Сферический проекционный экран

Полезная модель направлена на упрощение изготовления сферического проекционного экрана за счет унификации секций для изготовления экрана с любыми требуемыми углами обзора, а также на повышение жесткости конструкции экрана и обеспечение точности изготовления кривизны сферической поверхности экрана, достаточной для визуального представления закабинной обстановки в тренажере.

Указанный технический результат достигается тем, что сферический проекционный экран выполнен из секций в виде правильных сферических пятиугольников и шестиугольников и их усеченных элементов, представляющих собой раскрой сферической поверхности в пределах заданного размера экрана с длиной хорды l между крайними точками грани секции, определяемой из соотношения:

l=2rcos,

где r - радиус сферы,

=30°,

=54⁰, при этом грани секций снабжены соединительными ребрами жесткости. Илл.2.

Полезная модель относится к технике проекционных экранов, а именно сферических проекционных экранов, предназначенных для визуализации закабинной обстановки авиационных тренажеров.

Сферические проекционные экраны обеспечивают расширение углов обзора систем визуализации закабинной обстановки, что особенно актуально для вертолетных тренажеров.

Использование современных проекторов с высоким разрешением предъявляет повышенные требования к однородности кривизны сферической поверхности, поскольку значимые неоднородности кривизны становятся заметными в лучах проектора.

Изготовление большеразмерных монолитных сферических экранов с однородной кривизной сферической поверхности является сложной операцией. Кроме того возникают трудности с транспортировкой и монтажом монолитных экранов. Указанные недостатки приводят к необходимости использования сферических экранов, собираемых из отдельных секций.

Известны сферические изделия, полученные путем сборки плоских заготовок полученных при развертке поверхности усеченного икосаэдра, состоящего из двенадцати правильных пятиугольников и двадцати равносторонних или неравносторонних шестиугольников (FR 2712195 А1, 19.05.95; RU 2189268 С2, 20.09.2002). Однако, указанные изделия, основанные на сборке плоских заготовок, не обеспечивают точности изготовления сферической поверхности, необходимой для проекционного экрана тренажера.

Наиболее близким к настоящей полезной модели по технической сущности и достигаемому результату при использовании является сферический проекционный экран собранный из сферических усеченных элементов (секций), полученных путем раскроя сферической поверхности по меридианам с последующим их соединением в одно целое (Элемент экрана, www.3D-Perception.com. январь 2003г). Размеры элементов по высоте относительно экватора и их суммарный размер по горизонтали определяются необходимыми углами обзора в вертикальной и горизонтальной

плоскостях соответственно. Недостатком данного экрана является необходимость создания уникальной оснастки для изготовления экрана с различными углами обзора в вертикальной плоскости относительно экватора, а также недостаточная жесткость в условиях вибрации при наличии в тренажере системы подвижности, обеспечивающей имитацию акселерационных эффектов.

Задачей полезной модели является упрощение изготовления сферического проекционного экрана с любыми требуемыми углами обзора в вертикальной плоскости и с более высокими техническими характеристиками.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в унификации секций для изготовления экрана с любыми требуемыми углами обзора, а также в повышении жесткости конструкции экрана и обеспечении точности изготовления кривизны сферической поверхности экрана, достаточной для визуального представления закабинной обстановки в тренажере.

Указанный технический результат достигается тем, что в сферическом проекционном экране, составленном из сферических секций и покрытым светоотражающим материалом, секции выполнены в виде правильных сферических пятиугольников и шестиугольников и их усеченных элементов, представляющих собой раскрой сферической поверхности в пределах заданного размера экрана с длиной хорды l между крайними точками грани секции, определяемой из соотношения:

l=2rcos,

где r - радиус сферы,

=30°,

=54°

при этом грани секций снабжены соединительными ребрами жесткости.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - геометрические размеры секций экрана,

на фиг.2- конструкция экрана.

На фиг.1 и фиг.2 введены обозначения:

(·) 0 - центр сферы,

r - радиус сферы;

1 - грань секции;

2 - хорда между крайними точками грани секции, l - длина хорды;

3 - ребро жесткости;

4 - правильный сферический пятиугольник;

5 - правильный сферический шестиугольник;

6 - дополнительный элемент.

Сферический проекционный экран изготавливают следующим образом. В соответствии с требуемым радиусом экрана из соотношения (1) вычисляют длину хорды 2 между крайними точками грани секции 1. По заданному радиусу г и полученному значению l изготавливают две матрицы для формования правильных пятиугольных и шестиугольных сферических секций. При изготовлении матриц предусматривают наличие ребер жесткости 3 на каждой грани секции и при необходимости места установки закладных для крепежа. Формуют секции в виде правильных сферических пятиугольников 4 и шестиугольников 5 в количестве, необходимом для изготовления экрана с заданными углами обзора. Собирают экран по соединительным ребрам жесткости 3 и, при необходимости, дополняют его до заданного размера за счет дополнительных элементов 6, полученных усечением основных секций. На фиг.2 приведен экран в собранном виде до нанесения светоотражающего материала. Затем рабочую поверхность экрана грунтуют и покрывают светоотражающим материалом. Изготовление экрана в соответствии с настоящей полезной моделью обеспечивает точность кривизны сферической поверхности экрана, достаточную для визуального представления закабинной обстановки в тренажере.

Выбор материала определяется размером экрана и требованиям по устойчивости к деформациям. Для неподвижного экрана с радиусом 3-4 метра можно использовать стекловолокно толщиной от 5 мм. Для экрана, предназначенного для установки на систему подвижности, возможна конструкция, состоящая из двух слоев стекловолокна с полиуретановой прослойкой.

Изготовление экрана с любым необходимым размером осуществляется с помощью двух унифицированных секций, что упрощает процесс изготовления экрана. За счет ребер жесткости, расположенных в различных направлениях, достигается требуемая жесткость конструкции, пригодной для установки на систему подвижности.

Сферический проекционный экран, составленный из сферических секций и покрытый светоотражающим материалом, отличающийся тем, что секции выполнены в виде правильных сферических пятиугольников и шестиугольников и их усеченных элементов, представляющих собой раскрой сферической поверхности в пределах заданного размера экрана с длиной хорды l между крайними точками грани секции, определяемой из соотношения

l=2rcos,

где r - радиус сферы;

=30°;

=54°,

при этом грани секций снабжены соединительными ребрами жесткости.