История разработки и совершенствования артиллерийских квантовых дальномеров

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «История разработки и совершенствования артиллерийских квантовых дальномеров»

Исполнитель:

курсант 034 учебного взвода

рядовой Мурачковский С.М

Научный руководитель:

доцент кафедры №102

доцент Капустин П.И.

Минск 2015

Введение

Представление о вынужденном излучении было введено А. Эйнштейном в 1917 году на основе термодинамических соображений и было использовано для получения формулы Планка. В 1940 году В. А. Фабрикант предложил использовать вынужденное испускание для усиления света, однако в то время эта идея не была оценена. Важным непосредственным предшественником квантовой электроники стала радиоспектроскопия, давшая многие экспериментальные методы для работы с молекулярными и атомными пучками (И. Раби, 1937) и поставившая задачу создания квантовых стандартов частоты и времени. Следует отметить также ставшее важным этапом открытие в 1944 году Е. К. Завойским электронного парамагнитного резонанса.

Для продвижения квантовых генераторов в область оптических частот важной оказалась идея А. М. Прохорова об использовании открытых резонаторов (системы параллельных зеркал, как в резонаторе Фабри-Перо), крайне удобных для осуществления накачки. Первый лазер на кристалле рубина, дававший излучение на длине волны 0,6934 мкм, был создан Т. Майманом в 1960 году. Оптическая накачка в нем реализуется при помощи импульсных газоразрядных ламп. Рубиновый лазер был первым твердотельным, также выделяются лазеры на неодимовом стекле и на кристаллах граната с неодимом(длина волны 1,06 мкм).Твердотельные лазеры позволили получить генерацию мощных коротких(10-9 с) и сверхкоротких (10-12 с) импульсов света в схемах модуляции добротности и синхронизации мод резонатора. Вскоре А. Джаван создал первый газовый лазер на смеси атомов гелия и неона (длина волны 0,6328 мкм). Накачка в нем осуществляется электронным ударом в газовом разряде и резонансной передачей энергии от вспомогательного газа (в данном случае -- гелия) основному (неону). Среди других типов газовых лазеров выделяются мощные лазеры на углекислом газе (длина волны 10,6 мкм, вспомогательные газы -- азот и гелий), аргоновые лазеры (0,4880 и 0,5145 мкм), кадмиевый лазер (0,4416 и 0,3250 мкм), лазер на парах меди, эксимерные лазеры (накачка за счет распада молекул в основном состоянии), химические лазеры (накачка за счет химических реакций, например, цепной реакции соединения фтора с водородом). В 1958 году Н. Г. Басов, Б. М. Вул и Ю. М. Попов заложили основы теории полупроводниковых лазеров, а уже в 1962 году был создан первый инжекционный лазер. Интерес к ним обусловлен простотой в изготовлении, высоким КПД и возможностью плавной перестройки частоты в широком диапазоне (длина волны излучения определяется шириной запрещенной зоны). Существенным результатом является также создание в 1968 году лазеров на полупроводниковых гетероструктурах. В конце 1960-х были разработаны и созданы лазеры на молекулах органических красителей, обладающие чрезвычайно широкой полосой усиления, что позволяет плавно перестраивать частоту генерации при использовании дисперсионных элементов (призмы, дифракционная решетка). Набор из нескольких красителей позволяет охватить весь оптический диапазон.

1. История появления первых квантовых дальномеров и их совершенствования

1.1 Появление первых квантовых генераторов

Первым оптическим квантовым генератором был генератор на твердом теле, а именно - на кристалле рубина. Возбуждение в таких ОКГ создается мощными лампами накачки. Активный элемент помещается в оптический резонатор из двух плоско-параллельных зеркал и в осветитель с лампами накачки. Излучение ламп накачки в широком спектре поглощается активными ионами и преобразуется в мощное когерентное монохроматическое излучение. В кристалле рубина активными ионами являются ионы хрома, содержащиеся в качестве небольшой примеси (около 0,05%). При определенных условиях (в режиме модуляции добротности) активные ионы могут накапливать энергию накачки примерно за 10-3 сек и испускать ее в виде очень короткого и мощного лазерного импульса. Основным достоинством твердотельных квантовых генераторов является возможность получения с их помощью больших значений энергии и мощности в импульсе, которые необходимы для воздействия излучения на вещество и создания систем оптической локации и связи. Однако кпд преобразования электрической энергии в энергию когерентного излучения для генераторов этого типа остается сравнительно низким. Поэтому наряду с повышением энергии и мощности в импульсе и увеличением частоты повторения импульсов большое внимание в процессе исследований и разработок уделяется увеличению кпд генераторов, повышению надежности и срока их службы. Эти задачи решаются путем повышения качества активных элементов (в первую очередь, рубина и стекла с неодимом), улучшения конструкции осветителей и систем охлаждения путем улучшения спектральных и энергетических характеристик источников накачки. Были начаты работы по практическому применению ОКГ для обработки различных материалов. Одной из таких работ было создание в конце 1963 г. макета лазерной технологической установки и проведение с ее помощью технологических поисков, а через год была выпущена первая партия технологических установок и передана в различные учреждения и на предприятия для изучения возможных областей использования лазерной обработки материалов.

1.2 Появление первых квантовых дальномеров

Создание лазерных импульсных дальномеров явилось одним из первых применений лазеров в военной технике. Измерение дальности до цели является типовой задачей артиллерийской стрельбы, которая уже давно решалась оптическими средствами, но с недостаточной точностью, требовала громоздких приборов и высокой квалификации и тренированности персонала. Радиолокация позволила измерять дальность до целей путём измерения времени задержки отражённого от цели радиоимпульса. Принцип действия квантовых дальномеров основан на измерении времени прохождения светового сигнала до цели и обратно и заключается в следующем: мощный импульс излучения малой длительности, генерируемый оптическим квантовым генератором (ОКГ) дальномера, формируется оптической системой и направляется к цели, дальность до которой необходимо измерить. Отраженный от цели импульс излучения, пройдя оптическую систему, попадает на фотоприемник дальномера. Момент излучения зондирующего и моменты поступления отраженных сигналов регистрируются блоком запуска (БЗ) и фотоприемным устройством (ФПУ), которые вырабатывают электрические сигналы для запуска и остановки измерителя временных интервалов (ИВИ). ИВИ измеряет временной интервал между передними фронтами излученного и отраженного импульсов. Дальность до цели пропорциональна этому интервалу и определяется по формуле , где - дальность до цели, м; - скорость света в атмосфере, м/с; - измеренный временной интервал, с.

Результат измерения в метрах высвечивается на цифровом индикаторе в поле зрения левого окуляра дальномера. Для создания оптического аналога радиолокатора не хватало только мощного импульсного источника света с хорошей направленностью луча. Твердотельный лазер с модулированной добротностью явился прекрасным решением этой проблемы. Первые советские лазерные дальномеры были разработаны в середине 60-х годов предприятиями оборонной промышленности, имевшими огромный опыт в создании оптических приборов. НИИ «Полюс» в это время ещё только формировался. Первой работой института в этом направлении была разработка рубинового элемента 5,5 х 75 для лазерного дальномера, создаваемого ЦНИИАГ. Разработка была успешно завершена в 1970 г созданием такого элемента с приёмкой заказчика. Отдел института, возглавляемый В.М. Кривцуном, в эти же годы разрабатывал рубиновые лазеры для космических траекторных измерений и оптической локации Луны. Был накоплен большой задел по созданию твердотельных лазеров полевого применения и их стыковке с аппаратурой заказчика. С использованием нашего лазера НИИ Космического приборостроения (Директор - Л.И. Гусев, Главный конструктор комплекса - В.Д. Шаргородский) провёл в 1972 - 73 гг успешную оптическую локацию Луноходов, доставленных советскими космическими кораблями на поверхность Луны. При этом определялось и местонахождение Луноходов на Луне методом сканирования лазерного луча. В 70-х годах эти работы были продолжены разработкой локационного лазера на гранате с неодимом («Кандела», Главный конструктор Зверев Г.М., ведущие исполнители М.Б. Житкова, В.В. Шульженко, В.П. Мызников). Ранее намеченный для использования в авиации, этот лазер был успешно применен для оснащения и многолетней эксплуатации широкой сети лазерных станций траекторных измерений спутников на Майданаке на Памире, на Дальнем Востоке, в Крыму и в Казахстане. В настоящее время на этих станциях работает уже 3-е поколение лазеров, разработанных в НИИ «Полюс» (И.В.Васильев, С.В.Зиновьев и др.). Опыт разработки лазеров военного применения дал возможность приступить к разработке непосредственно лазерных дальномеров в «Полюсе». Инициатива по разработке дальномеров в институте, проявленная Г.М. Зверевым, в 1970 г. возглавившим комплексное отделение института по разработке активных и нелинейных элементов, твердотельных лазеров и приборов на них, была активно поддержана директором М.Ф.Стельмахом и руководством отрасли.

В начале 70-х годов институт единственный в стране владел технологией выращивания монокристаллов и электрооптических затворов, что дало возможность создавать приборы существенно меньшей массы и габаритов. Так, типовая энергия накачки рубинового лазера для дальномера составляла 200 Дж, а для гранатового лазера только 10 Дж. В несколько раз сокращалась и длительность импульса лазера, что повышало точность измерений. Первая разработка прибора началась в конце 60-х годов под руководством В.М. Кривцуна. В качестве компоновочной идеи им была выбрано схема с одним объективом, с использованием электрооптического элемента в качестве коммутатора входного и выходного каналов. Эта схема была подобна схеме радиолокатора с антенным переключателем. Был выбран лазер на кристалле АИГ:Nd, позволявший получать достаточную выходную энергию ИК излучения (20 мДж). Завершить разработку прибора В.М.Кривцуну не удалось, он тяжело заболел и в 1971 г. скончался. Завершать разработку пришлось А.Г. Ершову, ранее разрабатывавшему перестраиваемые лазеры для научных исследований. Оптическую схему пришлось сменить на классическую с раздельными объективами передатчика и приёмника, так как в совмещённой схеме не удалось справиться с засветкой фотоприёмника мощным импульсом передатчика. Успешные натурные испытания первого НИР-овского образца прибора «Контраст- 2» прошли в июне 1971 г. Заказчиком ОКР первого в стране лазерного дальномера выступило Военно-топографическое управление. Разработка была завершена в очень короткий срок. Уже в 1974 году квантовый топографический дальномер КТД-1(рис. 1.2.1) был принят на снабжение и передан в серийное производство на завод «Тантал» в Саратове.

Рис. 1.2.1 - квантовый топографический дальномер КТД-1

При этой разработке полностью проявился талант Главного конструктора А.Г. Ершова, сумевшего правильно выбрать основные технические решения прибора, организовать разработку смежными подразделениями его блоков и узлов, новых функциональных элементов. Прибор обладал дальностью действия до 20 км с погрешностью менее 1,7 м. Дальномер КТД-1 выпускался серийно много лет в Саратове, а так же на заводе ВТУ в Москве. За период 1974 - 1980гг. в войска поступило более 1000 таких приборов. Они успешно использовались при решении многих задач военной и гражданской топографии. Для лазерных дальномеров в институте бы разработан целый рях новых элементов. В материаловедческих подразделениях под руководством В.М. Гармаша и В.П. Клюева были созданы высококачественные активные элементы из алюмо-иттриевого граната и алюмината иттрия с неодимом. Н.Б. Ангертом, В.А. Пашковым и А.М. Онищенко были созданы не имеющие аналогов в мире электрооптические затворы из ниобата лития. В подразделении П.А. Цетлин были созданы пассивные затворы на красителях. На этой элементной базе Е.М. Швом и Н.С. Устименко разработали малогабаритные лазерные излучатели ИЛТИ-201 и ИЗ-60 для малогабаритных дальномеров. В это же время были разработаны перспективные фотоприемные устройства на базе германиевого лавинного фотодиода в отделе А.В. Иевского В.А. Афанасьевым и М.М. Земляновым. Первый малогабаритный (в виде бинокля) лазерный дальномер ЛДИ-3(рис. 1.2.2) был испытан на полигоне в 1977 г., а в 1980г. были успешно проведены Государственные испытания.

Рис. 1.2.2 - лазерный дальномер ЛДИ-3

Прибор был освоен серийно на Ульяновском радиоламповом заводе. В 1982 году проводились Государственные сравнительные испытания прибора ЛДИ-3 и прибора 1Д13, разработанного Казанским оптико-механическим заводам по заказу МО. По ряду причин комиссия пыталась отдать предпочтение прибору КОМЗ, однако безупречная работа дальномера НИИ «Полюс» во время испытаний привела к тому, что были рекомендованы к принятию на снабжение и серийному производству оба прибора: 1Д13 для сухопутных войск и ЛДИ-3 для ВМФ. Всего за 10 лет было выпущено в производстве несколько тысяч приборов ЛДИ-3 и его дальнейшей модификации ЛДИ-3-1. В конце 80-х годов А.Г.Ершовым была разработана последняя версия дальномера-бинокля ЛДИ-3-1М с массой менее 1,3 кг. Она оказалась последней работой талантливого Главного конструктора, рано ушедшего из жизни в 1989г.

Линия разработок для ВТУ, начатая КТД-1, была продолжена новыми приборами. В результате творческого сотрудничества НИИ «Полюс» и 29 НИИ ВТС были созданы дальномер - гиротеодолит ДГТ-1 («Капитан»), измеряющий расстояния до предметов на местности с погрешностью менее 1м и угловые координаты - точнее 20 угл.сек. В 1986 г. разработан и принят на снабжение лазерный дальномер КТД-2-2 - насадка на теодолит (рис. 1.2.3).

Рис. 1.2.3 - лазерный дальномер КТД-2-2

В 1970-х годах на вооружение поступили принципиально новые квантовые дальномеры (ДАК-1, ДАК-2, 1Д5 и др.). Они позволяли в короткое время с высокой точностью определять координаты объектов (целей) и разрывов снарядов. Чтобы убедиться в превосходстве их характеристик, достаточно сравнить срединные ошибки измерения дальности: ДС-1 -- 1,5 проц. (при дальности наблюдения до 3 км), ДАК -- 10 м (независимо от дальности).Применение дальномеров позволило значительно сократить время обнаружения целей, повысить вероятность их вскрытия днём и ночью и тем самым повысить эффективность огня артиллерии. Артиллерийские квантовые дальномеры являются одним из основных средств ведения разведки в артиллерийских подразделениях. Кроме основного назначения - измерения дальности, квантовые дальномеры позволяют решать задачи ведения визуальной разведки местности и противника, корректирования стрельбы, измерения горизонтальных и вертикальных углов, топогеодезической привязки элементов боевых порядков артиллерийских подразделений. Кроме того, лазерный дальномер-целеуказатель 1Д15 позволяет осуществлять подсветку целей лазерным излучением с полуактивным наведением при выполнении огневых задач высокоточными боеприпасами с головками самонаведения.В настоящее время на вооружении находятся следующие виды квантовых дальномеров: дальномер командирских и разведывательных машин ДКМР-1 (индекс 1Д8), дальномер артиллерийский квантовый ДАК-2 (1Д11) и его модификации ДАК-2М-1 (1Д11М-1) и ДАК-2М-2 (1Д11М-2), лазерный прибор разведки ЛПР-1 (1Д13), дальномер-целеуказатель 1Д15.

2. История разработки и совершенствования артиллерийских квантовых дальномеров

В 2000 г. разработан и принят на снабжение квантовый топографический дальномер-тахеометр КТД-3 (Рис. 2.1), не имеющий аналогов в мире. В нём лазерный дальномер и электронный теодолит были объединены с микроЭВМ. КТД-3 позволял измерять расстояния до 10 км с точностью 10 см и угловые координаты с точностью 2-3 угловые секунды.

Рис. 2.1 снабжение квантовый топографический дальномер-тахеометр КТД-3

В последующие годы усилия разработчиков лазерных дальномеров были направлены на создание приборов с «безопасной» длиной волны излучения в диапазоне 1,5 мкм. В этом диапазоне длин волн безопасные для зрения операторов и находящихся на местности людей уровни излучения на 4 порядка выше, чем для «опасной» длины волны 1,06 мкм. Новые приборы можно было использовать не только в сфере военных технологий, но и в широком секторе гражданских применений. В нашем институте в качестве активной среды было выбрано эрбиевое стекло разработки ИРЭ, обладающее хорошей эффективностью и дающее стабильные параметры, и затвор НПВО разработки НИИ «Зенит», производимый ООО «Булат». Отработку прибора удалось провести за счёт средств инозаказчика. Коллектив разработчиков под руководством В.А.Пашкова - В.Н.Быков, В.А.Данильченко, С.А.Подставкин, С.В.Прованова, А.С.Сапожников и др.- сумел в короткие сроки решить поставленную задачу. В 1995 г. разработка была завершена. Прибор, получивший название ЛДИ-11(рис. 2.2) , имел дальность действия такую же, как и приборы на длине волны 1,064 мкм (20 км) при несколько большей массе (1,9 кг). Производство дальномера ЛДИ-11 было освоено на Красногорском заводе, который и в настоящее время ведет небольшими партиями поставки дальномеров в НПО «Энергия». Дальномеры используются на космических транспортных кораблях при их стыковке с МКС. Модификация этого прибора под названием EG-LRF поставляется также в ряд зарубежных стран.

Рис. 2.2 Дальномер с безопасным излучением ЛДИ-11

Недостатком приборов на эрбиевом стекле является низкая частота повторения импульсов и ограничение в работе при температурах ниже минус 200° С. Свободен от этих недостатков излучатель, разработанный Н.С. Устименко и А.А. Гулиным с преобразованием излучения в кристалле КГВ с неодимом за счет вынужденного комбинационного (рамановского) рассеяния. Этот излучатель позволяет осуществить генерацию на длине волны 1,538 мкм в широком интервале рабочих температур и с более высокой частотой повторения импульсов (до нескольких Гц).

В последнее десятилетие существенно расширился круг задач, решаемых оптическими приборами сухопутной разведки. Такие приборы должны не только измерять расстояния до объектов (целей), но также определять их угловые координаты, фиксировать изображение объектов и передавать полученную информацию потребителю, находящемуся на удалении, осуществлять работу как днем, так и в ночных условиях. С этой целью лазерный дальномер оснащается цифровым магнитным компасом для определения угловых координат целей, приемником спутниковой навигации - для определения собственных координат, фото-телекамерой, ночным каналом на основе ЭОП или тепловизионным каналом, блоком передачи информации на расстояние. Существенно, что масса и габариты такого многофункционального прибора должны были оставаться на уровне прежних поколений малогабаритных дальномеров-биноклей. Задачи создания таких комплексных приборов были успешно решены коллективом сотрудников во главе с главными конструкторами А.С. Сапожниковым и В.Н. Кирьяновым.

В дальнейшем, в соответствии с требованиями Заказчиков были созданы и успешно прошли все виды испытаний следующие комплекты приборов:

Прибор дальномерно-угломерный ПДУ-2, содержащий цифровой магнитный компас.

Прибор дальномерно-угломерный ПДУ-3 с цифровым магнитным компасом, содержащий дополнительно фототелевизионный канал и приемник спутниковой навигации.

Прибор навигационный - дальномерный ПНД-1, содержащий дополнительно ночной визирный канал на основе ЭОП.

Экспериментальный прибор ПНД с тепловизионным каналом на основе микроболометрической матрицы для работы в условиях полной темноты и при плохих погодных условиях. Приборы ПДУ-2 и ПНД-1 приняты Заказчиком на снабжение и их серийный выпуск освоен на производстве НИИ «Полюс». Помимо разработок малогабаритных носимых дальномеров и дальномерных комплексов в последнее десятилетие продолжались разработки более крупных дальномерных модулей, работающих с частотой повторения импульсов от нескольких импульсов в секунду до 10 Гц и более. Такие модули предназначены для встраивания в оптоэлектронную аппаратуру, где они объединяются с телевизионными (ТВ) и тепловизионными (ТПВ) модулями в бортовые оптико-электронные навигационные и прицельные комплексы и применяются на кораблях, вертолетах, объектах бронетанковой техники и других объектах. Эти комплексы обеспечивают наблюдение за обстановкой в дневных и ночных условиях, позволяют своевременно обнаруживать опасные препятствия на пути движения в любое время суток, определять координаты целей и траектории их движения, в том числе траектории быстро движущихся объектов (самолетов, вертолетов, быстроходных катеров и др.), что позволяет в автоматическом режиме вырабатывать исходные данные для стрельбы.

В 80-х годах были созданы первые дальномерные модули для кораблей ВМФ: «Козерог» (Главный конструктор Ю.В.Абазадзе) и ЛДМ-1, при этом последний прибор, разработанный под руководством В.А.Пашкова в 1985 году, выпускается до сих пор для оснащения корабельных антенных постов РЛС.

В настоящее время ведется разработка дальномерного модуля ЛДМ-4(Рис. 2.3) для унифицированных корабельных комплексов 5П10.

Рис. 2.3 Дальномерный модуль ЛДМ-4

В этом приборе главным конструктором В.О. Трубиным применен частотный лазер на гранате с неодимом с преобразованием излучения в безопасный для зрения диапазон с длиной волны 1,57 мкм с использованием параметрического генератора света (ПГС). Разработка лазера проводилась под руководством В.Л.Павловича.

В силу определенных исторических нюансов, связанных с необходимостью оснащения новых командирских машин комплексов управления типа "Капустник" встроенными ЛЦД, которые должны быть оснащены более мощной оптикой с переменной кратностью увеличения, встроенным электроприводом и пр., а также с учетом установки генерального заказчика иметь один на все случаи жизни унифицированный прибор, ЛЦД 1Д20 не был принят на снабжение, хотя и прошел в 1989 г. апробацию в боевых условиях. В дальнейшем в рамках ОКР "Ривьера" был создан еще один прибор - ЛЦД 1Д22(Рис. 2.4) , принятый на снабжение МО РФ в 1992 г. и серийно освоенный на ОАО "Красногорский завод" в 1995 г. Следует отметить, что попытки осуществить такого рода разработки не прекращались предприятиями бывшего МОП СССР, но, кроме выданных гензаказчиком индексов (например, 1Д25), эти попытки ничем не завершались. Более того, НИИ "Полюс" приобретал постепенно реноме фирмы, которая успешно справляется с взятыми обязательствами и демонстрирует во многом нестандартные подходы при разработке такой техники. В 1988-89 г. именно НИИ "Полюс" сумел в сжатые сроки в течение одного года провести в рамках оперативной ОКР "Трель-АН" разработку ЛЦД 1Д20АН для совместной работы с авиацией, обеспечив повышение энергии выходного излучения в 2,5 раза, и совместно с Озерским приборостроительным заводом изготовить 20 опытных образцов. К сожалению, распад СССР не позволил довести указанную работу до конца, однако, ее результаты используются и в настоящее время в других новых разработках.

Несмотря на известные трудности переходного периода (90-е годы), ценный опыт, приобретенный разработчиками НИИ "Полюс" в предыдущие 15 лет, а также наличие собственной уникальной технологической базы позволили провести разработку ЛЦД 1Д22С для самоходного артиллерийского орудия 2С31, а также малогабаритного ЛЦД 1Д26 (масса комплекта 18 кг, принят на вооружение в 2004 г.), которые впервые комплексированы с приборами ночного видения. В создании и отработке нового поколения ЛЦД огромный вклад внесли Главный конструктор В.А. Прядеин, В.Н. Кутурин А.А. Плешков, В.А. Ступников, В.Г. Трухан, А.Б. Уиц, В.Р. Кушнир, Г.А. Бондалетов и др.

Рис. 2.4 Лазерный целеуказатель-дальномер 1Д22

Развитию направления в 90-е годы в немалой степени способствовала экспортная деятельность, которая велась по инициативе и под руководством Начальника КБ Приборостроения академика А.Г .Шипунова и включала как поставки имущества инозаказчикам (1Д20, 1Д22), так и передачу лицензии на производство (1Д20). Совместная с КБ Приборостроения экспортная деятельность продолжается по настоящее время. Проведенная по инициативе ГУП КБП и завершенная в 2005 гг. разработка комплекса управления огнем артиллерийских подразделений КМ-15 «Малахит» позволила ФГУП НИИ «Полюс» начать продвижение на международный рынок новой продукции - лазерного целеуказателя-дальномера ЛЦД-3М1 (главный конструктор В.А. Прядеин), комплексируемого с тепловизионным прицелом 1ПН79М разработки НПО ГИПО.

2.1 Назначение, состав и характеристики 1Д15

Изделие 1Д15(Рис. 2.1.1) - лазерный дальномер-целеуказатель предназначен для работы в составе комплексов корректируемого артиллерийского вооружения с полуактивным лазерным наведением, а также для корректировки артиллерийского огня при стрельбе обычными боеприпасами с выносных командно-наблюдательных пунктов или из машин управления огнем 1В14М, 1В15М комплекса 1B12M.

Рис. 2.1.1 Лазерный дальномер-целеуказатель 1Д15

Изделие 1Д15 обеспечивает выполнение следующих задач:

1) обзор местности и поиск цели с помощью десятикратного монокулярного дневного перископического визира;

2) измерение горизонтальных и вертикальных углов с точностью 0-01;

3) измерение расстояния до цели (разрыва) методом оптической локации с точностью 5м в диапазоне от 200м до 10 км;

4) подсвет целей (режим "П") излучением мощных световых импульсов с малой угловой расходимостью и частотой повторения в несколько десятков Герц (частота повторения импульсов зависит от номера сменной колодки, установленной в разъем «Режим» приемопередатчика изделия).

Питание изделия осуществляется от бортсети или штатной аккумуляторной батареи 21НКБН-6 (АКБ). Изделие обеспечивает от одной зарядки АКБ не менее 40 циклов подсвета длительностью 7с при установке колодки №3 в разъем «Режим» или 25 циклов подсвета длительностью 15с при установке колодки № 4 и дополнительно не менее 200 циклов дальнометрирования. Точность наведения лазерного излучения приемопередатчика на неподвижную цель - не грубее 15 при приемке и поставке и не грубее 30 в процессе эксплуатации. Изделие обеспечивает задержку цикла подсвета относительно момента запуска в пределах от 0,5 до 99,5с (с дискретностью установки 1с) в зависимости от положения ручек переключения ЗАДЕРЖКА. Точность отсчета задержки 0,1с. Период повторения импульсов лазерного излучения при установке колодки №4 - (50000 2,5) мкс, колодки №3 - ( 33333,3 1,7) мкс в разъем РЕЖИМ на приемопередатчике, период повторения импульсов лазерного излучения на литерных частотах соответствует требованиям к литерным частотам. Количество импульсов лазерного излучения в циклах подсвета при установке в разъем РЕЖИМ на приемопередатчике колодки №3 и при дистанционном запуске от изделия 1A35 или аналогичного - (2101) импульс лазерного излучения; колодки №3 при ручном запуске - (3002) импульса лазерного излучения; колодки №4 - (3002) импульса лазерного излучения при ручном и дистанционном запуске. Пропуски импульсов в цикле отсутствуют. Минимальная энергия импульса лазерного излучения в цикле не менее 0,04 Дж. Средняя энергия импульса лазерного излучения в цикле не менее 0,05 и не более 0,08 Дж при приемке и поставке и не менее 0,04 Да в процессе эксплуатации. Длительность импульса лазерного излучения в цикле подсвета по уровню 0,5 амплитуды ( 122)нс, по уровню 0,1 амплитуды (2510)нс. Максимальная ошибка достоверного измерения расстояния при отсутствии в створе луча посторонних предметов 10м. Средняя квадратическая погрешность достоверного измерения расстояния не более 5м. Вероятность достоверного измерения расстояния при отсутствии в створе луча посторонних предметов не менее 0,9. Приемопередатчик обеспечивает стробирование целей по расстояниям в диапазонах (500±50)м; (1000±50)м; (2000±50)м; (3000±50)м. В изделии при измерении расстояний предусмотрена возможность селекции ( по выбору оператора)одной из трех целей, попадающих в створ лазерного луча. Время готовности изделия от момента включения тумблера ПИТАНИЕ на приемопередатчике до запуска изделия в режиме дальнометрирования или подсвета не более 20с. Минимальный интервал времени между двумя последовательными циклами в режиме подсвета не более 20с. Данные об измеренном в режиме дальнометрирования расстоянии до цели сохраняются на цифроиндикаторе при нажатой кнопке ПУСК. Пределы угла поворота лазерного луча в вертикальной плоскости 18°, в горизонтальной плоскости от 0 до 360°. Включение изделия при подсвете цели производится в двух режимах: автоматическом от внешней системы синхронизации 1А35 или ручном (оператором изделия).

Изделие имеет контрольный индикатор, сигнализирующий о необходимости замены батареи. Изделие не выходит из строя при произвольных комбинациях установок органов управления. Боевая работа изделия обеспечивается одним оператором. Установка на машину и съем изделия, а также его переноска на наблюдательный пункт осуществляется расчетом из двух человек. Изделие обеспечивает боевую работу при его установке в командирских машинах комплекса 1B12M, а также при выносе из машин на наблюдательный пункт из положений "стоя в окопе" и "с колена". При размещении на командирских машинах комплекса 1B12M изделие обеспечивает боевую работу во время остановки при работающих двигателях машины (ходовом и системы электропитания). Время развертывания и свертывания изделия в выносном варианте, а также время установка на командирские машины и время съема с них не более 3 мин. Масса носимого комплекта изделия не более 60 кг.

В канале наблюдения изделия предусмотрены светофильтры, обеспечивающие защиту глаз оператора от собственного отраженного или рассеянного лазерного излучения с длиной волны =1,064 мкм. Наработка изделия на отказ не менее 1000 циклов подсвета длительностью 7с или 700 циклов подсвета длительностью 15с (при установленной колодке №4 в разъем РЕЖИМ) при времени боевой работы 50 циклов излучения. Средний ресурс изделия за время гарантийного срока не менее 2000 циклов лазерного излучения длительностью 7с или 1500 циклов лазерного излучения длительностью 15с (при установленной колодке №4 в разъем РЕЖИМ). Срок службы изделия не менее 10 лет. Срок службы и сохраняемости батареи 21HKБH-6 2 года.

2.2 Дальномер командирских и разведывательных машин ДКРМ-1(1Д8)

Дальномер командирских и разведывательных машин ДКРМ-1 индекс 1Д8 предназначен для измерения дальностей.

Рис. 2.2.1 Состав дальномера ДКРМ-1

В состав изделия входят: приемопередатчик(3), блок аппаратуры(1), преобразователь(4), одиночный комплект ЗИП(5), кабели(2).

В приемопередатчик размещены оптические системы приемного и передающего каналов, дневного и ночного визиров, блоки и механизмы измерения дальности и углов места цели, пульт управления с индикатором дальности. В блоке аппартуры размещены электрические блоки управления и измерения дальности, а так же преобразователи напряжения питания. Преобразователь обеспечивает питание системы обогрева защитного стекл головной части дальномера. Блоки дальномера соединены между собой электрическими кабелями. Принцип действия дальномера основан на на измерении времени прохождения светового импульса от источника света к цели и обратно и на преобразовании измеренной величины времени в дальность до цели.

Заключение

В своей курсовой работе я рассматривал появление и совершенствование артиллерийских квантовых дальномеров. В основу этих приборов был положен принцип квантового излучения, которое появилось задолго до того как был придуман первый дальномер. Самые простые оптические приборы существовали очень давно, но потом ученые смогли применить квантовое излучение в оптических приборах и с помощью них измерять дальности. Был придуман Оптический квантовый генератор. Становление дальномеров как отдельной ветви приборостроения началось с 70-80-х гг. прошлого столетия. Сначала это были простейшие дальномеры предназначенные только для измерения дальностей. Но прогресс не стоял на месте, а количество ученых росло пропорционально ему. В дальнейшем в дальномеры начали добавляться различные узлы и механизмы повышающие его быстродействие и многофункциональность, а так же мобильность и простоту использования. Значительный скачок появился когда были созданы дальномеры-целеуказатели. Ведь теперь возможности артиллерийских подразделений и подразделений в которых применялись такие дальномеры значительно расширились. Это вызвало необходимость совершенствования дальномеров ранее находившихся на вооружении. Нынешние дальномеры обладают высокой точностью, надежностью, широким спектром решаемых задач. Они так же отличаются от своих «предков» простотой использования и заметной легкостью в эксплуатации.

В заключении хотелось бы сказать, что квантовые артиллерийские дальномеры являются одним из самых важных видов приборооснащения. Они позволяют решать большую часть артиллерийских задач. И поэтому соответствие их нашему времени играет огромную роль.

Список использованной литературы и других источников

Артиллерийские квантовые дальномеры. Н.Е.Комлев, И.К.Мурзич, ВАРБ, Минск, 2002 г., стр. 3-71

Артиллерийские оптические приборы. Н.Е.Комлев, В.Л.Конопляник, А.П. Яковенко, ВАРБ, Минск, 2003 г., стр. 2-13

Дальномер артиллерийский квантовый ДАК-2, ДАК-2-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ВАРБ, Минск, стр.5-71

Дальномер командирских и разведывательных машин ДКРМ-1. Воен.издат. МО СССР, Москва, 1981 г., стр. 4-11

Порядок выполнения и правила оформления курсовой работы по дисциплине «Артиллерийская разведка». П.И.Капустин. Минск, 2012г.

Размещено на Allbest.ru