Прилад сферичного огляду

Прилад сферичного огляду, що містить вхідний захисний елемент, перший відхиляючий елемент, другий відхиляючий елемент, вихідний захисний елемент, що виконаний у вигляді прозорої пластини, встановлений з можливістю пропускання світлового потоку на перший відхиляючий елемент, одночасно з можливістю направляння першим відхиляючим елементом світлового потоку від вхідного захисного елемента на другий відхиляючий елемент, одночасно з можливістю направляння другим відхиляючим елементом світлового потоку від першого відхиляючого елемента через вихідний захисний елемент до спостерігача, який відрізняється тим, що вхідний захисний елемент виконаний у вигляді прозорої поверхні тіла обертання, відкритої з одного боку, перший відхиляючий елемент виконаний у вигляді прозорого гіперболоїда обертання з зовнішньою відбиваючою поверхнею на боковій поверхні гіперболоїда обертання, і двох систем розсіювальних лінз, розташованих співвісно з віссю гіперболоїда обертання, однією системою розташованою біля більшої основи, і другою системою розташованою біля меншої основи, другий відхиляючий елемент виконаний з світлоділильного і непрозорого А (54) ПРИЛАД СФЕРИЧНОГО ОГЛЯДУ 33775 потоку від першого відхиляючого елемента через вихідний захисний елемент до спостерігача. Детальніше у журналі "Техника и вооружение" № 6 за 1987р., стаття В. Ільїна, В. Кавуна "Приборы наблюдения танка Т-72". Прилад ТНПО-160 працює так. Світловий потік із заданого напряму пропускають у прилад ТНПО-І60 через вхідний захисний елемент, відкидають першим відхиляючим елементом, відкидають другим відхиляючим елементом, і через вихідний захисний елемент пропускають з прилади ТНПО-160 до спостерігача. Кутове поле зору приладу THПО-160 дорівнює кутовим розмірам відбиваючої поверхні першого відхиляючого елемента, до якої світловий потік пропущений вхідним захисним елементом, і далі відкинутий на відбиваючу площину другого відхиляючого елемента, а потім відкинутий відбиваючою площиною другого відхиляючого елемента через вихідний захисний елемент до спостерігача. Таким чином, величина кутового поля зору приладу ТНПО-160 (як і інших відомих візирно-спостережних приладів) залежить від лінійних розмірів оптичних елементів і довжини ходу променів через прилад ТНПО-160. Однак при зростанні лінійних розмірів оптичних елементів (одночасно з ростом розмірів приладу ТНПО-160) відбувається зростання ваги і вартості приладу ТНПО160 (як і інших відомих візирно-спостережних приладів), але при цьому приріст його кутового поля зору зменшується, і при величині лінійних розмірів оптичних елементів приладу ТНПО-160, плинних до безкінечності, величина кутового поля зору дорівнює просторовому куту 2p стерадіан, однак величина кутового поля зору існуючого приладу ТНПО-160 з величинами лінійних розмірів оптичних елементів і величиною ходу променів через прилад ТНПО-160 мають оптимальне співвідношення, що обумовлює йoгo прийнятну вагу і вартість. Недоліком приладу ТНПО-160 (як і інших відомих візирно-спостережних приладів) є зменшення приросту кутового поля зору при зростанні лінійних розмірів оптичних елементів і довжини ходу променів (лінійних розмірів приладу). Наслідком цього недоліку є обмежений огляд - один із суттєвих недоліків будь-якої з існуючих бойових машин (у тому числі і танка Т-72). Внаслідок наявності обмеженого огляду не представляє можливим реалізувати наявні технічні можливості бойової машини, як по можливості маневрування, так і по можливості ведення вогню, в умовах з багатьма фігурами у полі зору, як природними (дерева, чагарники, згортки місцевості), так і штучно-збудованими (земляні вали, земляні канави, загородження, паркани, промислові і міські забудови). Усунути обмежений огляд бойової машини (в тому числі і танка Т-72) шляхом збільшення кутового поля зору візирноспостережних приладів ТНПО-160, ТВНЕ-4Б, ТНК-3А або ТНК-3Б не є можливим через названий раніше недолік. Усунути обмежений огляд бойової машини шляхом встановлення на бойовій машині додаткових візирно-спостережних приладів (як це зроблено на існуючому танку Т-72) на якому встановлені прилади ТНП-165, ТНПА-65) також недоцільно, бо як не дивлячись на те, що сума кутових полів зору всіх візирно-спостережних приладів більше просторового кута поля зору з напрямів, що являють інтерес, спостерігати за навколишньою обстановкою (у тому числі і за декількома маневруючими на всьому простору фігурами) одночасно через множину візирно-спостережних приладів неможливо. В основу винаходу доставлено завдання створення приладу сферичного огляду, що вміщує: вхідний захисний елемент, перший відхиляючий елемент, другий відхиляючий елемент, вихідний захисний елемент, в якому завдяки пропуску сферичного світлового потоку (світлового потоку з усix напрямів) вхідним захисним елементом, і завдяки зміні першим відхиляючим елементом при направленні сферичного світлового потоку на другий відхиляючий елемент, забезпечується розширення кутового поля зopу, і за рахунок цього усунутий обмежений огляд - один з суттєвих недоліків бойової машини. Поставлене завдання вирішується в приладі сферичного огляду, вміщуючому: вхідний захисний елемент, перший відхиляючий елемент, другий відхиляючий елемент, вихідний захисний елемент, він виконаний у вигляді прозорої пластини, з можливістю пропускання вхідним захисним елементом світлового потоку на перший відхиляючий елемент, одночасно з можливістю направлення першим відхиляючим елементом світлового потоку від вхідного захисного елемента на другий відхиляючий, елемент, одночасно з можливістю направлення другим відхиляючим елементом світлового потоку від першого відхиляючого елемента через вихідний захисний елемент до спостерігача, стосовно винаходу, вхідний захисний елемент виконаний у вигляді прозорої поверхні тіла обертання, відкритої з одного боку, перший відхиляючий елемент виконаний у вигляді прозорого гіперболоїда обертання з зовнішньою відбиваючою поверхнею на боковій поверхні гіперболоїда обертання, і двох систем розсіюючих лінз, розташованих співвісно з віссю гіперболоїда обертання, однією системою розташованою біля більшої основи, і другою системою розташованою біля меншої основи, другий відхиляючий елемент виконаний з світлоділильного і непрозорого дзеркал, причому гіперболоїд обертання з системами розсіюючих лінз розташований всередині поверхні вхідного захисного елемента, з можливістю пропускання прозорою поверхнею вхідного захисного елемента сферичного світлового потоку на перший відхиляючий елемент, одночасно з можливістю відкидання частини сферичного світлового потоку відбиваючою поверхнею гіперболоїда обертання на другий відхиляючий елемент, при цьому перетин відкинутої частини світлового потоку представлено у формі кільця, і з можливістю заламування другої частини сферичного світлового потоку системою розсіюючих лінз біля більшої основи гіперболоїда обертання, пропускання заломленої частини світлового потоку вздовж осі гіперболоїда обертання, заламування другою системою розсіюючих лінз біля меншої основи гіперболоїда обертання, і його направлення на другий відхиляючий елемент, при цьому перетин частини світлового потоку представлено у формі кола, межа котрого накла 2 33775 дена на внутрішню межу кільця-перетину відкинутої частини світлового потоку, одночасно з можливістю пропускання світлового потоку від першого відхиляючого елемента світло-ділильним дзеркалом на непрозоре дзеркало, з можливістю відкидання відбиваючою поверхнею непрозорого дзеркала світлового потоку від світлоділильного дзеркала на світлоділильне дзеркало, з можливістю відкидання світлоділильною поверхнею світлоділильного дзеркала світлового потоку від непрозорого дзеркала на вихідний захисний елемент. Винахід пояснюється кресленнями, на яких показано: на фіг. 1-оптична схема приладу сферичного огляду, на фіг. 2-перетин вхідного захисного елемента і першого відхиляючого елемента приладу сферичного огляду через ось першого відхиляючого елемента перпендикулярно площині зображення оптичної схеми, на фіг. 3 - вид зверху приладу сферичного огляду з позначенням напрямів, на фіг. 4 - перетин світлового потоку після вихідного захисного елемента. У прилад сферичного огляду включені: ( дивитись фіг. 1) вхідний захисний елемент-1, він виконаний у вигляді прозорої сферичної поверхні, в котрій розташований круглий отвір, включені: прозорий гіперболоїд обертання з зовнішньою відбиваючою поверхнею на боковій поверхні, і дві системи розсіюючих лінз-3,4, розташованих соосно з віссю гіперболоїда обертання-2, одною системою розсіюючих лінз-3 розташованою біля більшої основи гіперболоїда обертання-2, і другою системою розсіюючих лінз-4 розташованною біля меншої основи гіперболоїда обертання-2, включені: плоске світлоділильне зеркало-5, плоске непрозоре зеркало-6, вихідний захисний елемент-7, він виконаний у вигляді прозорої пластини, причому гіперболоїд обертання-2 з системами розсіюючих лінз-3,4 розташовані всередині сферичної поверхні вхідногозахисного елемента-1, з можливістю пропускання вхідним захисним елементом-1 сферичного світлового потоку на гіперболоїд обертання-2 і систему розсіюючих лінз-3, одночасно з можливістю відкидання частини сферичного світлового потоку відбиваючою поверхнею гіперболоїда обертання-2 на світлоділильне дзеркало-5, при цьому перетин відкинутої частини світлового потоку представлено у формі кільця, і з можливістю заламування другої частини сферичного світлового потоку системою розсіюючих лінз-3 біля більшої основи гіперболоїда обертання-2, пропускання заламленої частини світлового потоку вздовж осі гіперболоїда обертання-2, заламування другою системою розсіюючих лінз-4 біля меншої основи гіперболоїда обертання-2, при його направленні на світлоділильне дзеркало-5, при цьому перетин направленої частини світлового потоку представлено у формі кола, межа якого накладена на внутрішню межу кільця-перетину відкинутої частини світлового потоку, одночасно з можливістю пропускання світлоділильним дзеркалом-5 світлового потоку від гіперболоїда обертання-2 з системами розсіюючих лінз-3,4 на непрозоре дзеркало-6, з можливістю відкидання непрозорим дзеркалом-6 світлового потоку від світлоділильного дзеркала5 на світлоділильне дзеркало-5, з можливістю відкидання світлоділильною площиною світлоділильного дзеркала-5 світлового потоку від непрозорого дзеркала-6 на вихідний захисний елемент7, одночасно з можливістю пропускання вихідним захисним елементом-7 світлового потоку від світлоділильного дзеркала-5 до спостерігача-8, для зручності з приладом сферичного огляду пов'язана прямокутна декартова система кординат, по осях якої позначені напрями: u , p , q , s , t , (дивитись фіг. 3) з початком кординат, розташованим у центрі сферичної поверхні вхідного захисного елемента-1, напрям-u вздовж осі гіперболоїда обертaння-2, від дзеркалa-5 на вхідний захисний елемент-1, напрям-р в сторону погляду спостерігача-8, напрям-q - вправо від напряму погляду спостерігача-8, напрям-s - у протилежну сторону погляду спостерігача-8, напрям-t - вліво від напряму погляду спостерігача-8. Крім-того, у світлових потоках позначені напрями "вгору-вниз" : стрілкою-9 з напряму-р (дивитись фіг. 1), стрілкою-10 з напряму-q (дивитись фіг. 2), стрілкою-II з напряму-s (дивитись фіг. 1), стрілкою-12 з напряму-t ( дивитись фіг. 2), а в світловому потоці з напряму-u стрілкою-13 показаний напрям "вперед-назад" (дивитись фіг. 1). Прилад сферичного огляду працює так. Сферичний світловий поток (світловий поток з напрямів: u, p, q, s, t) пропускають вхідним захисним елементом-1, одну частину сферичного світлового потоку відкидають відбиваючою поверхнею гіперболоїда обертання-2, другу частину сферичного світлового потоку заламують системою розсіюючих лінз-3 пропускають вздовж осі гіперболоїда обертання-2 і заламують системою розсіюючих лінз-4, світловий потік після елементів-1,2,3,4 пропускають світлоділильним дзеркалом-5 на непрозоре дзеркало-6, далі відкидають непрозорим дзеркалом-6 на світлоділильне дзеркало-5, далі світлоділильною поверхнею світлоділильного дзеркала-5 світловий поток відкидають на вихідний захисний елемент-7, і пропускають вихідним захисним елементом-7 до спостерігача-8. Поле зору приладу сферичного огляду у вихідному захисному елементі-7 ( дивитись фіг. 4) представляє собою круг, котрий є перетином зміненого елементами-2,3,4 сферичного світлового потоку. Тут стрілки "вгору-вниз" розташовані радіально і направлені у центр круга ( в зеніт стрілка-9 з напряму-p розташована в нижній частині поля зору і орієнтована природнім чином - вертикально-вгору, стрілка-10 з напряму-q розташована в правій частині поля зору і орієнтована горизонтально-вліво стрілка-11 з напряму-s розташована у верхній частині поля зору і орієнтована вертикально-вниз , стрілка-12 з напряму-t розташована у лівій частині поля зору і орієнтована горизонтально-вправо, стрілка-13 "вперед-назад" з напряму-u розташована у центрі поля зору ( в зеніті і орієнтована вертикальновниз. Указана орієнтація напрямів у світлових потоках в зміненому елементами-2,3,4 сферичному 3 33775 світловому потоці для спостерігача-8 є природною, при його розташуванні у горизонтальному стані при розгляданні ним навколишньої обстановки без повороту голови. При повороті приладу сферичного огляду навколо вільно-вибраної осі обстановка у полі зору теж повертається на такий же кут навколо точки у полі зору відповідній осі повороту. При заміні плоского непрозорого дзеркала-6 на криволінійне непрозоре дзеркало з відбиваючою поверхнею у формі тора, центральна частина якого увігнута, а периферійна частина якого випукла, у світловому потоці на виході елемента7 усувається викривлення ліній фігури, визваної розташуванням її відносно осей координат. Прилад сферичного огляду може бути встановлений на боковій машині ( зокрема на танку Т-72 ) замість існуючого візирно-спостережного приладу ТНПО-160, і як вхідна насадка існуючих візирно-спостережних приладів: ТВНЕ-4Б і ТНК3А або ТНК-3Б. Крім того можливе створення системи, візирно-спостережних приладів, що вміщують прилад сферичного огляду і оптично з'єднані з ним прилади членів екіпажу. Використовуючи принцип складання світлових потоків у зміненому сферичному світловому потоці можливе складання карт поверхонь просторових фігур без розривів між окремими ділянками з мінімальним викривленням рельєфу (наприклад карти землі). Техніко-економічний ефект від використання приладу сферичного огляду складає в розширенні кутового поля зору до 4p стерадіан, що наближається до теоретично-можливої величини просторового кута, і що у 2 рази більше теоретично-можливої величини просторового кута поля зору існуючих візирно-спостережних приладів, при зростанні їх розмірів до нескінченості. Завдяки використанню приладу сферичного огляду усунутий обмежений огляд бойової машини ( зокрема танка Т-72), чим зняте обмеження на реалізацію наявних технічних можливостей бойової машини, як по можливості маневрування, так і по можливості ведення вогню. Фіг. 1 4 33775 Фіг.2 Фіг.4 Фіг. 3 ____________________________________________ ДП “Український інститут промислової власності” (Укрпатент) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ Вул. Горького, 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5