Комбинированный оптический прицел для легкого вооружения

КОМБИНИРОВАННЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЦЕЛ ДЛЯ ЛЕГКОГО ВООРУЖЕНИЯ Шабета Юрий Михайлович, Бахвалов Борис Павлович, Пуляев Евгений Михайлович, Волков Владимир Анатольевич (BY) Изобретение относится к области оптико-электронных приборов, в частности к устройствам прицеливания со встроенным дальномером преимущественно для легкого вооружения. Предложен комбинированный оптический прицел для легкого вооружения, включающий канал прицеливания,содержащий оптически сопряженные светодиодную матрицу, коллимирующий объектив, наклонно установленную спектроделительную пластинку и два защитных окна, лазерный дальномерный модуль, содержащий параллельные каналу прицеливания передающий канал, включающий передающий объектив, лазер и драйвер, и приемный канал, включающий приемный объектив и фотоприемное устройство, а также индикатор дальности и электронный блок управления и обработки информации, электрически связанный со светодиодной матрицей, драйвером и фотоприемным устройством. Новизна предложения состоит в том, что светодиодная матрица установлена в фокальной плоскости коллимирующего объектива, оптическая ось которого сопряжена с осью прицеливания с помощью спектроделительной пластинки, а индикатор дальности выполнен в виде сегмента светодиодной матрицы, при этом прицел снабжен знакогенератором, электрически связанным с электронным блоком и светодиодной матрицей. Для повышения телескопичности прицеливания при стрельбе на большие дальности прицел может быть снабжен афокальной телескопической насадкой, установленной на оси прицеливания. Для обеспечения стрельбы с использованием боеприпасов, требующих больших углов возвышения оружия, спектроделительная пластинка установлена с возможностью поворота относительно оси прицеливания по вертикали. Для учета влияния атмосферных факторов на траекторию полета боеприпаса электронный блок управления и обработки информации снабжен входом для ввода метеорологических данных. Предложенное техническое решение реализует концепцию"интеллектуального" прицела, поскольку освобождает стрелка от необходимости проводить перед выстрелом баллистические вычисления и тем самым сводит к минимуму человеческий фактор неточности стрельбы, а также позволяет упростить оптическую схему и конструкцию прицела, поскольку вся необходимая информация вводится в поле зрения прицела одним оптическим элементом. Заявленный комбинированный оптический прицел может использоваться в роботизированных боевых системах. 016373 Изобретение относится к области оптико-электронных приборов, в частности к устройствам прицеливания со встроенным дальномером преимущественно для легкого вооружения. При прицеливании на большие расстояния необходимо учитывать баллистику боеприпаса: снижение его высоты полета из-за действия силы тяжести. Поэтому в оптических прицелах на прицельную сетку наносят баллистическую шкалу [1], которая имеет прицельные марки для различных дальностей. Однако, поскольку расстояние до цели определяется визуально, что сопряжено с погрешностью, особенно в условиях плохой видимости, это приводит к ошибкам прицеливания. Для повышения точности стрельбы оптические прицелы совмещают с лазерным дальномером. Известен комбинированный оптический прицел для стрелкового оружия [2], содержащий прицельный канал, включающий объектив, оборачивающую систему, окуляр и узел сетки, установленный с возможностью перемещения, и лазерный дальномерный модуль, включающий передающий канал, содержащий твердотельный лазер и передающий телескоп, и приемный канал, содержащий приемный телескоп, фотоприемник и электронный блок измерения дальности с индикатором дальности. Стрелок определяет дальность до цели с помощью дальномера, перемещает сетку с помощью специальной ручки,имеющей шкалу дальности, что обеспечивает попадание в цель на измеренном расстоянии. Недостатком указанного прицела является большое время прицеливания, так как стрелок должен перевести взгляд на ручку, выполнить необходимую регулировку и повторно прицелиться. Известен также комбинированный оптический прицел для стрелкового оружия [3], включающий тонкостенный корпус, в котором содержится оптический модуль в виде телескопа, на оси которого установлен оптический узел прицеливания, например сетка, с возможностью автоматического перемещения с помощью электрического привода, лазерный дальномерный модуль с блоком индикации, блок управления оптическим узлом прицеливания и источник питания. Полученная информация о дальности до цели поступает в блок управления, который обеспечивает сигнал управления на привод узла прицеливания,который автоматически устанавливается в положение, соответствующее измеренному расстоянию до цели. Оптический узел прицеливания содержит оптическую пластинку с нанесенной прицельной маркой и дальномерной шкалой. Недостатками указанного прицела являются недостаточно высокое быстродействие и точность прицеливания, обусловленные необходимостью механического перемещения оптического компонента, а также сложность конструкции прицела. Наиболее близким по технической сущности является комбинированный оптический прицел для легкого вооружения [4], включающий канал прицеливания, содержащий оптически сопряженные светодиодную матрицу, коллимирующий объектив, наклонно установленную спектроделительную пластинку и два защитных окна, лазерный дальномерный модуль, содержащий параллельные каналу прицеливания передающий канал, включающий передающий объектив, лазер и драйвер, и приемный канал, включающий приемный объектив и фотоприемное устройство, а также индикатор дальности и электронный блок управление и обработки информации, электрически связанный со светодиодной матрицей, драйвером,фотоприемным устройством и индикатором дальности, обеспечивающий измерение дальности до цели и управления всеми электронными компонентами. Недостатком указанного прицела является сложность оптической схемы, обусловленная необходимостью введения в поле зрения прицела двух независимых изображений: изображения индикатора дальности до цели и изображения прицельной марки. В случае,если информация дальности до цели не вводится в поле зрения прицела, то требуется прерывание прицеливания для рассмотрения показания индикатора дальности для исключения возможности измерения дальности до ложной цели, что увеличивает общее время прицеливания. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции прицела за счет упрощения оптической схемы прицела, повышение его надежности и технологичности изготовления прицела. Предложен комбинированный оптический прицел для легкого вооружения, включающий канал прицеливания, содержащий оптически сопряженные светодиодную матрицу, коллимирующий объектив,наклонно установленную спектроделительную пластинку и два защитных окна, лазерный дальномерный модуль, содержащий параллельные каналу прицеливания передающий канал, включающий передающий объектив, лазер и драйвер, и приемный канал, включающий приемный объектив и фотоприемное устройство, а также индикатор дальности и электронный блок управления и обработки информации, электрически связанный со светодиодной матрицей, драйвером и фотоприемным устройством. Новизна предложения состоит в том, что светодиодная матрица установлена в фокальной плоскости коллимирующего объектива, оптическая ось которого сопряжена с осью прицеливания с помощью спектроделительной пластинки, а индикатор дальности выполнен в виде сегмента светодиодной матрицы, при этом прицел снабжен знакогенератором, электрически связанным с электронным блоком управления и обработки информации и светодиодной матрицей. Для повышения телескопичности прицеливания при стрельбе на большие дальности прицел может быть снабжен афокальной телескопической насадкой, установленной на оси прицеливания. Для обеспечения стрельбы с использованием боеприпасов, требующих больших углов возвышения оружия, спектроделительная пластинка установлена с возможностью поворота относительно оси прицеливания по вертикали. Для учета влияния атмосферных факторов на траекторию полета боеприпаса электронный блок-1 016373 управления и обработки информации снабжен входом для ввода метеорологических данных. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная схема комбинированного оптического прицела. На фиг. 2 приведена структурная схема варианта выполнения электронного блока управления и обработки информации. На фиг. 3 показан вариант выполнения двухмерной светодиодной матрицы. На фиг. 4 показан пример выполнения панели управления. Комбинированный оптический прицел (фиг. 1) включает канал прицеливания 1, содержащий оптически сопряженные светодиодную матрицу 2, коллимирующий объектив 3, наклонно установленную спектроделительную пластинку 4 и два защитных окна 5 и 6, лазерный дальномерный модуль, содержащий параллельные каналу прицеливания передающий канал 7, включающий передающий объектив 8,лазер 9 и драйвер 10, и приемный канал 11, включающий приемный объектив 12 и фотоприемное устройство 13, а также электронный блок 14 управления и обработки информации, электрически связанный(фиг. 2) со светодиодной матрицей 2, драйвером 10 и фотоприемным устройством 13. Светодиодная матрица 2 установлена в фокальной плоскости коллимирующего объектива 3 (фиг. 1), оптическая ось которого сопряжена с осью прицеливания с помощью спектроделительной пластинки 4. Светодиодная матрица 2 (фиг. 3) имеет два сегмена 15 и 16, первый из которых является индикатором дальности и отображает дальность до цели и иную служебную информацию, например направление движения прицельной марки и состояние разряда батареи питания, а второй сегмент 16 используют для генерирования прицельной марки любой формы, например точки, перекрестия, пики и т.д., которая легко перемещается по двум координатам путем изменения адресации светящихся диодов, при этом прицел снабжен знакогенератором 17, электрически связанным с электронным блоком 14 управления и обработки информации и светодиодной матрицей 2. Для обеспечения телескопичности прицеливания на оси прицеливания может быть установлена афокальная телескопическая насадка 18. Для обеспечения больших углов возвышения спектроделительная пластинка 4 может быть установлена с возможностью поворота по вертикали с помощью механизма управления 19. Для обеспечения ввода метеорологических данных, например направление и сила ветра,температура, атмосферное давление, влажность, как от встроенных (не показаны), так и от внешних датчиков, прицел снабжен разъемом 20, через который может выполняться перепрограммирование прицела с помощью внешнего компьютера. В одном из возможных вариантов выполнения электронный блок 14 управления и обработки информации (фиг. 2) включает электрически связанные источник питания 21, например аккумуляторная батарея, панель управления 22, электронная плата питания 23, которая обеспечивает все необходимые для функционирования электронных модулей напряжения питания, микропроцессор 24, который используется как для измерения дальности до цели, так и для управления всеми электронными модулями прицела, включая светодиодную матрицу 2. Для генерирования цифро-буквенной информации светодиодная матрица 2 снабжена знакогенератором 17. Панель управления 22 может быть выполнена, как показано на фиг. 4, и содержать следующие органы управления: выключатель питания прицела 25, переключатель 26 режимов работы и регулировки прицела, кнопка 27 запуска дальномера, кнопки 28 регулировки, с помощью которых осуществляется выверка прицела по горизонтали и по вертикали, а также выбор типа оружия и боеприпаса, при этом возможно введение и других органов управления. Для удобства стрельбы некоторые органы управления могут дублироваться и устанавливаться дистанционно в местах легкого доступа, используемых штатно при стрельбе, например вблизи руки, держащей цевье автомата. В одном из вариантов выполнения прицела могут использоваться: в качестве лазера 9 - полупроводниковый GaAlAs-лазер с длиной волны излучения 904 нм, импульсной мощностью 70 Вт, частотой повторения импульсов 1 кГц, в качестве фотоприемного устройства 13 может быть использован кремниевый лавинный фотодиод с предусилителем. Измерение дальности производится путем измерения времени прохождения лазерного импульса от прицела до цели и обратно. Для увеличения диапазона измеряемых дальностей используют режим накопления по 8100 лазерным импульсам, время измерения при этом составляет не более 0,1 с. Светодиодная матрица 2 (фиг. 1) имеет размер 11,55 мм 2 с 4800 элементами (120 по вертикали и 40 по горизонтали) с шириной светящейся области 50 мкм и длиной волны излучения 650 нм и выполнена в одном корпусе со знакогенератором 17. Коллимирующий объектив 3 обеспечивает при этом видимый угловой размер прицельной марки не более 1,2 мрад, шаг перемещения прицельной марки составляет 2 мрад, а угловое поле перемещения марки - 150 мрад (10) по вертикали и 80 мрад (5,5) по горизонтали. Поворотом светоделительной пластинки 4 на 10 можно увеличить углы прицеливания, варьируя их в диапазоне 1020. Микропроцессор 24 выполнен на базе цифрового сигнального процессора с использованием программируемых логических интегральных схем. Прицел работает следующим образом. Прицел устанавливают на кронштейне оружия с помощью известного механического крепления (не показано). С помощью переключателя 26 режимов и кнопок 28 регулировки (фиг. 4) осуществляют последовательно выверку оптической оси прицела со стволом оружия по горизонтали и вертикали, а также вводят тип оружия, на котором установлен прицел и тип боеприпаса. При включении питания выключателем 22 подается напряжение на электронные модули прицела и в поле зрения прицела появляется прицельная марка на сегменте 16 светодиодной матрицы 2 (фиг.-2 016373 3). Стрелок наводит прицельную марку на цель и измеряет дальность до цели нажатием кнопки 27 запуска дальномера. В поле зрения прицела на сегменте 15 светодиодной матрицы 2 появляется информация о дальности, а прицельная марка на сегменте 16 автоматически смещается по вертикали в зависимости от дальности до цели и типа боеприпаса, в соответствии с зашитой в памяти микропроцессора 24 балистикой. В случае использования метеорологических данных прицельная марка смещается по горизонтали в зависимости от направления и силы ветра. После этого стрелок совмещает прицельную марку с целью и производит выстрел. Таким образом, предложенное техническое решение реализует концепцию интеллектуального прицела, поскольку освобождает стрелка от необходимости проводить перед выстрелом баллистические вычисления и тем самым сводит к минимуму человеческий фактор неточности стрельбы. Заявленный комбинированный оптический прицел может использоваться в роботизированных боевых системах. Кроме того, данное техническое решение позволяет упростить оптическую схему и конструкцию прицела, поскольку вся необходимая информация вводится в поле зрения прицела одним оптическим элементом. Использованные источники информации: 1. Патент США 3,392,450, НКИ 33-50, опуб. 1968 г. 2. Патент Великобритании 2187353, G01S 17/88, опуб. 1987 г. 3. Патент РФ 2075028, F41G 1/38, опуб. 1997 г. 4. WO 9320399 A1, F41G 3/06, опуб. 1993 г (прототип). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Комбинированный оптический прицел для легкого вооружения, включающий канал прицеливания, содержащий оптически сопряженные светодиодную матрицу, коллимирующий объектив, наклонно установленную спектроделительную пластинку и два защитных окна, лазерный дальномерный модуль,содержащий параллельные каналу прицеливания передающий канал, включающий передающий объектив, лазер и драйвер, и приемный канал, включающий приемный объектив и фотоприемное устройство, а также индикатор дальности и электронный блок управления и обработки информации, электрически связанный со светодиодной матрицей, драйвером и фотоприемным устройством, отличающийся тем, что светодиодная матрица установлена в фокальной плоскости коллимирующего объектива, оптическая ось которого сопряжена с осью прицеливания с помощью спектроделительной пластинки, а индикатор дальности выполнен в виде сегмента светодиодной матрицы, при этом прицел снабжен знакогенератором,электрически связанным с электронным блоком и светодиодной матрицей. 2. Прицел по п.1, отличающийся тем, что он снабжен афокальной телескопической насадкой, установленной на оси прицеливания. 3. Прицел по п.1, отличающийся тем, что спектроделительная пластинка установлена с возможностью поворота относительно оси прицеливания по вертикали. 4. Прицел по п.1, отличающийся тем, что электронный блок управления и обработки информации снабжен входом для ввода метеорологических данных.