Устройство автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа оп-4

олезная модель относится к оптико-электронным прицельным устройствам, а конкретно - к автоматическим устройствам измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел на отклонение от табличных условий стрельбы. Измеренные направление и скорость ветра в большинстве случаев не совпадают с реальными значениями в точке стояния орудия. В настоящее время данные о направлении и скорости ветра определяются отдельной от конкретного прицела группой приборов, расположенных иногда на значительном расстоянии от точки стояния орудия. Обработка данных и введение поправок в прицел осуществляется, как правило, вручную. Все это вызывает возникновение ошибок приведения к поправкам на место установки орудия, повышает время определения и ввода поправок, что в конечном итоге снижает эффективность стрельбы. Цель полезной модели - автоматизировать процесс измерения и ввода поправки на боковой и продольный ветер в оптико-электронные прицельные устройства в точке стояния орудия, который до настоящего времени производится вручную, на основании данных, полученных на значительном удалении от места стояния орудия и требует большего времени, что вызывает ошибки при стрельбе каждого отдельного орудия. Сущность изобретения. Устройство автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа ОП-4 состоит из крестообразно расположенных тензорных датчиков (микрофонов), предназначенных для измерения направления и скорости ветра, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) сигнала, контроллера, который учитывает направление и скорость ветра и выдает сигнал управления, а также дискретных линейно-пошаговых двигателей, перемещающих сетку прицела ОП-4 на величину, соответствующей поправки. Особенностью данного устройства является то, что, процесс измерения скорости и направления ветра, обработки данных и введения поправок в прибор осуществляется в автоматическом режиме. Реализация изобретения позволяет автоматизировать процесс измерения и ввода поправки на направление и скорость ветра в оптико-электронные прицельные устройства в точке стояния орудия.

Полезная модель относится к оптико-электронным прицельным устройствам, а конкретно - к автоматическим устройствам измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел на отклонение от табличных условий стрельбы.

Противотанковая пушка типа МТ-12 с оптическим прицелом ОП-4 является эффективным средством борьбы с бронированными объектами (БрО), которые составляют на поле боя до 80% от всех целей.

Эффективность стрельбы и живучесть расчета МТ-12 прямо зависят от точности стрельбы. На поражение движущейся бронированной цели в бою расчету отводится не более двух выстрелов. Поэтому стрельба должна вестись не в силуэт цели, а в уязвимое место.

Для повышения точности стрельбы необходимо учитывать отклонения от табличных условий стрельбы:

- метеорологические;

- баллистические.

- геофизические.

Из всей совокупности ошибок вес ошибок стрельбы ошибки метеоподготовки составляют по дальности 33% и по направлению 16% от суммарной ошибки и при увеличении дальности стрельбы значения этих ошибок возрастают [8, 9]. К метеорологическим условиям относятся условия, обусловленные состоянием атмосферы в плоскости стрельбы (ветер, давление и температура воздуха).

Особое место при этом занимает влияние направления и скорости ветра на ошибки стрельбы (Приложение 1). Таблицы стрельбы составлены при условии, что атмосфера неподвижна. Но чаще всего она перемещается.

Если направление ветра совпадает с направлением плоскости стрельбы (ветер встречный или попутный), то ветер влияет только на дальность полета снаряда: встречный ветер увеличивает сопротивление воздуха полету снаряда и уменьшает дальность стрельбы, попутный уменьшает сопротивление воздуха и увеличивает дальность стрельбы.

Если направление ветра перпендикулярно плоскости стрельбы (ветер боковой справа или слева), он оказывает влияние на направление полета снаряда: ветер справа перемещает снаряд вместе с частицами воздуха влево, а ветер слева перемещает снаряд вправо.

В настоящее время измерение направления и скорости ветра в артиллерийских подразделениях осуществляется с помощью приборов метеорологических комплексов ДМК и с помощью приборов комплекса РПМК-1 «Улыбка» (1Б-44).

Измерение скорости и направления ветра производится с помощью:

- ручного анемометра;

- анемометра ручного индукционного АРИ-49;

- анеморумбометра М-47;

- полевого ветромера;

- ветрового ружья.

Основные характеристики приборов для измерения направления и скорости ветра приведены в Приложении 2.

В ходе анализа были рассмотрены различные конструкции современных датчиков измерения скорости и направления ветра [4...7].

Для измерения скорости и направления ветра в точке стояния орудия в настоящее время используется датчик измерения скорости ветра ДВ-Е. Основные характеристики прибора ДВЕ-2 приведены в Приложении 2. Датчик измерения скорости ветра применяется на стационарных и подвижных объектах для измерения поперечной скорости относительно движения воздуха (например, на танке Б-80).

Данные приборы обладают рядом недостатков.

Характеристики, получаемые с помощью приборов метеокомплексов, значений направления и скорости ветра не в полной мере соответствуют реальным значениям в точке стояния орудия, так как приборы, как правило, находятся на значительном удалении от огневых позиций. Измеренное значение направления и скорости ветра отличается от реальных значений в точке стояния орудия, что снижает эффективность введения поправки. Данные для стрельбы получают пересчетом характеристик "ветра," полученных с помощью приборов на точку стояния орудия. Измерения параметров «ветра», расчет поправок и введение поправок в прицел не автоматизирован.

Датчик измерения скорости ветра ДВЕ-2 позволяет измерять только боковую составляющую ветра.

С целью исключения данных недостатков предлагается устройство автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа ОП-4, состоящее из крестообразно расположенных тензорных датчиков (микрофонов), предназначенных для измерения направления и скорости ветра, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) сигнала, контроллера, который учитывает направление и скорость ветра и выдает сигнал управления, а также дискретных линейных-пошаговых двигателей, перемещающих сетку прицела на величину, соответствующей поправки.

Особенностью данного устройства является то, что тензорные датчики (микрофоны) расположены в раструбах, расположенных крестообразно. Это позволяет определить направление движения воздуха путем сравнения сигналов с противоположных датчиков, а также сразу определить продольную и боковую составляющую ветра (т.е. разложить ветер) и, исходя из величины пересчитанных поправок, с помощью использования двигателей переместить сетку прицела на требуемую величину. При этом процесс измерения скорости и направления ветра, обработки данных и введения поправок в прибор осуществляется в автоматическом режиме.

Блок-схема устройства измерения и автоматизированного введения поправки в прицел типа ОП-4 на направление и скорость ветра воздействие в точке стояния орудия приведен на фиг.1.

На схеме устройства измерения и автоматизированного введения поправки на направление ветра в точке стояния орудия обозначено (фиг.1): 1 - датчик скорости ветра (микрофон); 2 - устройство сравнения сигналов; 3 - аналого-цифровой преобразователь; 4 - контролер, 5 - дискретный линейный пошаговый двигатель и сетка прицела.

Устройство работает следующим образом: тензорные датчики (микрофоны) 1 расположены в раструбах, крестообразно, что позволяет определить направление и скорости движения воздуха путем сравнения сигналов с противоположных датчиков 1.1-1.4, а также сразу определить продольную и боковую составляющую ветра (т.е. разложить ветер). Сигналы, полученные с датчиков 1.1-1.4, поступают и обрабатываются с помощью устройства сравнения сигналов 2, аналого-цифрового преобразователя 3.1-3.2 и контролера 4.1-4.2, пересчитываются, исходя из величины поправок на направление и скорость ветра и подаются на дискретный линейный пошаговый двигатель 5 перемещающего сетку прицела на величину поправки в прицел типа ОП-4 на направление и скорость ветра.

Варианты работы схемы устройства измерения и автоматизированного введения поправки на направление ветра в точке стояния орудия при различных направлениях и скорости ветра приведены в Приложении. 5.

Реализация элементов устройства автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа ОП-4, исходя из современного развития элементной базы, рассмотрена в Приложении 6.

Внешний вид лабораторного макета устройства автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа ОП-4 приведен в Приложении 6.

Для пояснения некоторых вопросов при экспертизе заявки на полезную модель эксперту предлагаются приложения 1-6 с рисунками в 1 экземпляре.

Используемая литература:

1. Пархоменко А.В. Теория и расчет артиллерийских оптико-электронных приборов: Учебное пособие. - Пенза: ПАИИ. 1999. - 256 с.

2. Пархоменко А.В. и др. Теоретические основы построения и устройство звукометрических комплексов. Учебное пособие. - Пенза: АИИ. 2004. - 394 с.

3. Плющ А.А., Пархоменко А.В., Устинов Е.М. и др. Устройство измерения и автоматизированного введения поправки в прицел типа ОП-4 на температурное воздействие в точке стояния орудия. - ФИПС. Положительное решение о выдаче патента на полезную модель по заявке №2007106214/22 (006739) от 19.02.2007.

4. Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика: теория и практика / Пер. с англ. Учебно-справочное издание - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2006. - 320 с.

5. Джексон Р.Г. Новейшие датчики. Nuvel sensors and Sensing. Пер. с англ. Серия: Мир электроники. - М.: Техносфера. 2007. - 384 с.

6. Фрайден Д. Современные датчики. Справочник. Пер. с англ. Серия: Мир электроники. - М.: Техносфера. 2006. - 396 с.

7. Каталог. Датчики, преобразователи и системы. - Пенза.: ФГУП «НИИ физических измерений». 2007. - 191 с.

8. Круковский А.С. и др. Теоретические основы стрельбы наземной артиллерии: Учебник. - Министерство обороны СССР. 1976 - 346 с.

9. Петров Н.А. Метеорологические измерения: Учебник. - Ленинград: ЛВИКА им.Можайского. 1971. - 337 с.

10. П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники: 1, 2, 3 т. - М.: Мир. 1993. - 186 с.

11. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир. 1982. - 345 с.

12. Соклоф С. Аналоговые интегральные микросхемы. Пер. с англ. - Москва.: Мир, 1988. - 583 с..

13. Осадчий Ю.П. и др. Аналоговая и цифровая электротехника. - М.: Горячая Линия. Телеком. 2000. - 269 с.

Устройство автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа ОП-4, состоящее из крестообразно расположенных тензорных датчиков (микрофонов), аналого-цифрового преобразователя сигнала, контроллера, дискретных линейных-пошаговых двигателей, отличающееся тем, что, тензорные датчики (микрофоны) расположены в раструбах, крестообразно, что позволяет определить направление и скорости движения воздуха путем сравнения сигналов с противоположных датчиков, а также сразу определить продольную и боковую составляющую ветра (т.е. разложить ветер) и, исходя из величины пересчитанных поправок, с помощью использования двигателей переместить сетку прицела на требуемую величину, при этом процесс измерения скорости и направления ветра, обработки данных и введения поправок в прибор осуществляется в автоматическом режиме.