Лазерный дальномер
Лазерный дальномер может использоваться для измерения дальности при стрельбе из стрелкового и охотничьего оружия. Дальномер содержит объектив (1), призму (2), сетку (3), окуляр (4), лазерный излучатель (5), формирующую оптич. систему (6), опто-волоконный кабель (7), фотоприемное устройство (8), измеритель временных интервалов (ИВИ) (9), баллистич. вычислитель (БВ) (10), датчик температуры (11), датчик давления (12), цифровой индикатор (ЦИ) (13) и проекционную систему (14). Входы БВ (10) связаны с выходами соответственно ИВИ (9) и датчиков (11, 12), а выход - с ЦИ (13). В программу БВ (10) введены баллистич. данные различных типов оружия. БВ (10) по значениям измеренной дальности, температуры, давления и баллистич. характеристикам выбранного стрелком типа оружия вычисляет поправку дальности на отклонение температуры и давления от нормальных условий и корректирует измеренную дальность. Это значение дальности высвечивается на ЦИ (13) в поле зрения окуляра (4). Расширены функциональные возможности дальномера путем учета поправок на отклонение температуры и давления от нормальных условий. Обеспечивается уменьшение времени подготовки выстрела и повышение точности стрельбы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно, к портативным дальномерам, используемым для измерения дальности при стрельбе из стрелкового и охотничьего оружия.
Известны портативные (ручные) лазерные дальномеры для индивидуального пользования при подготовке исходных данных стрельбы из стрелкового оружия (Специальная техника, 2001 г., №6, стр.2-13), содержащие визирный, излучающий и приемный каналы и индикатор дальности.
При использовании таких дальномеров для точного попадания в цель при подготовке исходных данных для стрельбы из оружия измеренная величина дальности подлежит корректировке в соответствии с условиями стрельбы (температура, давление, угол места цели, скорость ветра). Для обеспечения точности стрельбы стрелок должен уточнить измеренную дальномером величину дальности по таблицам стрельб путем внесения поправок на температуру, давление, баллистические характеристики оружия и др. параметры, а затем ввести в прицел оружия уточненную величину дальности, что требует определенных затрат времени. Такие дальномеры неудобны для использования при стрельбе из оружия при отклонении условий стрельбы от нормальных.
В устройстве для прицеливания с лазерным дальномером (РФ, Патент №41883 от 17.06.2004 г. МПК G02B 23/00) дальномер содержит визирный канал (канал для прицеливания), излучающий канал и приемный канал с фотоприемным устройством. Такой дальномер также неудобен для использования при стрельбе из оружия, т.к. требуется ручной учет поправок на условия стрельбы.
Известен дальномер ЛПР-1, изготавливаемый ОАО «Казанский оптико-механический завод», (Лазерный прибор разведки ЛПР-1 Г 36.48.069 ТО, 1983 г.). Дальномер содержит визирный, излучающий и приемный каналы, а
также систему индикации дальности. В поле зрения окуляра также отображается величина измеренной дальности, которую стрелок должен откорректировать с учетом поправок на отклонение температуры и давления от нормальных условий и баллистические характеристики оружия.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому - прототипом - является охотничий дальномер RX-IV фирмы LEUPOLD (AMERICA'S OPTICS AUTHORITY, Проспект фирмы LEUPOLD, США, 2006 г.; LEUPOLD. RX-IV. Дальномер. Инструкция по эксплуатации. , 2008 г.).
Дальномер RX-IV содержит визирный канал, включающий оптически связанные объектив, оборачивающую систему, сетку и окуляр, излучающий канал, включающий лазерный излучатель и формирующую оптическую систему, приемный канал, включающий оптически связанные объектив визирного канала и фотоприемное устройство, выход которого связан с измерителем временных интервалов, цифровой индикатор, оптически связанный с окуляром, баллистический вычислитель с введенными в его программу баллистическими данными различных типов оружия, оснащенный устройством выбора данных требуемого типа оружия, и датчик температуры, при этом первый вход баллистического вычислителя связан с выходом измерителя временных интервалов, выход - с цифровым индикатором, а лазерный излучатель оптически связан с фотоприемным устройством.
Кроме того, дальномер содержит инклинометр (датчик угла наклона), выходом связанный с входом баллистического вычислителя.
Дальномер измеряет наклонную дальность, которая баллистическим вычислителем, в соответствии с измеренным инклинометром углом места цели, пересчитывается в горизонтальную дальность. Кроме того, баллистический вычислитель может рассчитывать угол прицеливания (для использования с прицелами, в которых вводится угол прицеливания в угловых величинах), или поправку по высоте (для прицелов, не имеющих ввода углов прицеливания). В дальномере обеспечивается автоматический учет
баллистических данных выбранного типа оружия. Поправки на температуру могут быть учтены стрелком вручную с помощью таблиц стрельб. Учет поправок на давление отсутствует.
Недостатком дальномера является следующее.
Для обеспечения точности стрельбы стрелок должен уточнить измеренную дальномером величину дальности по таблицам стрельб путем введения поправок на отклонение температуры и давления от нормальных условий, а затем ввести в прицел оружия уточненную величину дальности. Эти операции требуют определенных затрат времени. Использование такого дальномера при подготовке исходных данных для стрельбы из оружия ограничивает оперативность стрелка и не обеспечивает точности стрельбы.
Задачей полезной модели является повышение точности стрельбы из оружия и уменьшения времени подготовки выстрела (повышение оперативности стрелка) путем расширения функциональных возможностей дальномера, используемого для подготовки исходных данных при стрельбе из оружия, за счет автоматического учета поправок на температуру и давление при отклонении условий стрельбы от нормальных.
Поставленная задача решается тем, что в лазерном дальномере, содержащем визирный канал, включающий оптически связанные объектив, оборачивающую систему, сетку и окуляр, излучающий канал, включающий лазерный излучатель и формирующую оптическую систему, приемный канал, включающий оптически связанные объектив визирного канала и фотоприемное устройство, измеритель временных интервалов, вход которого связан с выходом фотоприемного устройства, цифровой индикатор, оптически связанный с окуляром, баллистический вычислитель с введенными в его программу баллистическими данными различных типов оружия, оснащенный устройством выбора типа оружия, и датчик температуры, причем, первый вход баллистического вычислителя связан с выходом измерителя временных интервалов, выход - с цифровым индикатором, а лазерный излучатель оптически связан с фотоприемным устройством, выполнено следующее: в
него дополнительно введен датчик давления, при этом второй и третий входы баллистического вычислителя связаны соответственно с выходами датчика температуры и датчика давления.
Баллистический вычислитель представляет собой вычислительное устройство, которое по заданному алгоритму решает математическую задачу вычисления угла прицеливания оружия и индицирует его в виде откорректированного значения дальности, которое необходимо установить на прицеле оружия для точного попадания в цель. Откорректированное значение дальности отличается от измеренного дальномером на величину, зависящую от типа применяемого оружия и условий стрельбы (дальность до цели, температура, давление).
Оборачивающая система может быть выполнена в виде призмы Порро второго рода, или призмы Порро первого рода из двух склеенных призм, или в виде системы Порро из несклеенных трех призм, или в виде призмы Пехана.
Лазерный излучатель может быть оптически связан с фотоприемным устройством с помощью опто-волоконного кабеля непосредственно, или через призму Порро второго рода и опто-волоконный кабель, вход которого оптически связан с лазерным излучателем, а выход - с входной гранью призмы Порро.
В частном случае, при использовании призмы Порро второго рода, объектив оптически связан с фотоприемным устройством посредством дополнительной призмы, приклеенной гипотенузной гранью на последнюю отражающую поверхность призмы Порро второго рода со светоделительным (спектроделительным) оптическим покрытием на ее гипотенузной грани.
На чертеже представлена функциональная схема лазерного дальномера.
Дальномер содержит объектив 1, призму 2, сетку 3, окуляр 4, телескопическую систему 5, лазерный излучатель 6, опто-волоконный кабель 7, фотоприемное устройство 8, измеритель временных интервалов 9,
баллистический вычислитель 10, датчик температуры 11, датчик давления 12, цифровой индикатор 13 и проекционную систему 14.
В программу баллистического вычислителя 10 введены баллистические данные различных типов оружия. Баллистический вычислитель 10 оснащен кнопкой для задания стрелком баллистических данных требуемого типа оружия. Первый вход баллистического вычислителя 10 связан с выходом измерителя временных интервалов 9, второй вход - с выходом датчика температуры 11, третий вход - с выходом датчика давления 12, а выход - с цифровым индикатором 13.
Призма 2 представляет собой призму Порро второго рода с приклеенной на последнюю отражающую поверхность призмой АР-90. Призма АР-90 имеет светоделительное оптическое покрытие на гипотенузной грани.
Объектив 1, призма 2 (призма Порро второго рода), сетка 3 и окуляр 4 оптически связаны и образуют визирный канал. Лазерный излучатель 6 и телескопическая система 5 оптически связаны и образуют излучающий канал.
Объектив 1, призма 2 и фотоприемное устройство 8 оптически связаны и составляют приемный канал. Выход фотоприемного устройства 8 связан с входом измерителя временных интервалов 9.
Лазерный излучатель 6 оптически связан с входом фотоприемного устройства 8 посредством опто-волоконного кабеля и призмы 2: вход оптоволоконного кабеля 7 оптически связан с зеркалом резонатора лазерного излучателя 6, а выход - с входной гранью призмы 2, которая оптически связана с фотоприемной площадкой фотоприемного устройства 8.
Цифровой индикатор 13 выполнен на основе матрицы излучающих диодов и оптически связан посредством зеркально-линзовой проекционной системы 14 с окуляром 4. В качестве излучателя используется импульсный твердотельный лазер с рабочей длиной волны 1,06 мкм. В качестве формирующей системы используется телескопическая система с увеличением 6 х. Сетка выполнена в виде стеклянной пластины с нанесенной на одной из поверхностей визирной маркой.
Дальномер работает следующим образом.
Стрелок перед измерением дальности выбирает на баллистическом вычислителе тип применяемого оружия и совмещает визирную марку с целью. При измерении дальности световой импульс от излучателя 6 через телескопическую систему 5 направляется на цель. Одновременно часть энергии импульса излучения по опто-волоконному кабелю 7 через призму 2 поступает на фотоприемное устройство 8. Отраженный от цели импульс лазерного излучения попадает на объектив 1 визирного канала, проходит через призму 2 и поступает на фотоприемное устройство 8. Измеритель временных интервалов 9 определяет дальность до цели путем измерения временного интервала между излученным и отраженным импульсами. Величина измеренной дальности поступает на баллистический вычислитель 10, на который одновременно поступают значения температуры с датчика температуры 11 и давления с датчика давления 12. Баллистический вычислитель 10 по значениям измеренной дальности, температуры, давления и имеющимся в его программе баллистическим характеристикам выбранного типа оружия вычисляет поправку дальности на отклонение температуры и давления от нормальных условий, корректирует измеренную дальность и выдает откорректированное значение дальности на цифровой индикатор 13. Это значение дальности высвечивается на цифровом индикаторе 13 и проекционной системой 14 проецируется в поле зрения окуляра 4. Стрелок вводит в прицел автоматически откорректированную на отклонение температуры и давления от нормальных условий величину дальности, что обеспечивает точное попадание в цель при существующих условиях стрельбы.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемая полезная модель позволяет расширить функциональные возможности дальномера путем учета поправок на отклонение температуры и давления от нормальных условий. При использовании такого дальномера для подготовки исходных данных при стрельбе из оружия обеспечивается уменьшение времени подготовки выстрела и повышение точности стрельбы.
1. Лазерный дальномер,содержащий визирный канал, содержащий оптически связанные объектив, оборачивающую систему, сетку и окуляр, излучающий канал, содержащий лазерный излучатель и формирующую оптическую систему, приемный канал, содержащий оптически связанные объектив визирного канала и фотоприемное устройство, измеритель временных интервалов, вход которого связан с выходом фотоприемного устройства, а также цифровой индикатор, оптически связанный с окуляром, баллистический вычислитель с введенными в его программу баллистическими данными различных типов оружия, оснащенный устройством выбора типа оружия, и датчик температуры, при этом первый вход баллистического вычислителя связан с выходом измерителя временных интервалов, а выход - с цифровым индикатором, а лазерный излучатель оптически связан с фотоприемным устройством, отличающийся тем, что он дополнительно содержит датчик давления, при этом второй и третий входы баллистического вычислителя связаны соответственно с выходами датчика температуры и датчика давления.
2. Дальномер по п.1, отличающийся тем, что оборачивающая система выполнена в виде призмы Порро второго рода.
3. Дальномер по п.2, отличающийся тем, что лазерный излучатель оптически связан с фотоприемным устройством посредством призмы Порро второго рода и оптоволоконного кабеля, вход которого оптически связан с лазерным излучателем, а выход - с входной гранью призмы Порро второго рода.
4. Дальномер по п.2, отличающийся тем, что объектив оптически связан с фотоприемным устройством посредством призмы со светоделительным оптическим покрытием на ее гипотенузной грани, приклеенной этой гранью на последнюю отражающую поверхность призмы Порро второго рода.
