande skiktet passerar såsom en sammansatt stråle mot det optiska systemets lins 101. Utförandet kräver att det stråldelande skik- tet 109 är genomsläppligt för åtminstone en del av simulerstrålningen samtidigt som det reflekterar åtminstone en del av strålningen vid den våglängd som ensstrålningen ligger. Man kan även tänka sig ett utförande där simulerstrålkällans 104 placering 15 och ensstrålkällans 106 placering är ombytt, varvid det stråldelande skiktets reflexions-/transmissionsegenskaper måste väljas i enlighet därmed.

Dessutom är ensstrålkällan 106 anordnad på ett optiskt avstånd från linsen 101 sådant att ensstrålningen omformas till en lob i linsen, varvid linsen 101 är utformad 20 för att optimera loben. Efter linsen 101 passerar simuler- och ensstrålningen kilarna 103, här i form av ett kilpar, vridbara för att ställa in och justera ensaxeln och därmed även simuleraxeln. Strålaxel 107 i fig 1 symboliserar en inställning av kilarna sådan att ensstrålningen och därmed även simulerstrålningen lämnar simuleranordningen 105 i en riktning rakt ut från simuleranordningen. En alternativ inställning av kilarna 25 förmår ensstrålningen och därmed även simulerstrålningen att lämna simuleranord- ningen 105 utefter en axel 108 som har en vinkel ot i förhållande till axeln 107.

I ett alternativt, ej visat exempel är ensstrålkällan och stråldelaren avlägsnade, varvid simulerstrålkällan är riktad direkt mot linsen 101. I detta utförande är företrädesvis 30 simulerstrålkällan inrättad att generera laserstrålning inom det synliga våglängds- området dels i ett högeffektläge (simulerläge) och dels i ett lågeffektläge (ensläge), , varvid simulerstrålningen även fungerar som ensstrålning. Oavsett hur simuler- och ensstrålningen är genererade förutsätts i de efterföljande exemplen att de är riktade utefter en gemensam axel när de lämnar simulatorn 105. 10 15 20 25 30 516 902 ø c a o Q u ~ ø ø u en I fig 2 markerar hänvisning 207 ett i ett ensläge till simulatorn 105 monterat arran- gemang. I detta enläge är företrädesvis simulerstrålkällan 104 avstängd. Arrange- manget 207 innefattar ett retroreflektorprisma 201 anordnat framför simuleranord- ningen 105 och en enskikare 204. Retroreflektorprismat har den egenskapen att det kastar tillbaka åtminstone en del av infallande strålningen i samma riktning som den infallande, men på ett avstånd d därifrån, där avståndet d är bestämt av prismats 201 dimension. Retroreflektorprismat består karaktäristiskt av ett takprisma 202 och en för synligt ljus delvis genomskinlig spegel 205. Takprismat 202 och spegeln 205 är anordnade på avståndet d från varandra och har en varandra motstående reflekterande yta med samma lutningsvinkel. En ensstråle 203 lämnar därmed den ovan beskrivna simulatoranordningen 105 med en viss vinkel oti förhållande till axeln 107 för att reflekteras i takprismat 202 placerat i strålgången för ensstrålen. Den i takprismat reflekterade ensstrålen infaller därefter mot spegeln 205 för reflexion i denna, varvid den i spegeln 205 reflekterade ensstrålen är riktad med vinkeln oc i förhållande till axeln 107 men är motriktad den mot takprismat 202 infallande strålningen. Genom att använda retroreflektorprismat 201 är således den från prismat 201 utgående strå- len motsatt riktad den ingående oberoende av hur retroreflektorprismat är injusterat så länge som retroreflektorprismat är anordnat så, att strålarna kan passera. Nog- grannheten i parallelliteten mellan den mot prismat infallande och den utgående strålen är endast styrd av precisionen i injustering av de i retroreflektorprismat 201 fast monterade komponenterna 202, 205.

Enskikaren 204 är anordnad i strål gången för den i spegeln 205 reflekterade ens- strålen. Spegeln 205, vilket såsom tidigare beskrivits är delvis genomsläpplig för synligt ljus, släpper genom en bild 206 av ett målområde bakom spegeln samtidigt som den åtminstone delvis reflekterar ensstrålningen. I enskikaren tillhandahålls således bilden 206 i förstoring med ensstrålen 203 upplevd som en rymdstabil punkt i oändligheten överlagrad bilden 206. Punkten indikerar således var simuleranord- ningens simulerstråle skulle varit riktad om simulerstrålkällan varit tillslagen. Genom att först ställa in vapnets sikte på ett givet mål, eller siktmärke, och sedan under det att man kikar genom enskikaren 205, vrida på ensningskilarna 103 för att ställa in ”ensningspunkten” i bilden 206 på målet, erhålls en ensning av simulerstrålrikt- ningen med vapnets riktaxel. Observera att kikarens funktion endast är att förstora , 516 902 _="¿-'j=_ 22:; . | u . . - n o ~ c u. 7 bilden och öka precisionen i ensningen. På vissa vapen är ensningskikaren ej nöd- vändig. Såsom beskrivits ovan bildar enskikaren 204 tillsammans med retroreflek- torprismat 201 ensningsarrangernanget 207. Ensningsarrangemanget 207 utgör en från vapnet löstagbar enhet. Det är givetvis ej nödvändigt att kikaren 204 är mon- 5 terad vid reflektorprismat 201, istället kan den vara monterbar vid ett separat stativ anordnat vid vapnet eller också helt enkelt hållas i handen vid användning. Ens- kikarens 204 injustering i förhållande till retroreflektorprismat är ju ej kritisk för ens- resultatet. 10 Vi har nu beskrivit projektionen av ensstrålningen som en ensningspunkt. För att denna punkt skall vara så synlig som möjlig i bilden 206, bör ensstrålningens strållob vara smal, varvid erhålls en hög intensitet i punkten. Dessutom bör ensstrålningen ligga vid en våglängd sådan att punktens färg bildar kontrast mot färgskalan i bilden 206. I ett exempel ligger ensstrålningen inom våglängdsonirådet för synligt rött ljus. 15 Det är inte alltid man vill eller kan anordna enskikaren 204 axiellt med rikt- och simuleraxlarna. Figur 3 illustrerar ett enkelt ensningsarrangemang 303 som tillhandahåller ensningsmöjligheten med kikaren anordnad radiellt mot rikt- och simuleraxlarna. Den enda skillnaden mot det i anslutning till figur 2 visade 20 utförandet är, att ett pentaprisma 301 är infört mellan retroreflektorprismat 201 och ensningskikaren 204. Prismat 301 är utformat så att bilden 206 överlagrad den projicerade ensstrålen reflekteras av två ytor 302 hos prismat 301, varmed bilden 206 förblir rättvänd efter att ha passerat prismat 301. För att möjliggöra placering av enskikaren radiellt med riktaxeln är i detta utförande ytorna 302 anordnade i 25 förhållande till varandra så att utgående strålning är vinklad 90° i förhållande till ingående.

Figur 4 visar ett ensningsarrangemang 408 som medger att man samtidigt kan utföra simuleringen och ensningen. Liksom i tidigare beskrivna utföranden är ett retrore- IÉI. _ 30 flektorprisma 404 anordnat i strålgången framför simuleranordningen 105. Retrore- ' flektorprismat 404 har ett spegelskikt 405 som den första yta strålningen från simule- _ _ _ _, ranordningen träffar. Spegelskiktet är inrättat att transmittera lR-strålnin g men reflektera synligt ljus, varvid simulerstrålningen 406 passerar rakt genom spegel- skiktet 405 samtidigt som ensstrålen reflekteras mot retroreflektorprismats 404 tak- 10 15 20 25 30 516 902 8 prisma 407. I strålgången från retroreflektorprismat 404 är anordnat ett periskop- prisma 401. Periskopprismat 401 innefattar tvenne 402, 403 i samma vinkel lutande ytor anordnade på ett avstånd från varandra. Den ena ytan 402 är synligt ljus reflekte- rande och den andra 403 är delvis genomskinlig för det synliga ljuset. Ensstrålen från retroreflektorprismat 404 träffar först den reflekterande ytan 402 och därefter den delvis genomskinliga ytan 403 för reflexion i denna mot enskikaren, såsom beskrivits i anslutning till föregående exempel. Dessutom är, såsom framgår av tidigare be- skrivna exempel, bilden 206 av omgivningen synlig genom ytan 403. Således är lik- som i tidigare beskrivna utföranden genom enskikaren synlig bilden 206 med pro- jektionen av ensstrålen överlagrad bilden. Ensningsarrangemanget 408 består i detta exempel av retroreflektorprismat 404, periskopprismat 401 och ensningskikaren 204, där åtminstone retroreflektorprismat 404 och periskopprismat 401 är fixt anordnade i förhållande till varandra. Retroreflektorprismat parallellförflyttar den reflekterade strålen ett avstånd d 1 medan periskopprismat paralellförflyttar strålen ett avstånd d2, varvid den totala parallellförflyttningen år d1+d2.

Ett förfarande för att medelst något av de ovan beskrivna ensningsarrangemangen 207, 303, 408 ensa en simuleranordnings simuleraxel med tillhörande vapensikte innefattar att vapnet riktas mot ett siktmärke anordnat exempelvis på ett avstånd större än 1000 meter från vapnet, att vapnet därefter hålls stilla så att siktet pekar mot siktmärket samtidigt som enskikaren utnyttjas för att bestämma positionen hos ensstrålens projektion i bilden 206 och att ensaxeln, och därmed även simuleraxeln, justeras genom justering av de optiska kilarna 103, så att positionen hos ensstrålens projektion synlig i enskikaren är placerad vid siktmärket.

I ett alternativt utförande (ej visat) av ensningsarrangemanget återkastas ensstrålen i en riktning som ej är parallell med den från simuleranordningen 105 utstrålade simulerstrålningen. Exempelvis kan i det i anslutning till fig 2 visade exemplet den delvis genomskinliga spegeln 205 vara utbytt mot ett spegelarrangemang inrättat att reflektera ensstrålen rakt upp från det visade instrumentplanet samtidigt som spegelarrangemanget dessutom reflekterar bilden 206 rakt upp från det visade instrumentplanet. I detta exempel är enskikaren 204 anordnad ovanför spegeln riktad ned mot denna. ßa||s c ou~n~u o n 516 902 oo av u unna u 9 Uppfinningen är ej begränsad till det ovan beskrivna utförandet där simulerstrål- ningen och ensstrålningen från simulatorn 105 är riktade utefter en gemensam axel.

Fackrnannen inser lätt att uppfinningen fungerar lika väl i ett utförande där simuler- och ensstrålningen lämnar simulatorn 105 med en fix och känd vínkelrelation, vilken kompenseras för, så att den mot enskikaren infallande ensstrålningen är parallell med simulerstrålen. Det är för fackmannen uppenbart hur man exempelvis medelst optiska kilar i strålgången skulle kunna utföra en sådan kompensation. u nunnan

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 516 902 33; 10 PATENTKRAV Ensanordning vid en för skjutning inrättad simulator (105) monterad på ett vapen, vilket har riktmedel inrättade att ange vapnets riktning i ett målområde, varvid simulatorn är utrustad med åtminstone ett första organ (104) inrättat att emittera elektromagnetisk strålning utgående längs en simuleraxel och justermedel (103) inrättade att styra simuleraxeln för att ensa simuleraxeln med riktmedlet, k ä n n e t e c k n a d a v, att den har medel (20l; 40l,404) inrättade att ur strålningen återkasta synligt ljus samt siktmedel för ensning inrättade att i ett enssiktfönster visa en projektion av det återkastade ljuset överlagrad en bild (206) av målområdet, varvid det projicerade ljuset är flytt- bart i enssiktfönstret medelst justermedlen för att placera projektionen i en punkt mot vilken riktmedlen är riktade. Ensanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att de återkastande medlen (20l; 401, 404) är inrättade att återkasta det synliga ljuset utmed en axel parallell med simuleraxeln. Ensanordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att siktmedlen innefattar en för strålning inom det synliga våglängdsonirådet delvis genom- släpplig första yta ( 205; 403) inrättad att transmittera målområdesbilden mot siktfönstret och den första ytan dessutom utgör del av de återkastande medlen, varvid ytan är inrättad att reflektera åtminstone en del av strålningens synliga ljus mot siktfönstret i en riktning sammanfallande med den simulerstrålningen parallella axeln. Ensanordnin g enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att de återkastande medlen innefattar en utmed simuleraxeln anordnad andra yta (202: 405) inrättad att reflektera ljus inom åtminstone en del av det synliga våglängds- området. Ensanordnin g enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d a v, att den första och andra ytan är innefattande i ett retroreflektorprisma (201). 10 20 25 30 10. 516 902 nuccuu - u - nu .nuuac : 9 | n oo en uo" u.... -co- n Q ~ o nun. v - nunno- o a no-n ~ n 0 u -soc Q o nn a . 11 Ensanordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att de återkastande medlen innefattar åtminstone ett retroreflektorprisma (201). Ensanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att siktmedlen innefattar organ (204) för att förstora bilden visad i siktfönstret. Ensanordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d a v, att siktmedlen innefattar medel (301) för att överföra bilden visad i siktfönstret till ett visningsställe. Ensanordning vid en för skjutning inrättad simulator (105) monterad på ett vapen, vilket har riktmedel inrättade att visa vapnets riktning i ett målområde, varvid simulatorn är utrustad med ett första organ (104) inrättat att emittera elektrornagnctisk siniulerstrålning utgående längs en simuleraxel, andra organ (106) inrättade att generera ensstrålning längs en ensaxel vars vinkel i förhållande till simuleraxeln är fix och känd och justermedel (103) som vid ensning av simuleraxeln med riktmedlet kollektivt styr ensaxeln och simuleraxeln så att nämnda axlar vid ensningen bibehåller sin inbördes fixa relation, k ä n n e t e c k n a d a v, att den har medel (201; 401, 404) inrättade att återkasta ensstrålningen samt siktmedel för ensning inrättade att i ett enssiktfönster visa en projektion av den återkastade ensstrålningen överlagrad en bild (206) av målområdet, varvid den projicerade ensstrålningen är flyttbar i enssiktfönstret medelst justermedlen för att placera projektionen i en punkt mot vilken riktmedlen är riktade. Förfarande för att vid en anordning enligt patentkrav 1 eller 9 ensa simuler- axeln med riktmedlet, k ä n n e t e c k n at a v, att vapnet riktas mot en träffpunkt i målområdet under utnyttjande av riktmedlet och att under det att vapnets riktning bibehålls styrs justermedlen för att placera projektionen av det återkastade ljuset i bilden så att projektionen huvudsakligen sammanfaller med träffpunkten. u