PL176681B1

PL176681B1 - Nadajnik laserowy do broni małokalibrowej

Info

Publication number: PL176681B1
Application number: PL95317129A
Authority: PL
Inventors: Himanshu N. Parikh; Fritz W. Healey
Original assignee: Cubic Defense Systems Inc
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1999-07-30
Also published as: NZ284974A; JP3005694B2; AU2367895A; JPH09512625A; FI964325A7; CN1071016C; FI964325A0; WO1995030124A1; NO964571L; PL317129A1; DE69515659D1; AU682110B2; EP0760084B1; FI110284B; BR9507525A; NO964571D0; EP0760084A1; CA2188554C; CN1147299A; ATE190715T1

Abstract

1. Nadajnik laserowy do broni malokalibrowej, przeznaczony do symulacji oddania strzalu ostra amu- nicja, zawierajacy obudowe montazowa z okienkiem w przedniej scianie, wewnatrz której to obudowy jest zamocowana emitujaca wiazke laserowa przez okien- ko dioda laserowa i polaczony z nia obwód zasilajacy uaktywniajacy diode powodujac emisje wiazki lasero- wej przez te diode, znamienny tym, ze pomiedzy dioda laserowa (92), a okienkiem (98) usytuowane sa pierwszy (66) i drugi (68) pryzmaty optyczne podtrzy- mywane, w sposób zapewniajacy ich niezalezny obrót wzgledem wspólnej osi optycznej, przez obejmujace je pierwsze 1 drugie czolowe kolo zebate, zas uklad na- pedowy do obracania pryzmatów (66 i 68) zawiera pierwszy (106a) 1 drugi (106b) zebnik zamocowany na walkach ustawiajacych (106 i 108), których czesci wystajace poza obudowe montazowa (88) sa sprzeg- niete z glowica naprowadzajaca (64). Fig. 1A PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest nadajnik laserowy do broni małokalibrowej. W szczególności wynalazek dotyczy nadajnika laserowego umieszczonego na karabinie w celu symulowania oddania strzału ostrąamunicją. Taki nadajnik należy dc wojskowego wyposażenia treningowego używanego przez żołnierzy podczas ćwiczeń bojowych.

W siłach zbrojnych Stanów Zjednoczonych jest przeprowadzane szkolenie żołnierzy za pomocąwielokrotnie zintegrowanego układu laserowego wyzwalania (MILES). W układzie tym nadajnik laserowy broni małokalibrowej (SAT) jest przymocowany do łoża karabinu, np. typu M16. Każdy żołnierz nosi na hełmie i na oporządzeniu indywidualnym detektory wykrywające trafienie “pocisku” laserowego. Żołnierz pociąga za spust swojego karabinu wystrzeliwując śle176 681 py nabój, symulujący wystrzelenie rzeczywistego pocisku, a czujnik dźwiękowy wyzwala nadajnik SAT.

Niezbędne jest naprowadzenie nadajnika SAT tak, aby żołnierz mógł precyzyjnie trafić do celu, gdy znajduje się on w polu standardowych przyrządów celowniczych karabinu. W jednej z wersji SAT nadajnikjest przykręcony śrubami do łożyska karabinu, a mechaniczne przyrządy celownicze doregulowuje się aż do ustawienia w linii wiązki laserowej. Niedogodnością takiego rozwiązaniajest to, że celownik mechaniczny broni wymaga ciągłego naprowadzania, aby można było stosować karabin do ruchomych obiektów. Niedogodność tę eliminuje znane zastosowanie sprzężenia mechanicznego, zmieniającego orientację lasera.

Znane urządzenie naprowadzania broni małokalibrowej (SAAF), stosowane w armii Stanów Zjednoczonych do naprowadzania konwencjonalnego układu laserowego wyzwalania MILES z nadajnikiem SAT składa się z zestawu stu czterdziestu czterech detektorów umieszczonych na trzydziestu pięciu płytkach z obwodami drukowanymi, określających gdzie nastąpiło trafienie wiązki laserowej w odniesieniu do siatki celowniczej. Trudność w używaniu znanego układu naprowadzania SAAF polega na tym, że żołnierz celuje z broni bez żadnej nieruchomej podpory do tarczy, którajest odległa od niego o dwadzieścia pięć metrów. W wielu przypadkach, żołnierz strzela ze swej broni w taki sposób, że w punkcie celowania nie ma wyników w pożądanym miejscu. Fakt umieszczenia tarczy w odległości dwudziestu pięciu metrów od żołnierza, powoduje ograniczenie widoczności w przypadku śniegu, mgły, wiatru i słabego oświetlenia podczas wschodu słońca lub o zmroku.

Układ naprowadzania SAAF oblicza ilość “wychwyconych” błędów zarówno co do azymutu jak i kąta celowania. Następnie ilość wychwyconych błędów jest wyświetlana na czterosegmentowych wskaźnikach wyświetlacza elektromechanicznego układu naprowadzania SAAF. Wówczas żołnierz musi nastawić regulatory nadajnika SAT w poprawnym kierunku, odpowiednio do ilości wychwyceń. Następnie musi ponownie wycelować broń i oddać strzał oraz odpowiednio nastawić regulatory. Ten powtarzający się proces trwa aż do chwili, gdy żołnierz osiągnie zerowe wskazanie na układzie naprowadzania SAAF. Proces ten jest bardzo czasochłonny i nudny ponieważ żołnierz musi za każdym razem ponownie ustawić siatkę celowniczą. Nie jest niczym szczególnym, gdy żołnierz poświęca piętnaście minut na wycelowanie z broni najlepiej jak tylko potrafi, a mimo to ciągle nie jest ona dobrze wycelowana.

Proces celowania w znanym układzie naprowadzania SAAF jest nie tylko czasochłonny, ale także drogi, ponieważ zużywa się duże ilości ślepej amunicji. Laser konwencjonalnego nadajnika SAT nie zadziała bez wystrzelenia ślepego naboju lub bez użycia specjalnej linki spustowej strzelania na sucho. Ponadto znany układ naprowadzania SAAF nie jest wyposażony w optyczne przyrządy celownicze dla różnych rodzajów broni małokalibrowej, ani też w noktowizjery. Nie weryfikuje również dokładnie mocy wiązki laserowej, ani kodowania odbieranej wiązki laserowej.

Pożądane byłoby więc zapewnienie takiego układu naprowadzania nadajnika SAT, który wyeliminowałby potrzebę używania dużych tarcz celowniczych. Nadajnik taki powinien także być automatycznie nastawiany aby szybciej i dokładniej naprowadzać na cel. Dodatkowo, wyjście laserowe nadajnika SAT powinno mieć różne moce i różne kody aby umożliwić, noszonej przez człowieka części zintegrowanego układu laserowego wyzwalania MILES, rozróżnianie strzałów oddawanych z różnych typów broni małokalibrowej.

Z opisu patentowego US 4 488 369jest znane urządzenie do nauki dobrego strzelania,które montuje się na broni palnej. Urządzenie to zawiera obudowę mającą okienko wjej przedniej części oraz lampkę umieszczoną wewnątrz tej obudowy emitującą promienie świetlne przez okienko. Wewnątrz obudowy znajduje się też obwód zasilający lampkę złożony z baterii, kondensatora, tranzystora i wyłącznika wyzwalanego przez iglicę broni palnej.

W opisie patentowym EP 0 057 304 ujawniony został system celowania działem i sterowania ogniem zwłaszcza w zastosowaniu do armat czołgowych dla wyznaczania położenia obiektu za pomocądalmierza laserowego. Dwa kliny optyczne sąumieszczone w osi optycznej systemu i mogą obracać się niezależnie od siebie. Obróttych klinów powoduje przemieszczanie się obrazu obiektu oglądanego w okularze teleskopu.

176 681

Nadajnik laserowy do broni małokalibrowej, przeznaczony do symulacji oddania strzału ostrą amunicją, zawierający obudowę montażową z okienkiem w przedniej ścianie, wewnątrz której to obudowy jest zamocowana emitująca wiązkę laserową przez okienko dioda laserowa i połączony z nią obwód zasilający uaktywniający diodę powodując emisję wiązki laserowej przez tę diodę, jest charakterystyczny tym według wynalazku, że pomiędzy diodą laserową, a okienkiem usytuowane są dwa pryzmaty optyczne podtrzymywane, w sposób zapewniający ich niezależny obrót względem wspólnej osi optycznej, przez obejmujące je czołowe koła zębate. Układ napędowy do obracania pryzmatów zawiera zębniki zamocowane po jednym na dwu wałkach ustawiających, których części wystające poza obudowę montażową są sprzęgnięte z głowicą naprowadzającą.

Korzystnie, oba pryzmaty optyczne mają zasadniczo takie samo odchylenie, jedną płaszczyznę mąjąprostopadłądo wspólnej osi optycznej, adrugąpłaszczyznę mająnachylonąpod pewnym kątem do wspólnej osi optycznej. Płaszczyzny prostopadłe do wspólnej osi optycznej jednego i drugiego pryzmatu optycznego znajdują się w bliskiej styczności ze sobą.

Korzystnie, końcówki wałków ustawiających przechodz.ąprzez odpowiadające im otwory w tylnej ścianie obudowy montażowej. Ze ściany tylnej wystaje kryza obejmująca otwory przez które przechodzą te końce wałków ustawiających.

Korzystnie, przednia ściana obudowy montażowej posiada drugie okienko, za którym jest zamocowana dioda typu LED.

Korzystnie, nadajnik laserowy ma czujnik wykrywający oddanie strzału ślepym nabojem. Ponadto zawiera także, połączony z obwodem zasilania, przełącznik indukcyjny uruchamiany za pomocą cewki indukcyjnej znajdującej się w głowicy naprowadzającej, a pobudzający diodę laserową.

Korzystnie, tylnią ścianę obudowy montażowej stanowi unoszona pokrywa.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym: fig. 1A przedstawia żołnierza celującego z karabinu zawierającego układ automatycznego naprowadzania laserowego dla broni małokalibrowej, w widoku perspektywicznym; fig. IB - układ automatycznego naprowadzania z fig. 1A, w widoku bocznym, na którym niektóre części obudowy są odsłonięte w celu pokazania większej ilości szczegółów konstrukcyjnych; fig. 2 - panel wyświetlacza i przełączników układu sterowania, w widoku z przodu; fig. 3 - nadajnik laserowy SAT w stanie rozłożonym, w widoku perspektywicznym; fig. 4 - sterowanie wiązki laserowej przy użyciu klinów optycznych; fig. 5A oraz fig. 5B - głowicę naprł^^-^ćK^izajjąccą w widoku z boku i w widoku z przodu; fig. 6 - układ optyczny złożony z soczewek, zwierciadła półprzezroczystego, siatki celowniczej i czujnika położenia; fig. 7 - układ automatycznego naprowadzania celownika, w schemacie blokowym; zaś fig. 8 - obwód wyjściowej mocy optycznej i obwód weryfikacji dokładności kodu układu sterowania, w schemacie blokowym.

Na fig. 1A oraz 1B, przedstawiony jest korzystny przykład wykonania wynalazku w formie nadajnika laserowego SAT 12 zamocowanego na łozu broni małokalibrowej 14, takiej jak karabin M16, powszechnie używany przez żołnierzy na ćwiczeniach wojskowych. Nadajnik 12 jest automatycznie nastawiany za pomocąukładu naprowadzania 10 z prostokątnąosłonąprzelotową 16, która podczas użycia broni znajduje się w pozycji horyzontalnej. Zamykana pokrywa 18 połączonajest z osłonią 16 za pomocą, zawiasów, która po podniesieniu do góry odsłania układ sterowania 20 zainstalowany wewnątrz osłony 16. Żołnierz 21 celuje z broni 14, której część znajduje się wewnątrz osłony 16. Żołnierz 21 nosi hełm 21 a oraz oporządzenie indywidualne 2 1b, które jest wyposażone w detektory laserowe wykrywające trafienie “pocisku” laserowego podczas ćwiczeń bojowych. Układ sterowania 20 ma obudowę w kształcie skrzynki 22 (fig. 2) wyposażoną w wyświetlacz ciekłokrystaliczny 24. Obudowa 22 posiada również klawiaturę w postaci pulpitu z przełącznikami membranowymi. Pulpit otacza wyświetlacz 24 i zawiera przełączniki 26, 28, 30, 32, 34, 36 i 38 reagujące na siłę nacisku.

Wciągana suwliwie półka 40 wysuwa się w płaszczyźnie poziomej z tylnej strony podstawy obudowy 42 (fig. IB) przymocowanej do spodniej ściany osłony 16. Lufa44 karabinu 14 jest podpierana u wierzchołka przez trójkątnąusztywnionąpodpórkę 46, której podstawajest mocno

176 681 przytwierdzona śrubami do środkowej części podstawy obudowy 42. Kabłąk spustowy (niewidoczny) karabinu 14 jest zamocowany w imadle 48 na półce 40. Imadło 4 8 ma pokrętła 5 0 oraz 5 2 do ręcznego nastawiania, odpowiednio azymutu i kąta celowania lufy 44 karabinu 14. Po zainstalowaniu karabinu 14 na podpórce 46 w imadle 48, żołnierz 21 (fig. 1 A) celuje do obrazu siatki celowniczej 54 (fig. 6) wyświetlanej w linii celowania broni.

Układ optyczny 56 w kształcie pudełka (fig. 1A oraz 1B) jest zamocowany na sztywno w przedniej części podstawy obudowy 42 (fig, 1B). Układ optyczny 56 zawiera soczewki wklęsłe 58 (fig. 6) oraz zwierciadło półprzezroczyste 60. Zwierciadło półprzezroczyste 60 jest przezroczyste dla podczerwieni pochodzącej od nadajnika laserowego SAT 12 (fig. 1) ale odbija światło widzialne. Siatka celownicza 54 (fig. 6) jest zamocowana wewnątrz układu optycznego 56 poniżej osi wiązki laserowej. Zwierciadło półprzezroczyste 60 jest umieszczone przed soczewkami 58 i zamocowane pod kątem czterdziestu pięciu stopni tak, aby obraz V siatki celowniczej był wytworzony przez soczewki 58 w nieskończoności. Czujnik położenia 62 układu optycznego 56 odbiera wiązkę laserował© i generuje sygnał błędu, reprezentujący odległość pomiędzy odebranym położeniem wiązki laserowej, a obrazem siatki celowniczej. Wtedy kalibruje się nadajnik SAT 12 dopóki wiązka laserowa L2 nie trafi w środek czujnika 62.

Obwód sterujący wewnątrz układu sterowania 20 (fig. 1) jest połączony z głowicą naprowadzającą 64, która jest sprzężona mechanicznie z tylną częścią nadajnika SAT 12 przymocowaną śrubami do karabinu 14. Układ sterowania 20 powoduje, że głowica naprowadzająca 64 ciągle wyzwala laser w nadajniku SAT 12. Wykorzystując sygnał błędu, układ sterowania 20 powoduje, że głowica naprowadzająca 64 stale obraca parą pryzmatów klinowych 66 i 68 (fig. 3) wyposażonych w przekładnie zębate, aby wysterować wiązkę laserową zarówno co do azymutu jak i kąta celowania, aż do momentu gdy wiązka laserowa zostanie dokładnie naprowadzona na celownik lufy 44 karabinu 14.

Układ naprowadzający 10 może być używany do broni z automatycznym naprowadzaniem celownika we wszystkich rodzaj ach broni małokalibrowej i maszynowej używanych przez armię Stanów Zjednoczonych, z możliwością adaptacji do nowych rodzajów broni. Automatyczne działanie układu zapewnia szybkie (poniżej jednej minuty) i precyzyjne naprowadzenie nadajnika laserowego 12, po jednokrotnym, wstępnym wycelowaniu karabinu 14 przez żołnierza 21. Użycie imadła 48 przy celowaniu zapewnia, że celowniki optyczne i urządzenia noktowizyjne karabinu 14 nie procesu celowania. Cały układ naprowadzający 10, jest umieszczony w prostokątnej sztywnej osłonie przelotowej 16, która spełnia rolę osłony przeciwsłonecznej i chroni przed wpływami złej pogody. Układ naprowadzający 10, nie wymaga ślepej amunicji podczas procesu naprowadzania i dlatego może być używany w dowolnym miejscu, np. wewnątrz budynku na blacie stołu. Wstępne uruchomienie układu naprowadzaj ącego 10 polega na wykonaniu trzech prostych kroków, które sprowadzają się do zainstalowania akumulatora w obudowie 22 układu sterowania 20 (fig. 1), włączenia przycisku BIT 30 (fig. 2) i na wybraniu typu broni, którą się naprowadza na cel, przez naciśnięcie przycisku 34. Wyświetlacz 24 wyświetli odpowiednie komunikaty i wskazówki dla operatora odnośnie dalszego postępowania i przejścia do następnego kroku. Kiedy układ 10 jest gotowy do naprowadzenia na cel, żołnierz 21 postępuje według wskazówek umieszczonych na wyświetlaczu 24, dotyczących naprowadzenia jego karabinu. Typowa kolejność postępowania jest opisana poniżej:

a) Żołnierz 21 przyłącza głowicę naprowadzzaącą 64 do nadajnika laserowego SAT 12;

b) Żołnierz 21 umieszcza swój karabin 14 w imadle celowniczym 48 i na podpórce 46;

c) Żołnierz 21 celuje do obrazu podświetlanej siatki celowniczej 54, widocznej w układzie optycznym 56, używając pokręteł 50 i 52 azymutu i kąta celowania imadła celowniczego 48;

d) Żołnierz 21 naciska przycisk 28 (fig. 2) i postępuje według instrukcji wyświetlanych na wyświetlaczu 24. Wyboru rodzaju broni dokonuje się przez naciśnięcie w odpowiednim czasie przycisku 34 podczas wyświetlania kolejno typów broni na ekranie wyświetlacza 24;

e) Żołnierz 21 przyciska następnie przycisk naprowadzania 26 na obudowie układu sterowania 22;

176 681

f) Żołnierz 21 czeka na informację “NAPROWADZANIE ZAKOŃCZONE”, która pojawia się na ekranie wyświetlacza 24, a która uaktywnia się po około jednej minucie; wreszcie

g) Żołnierz 21 wyjmuje karabin 14 z układu naprowadzającego 10 i postępuje według instrukcji kończących naprowadzanie.

W przypadku napotkania jakichkolwiek trudności podczas pracy, z układem naprowadzającym 10 w czasie procesu naprowadzania, np. wyczerpanie akumulatora, niepoprawne kodowanie lasera lub kłopoty z wyzwalaniem, układ 10 poinformuje żołnierza 21, że nadajnik SAT 12 ma defekt i że należy go wymienić.

Zasada działania układu naprowadzającego 10 jest zilustrowana na schemacie blokowym, przedstawionym na fig. 7. Karabin 14 z głowicąnapro\vadzającą64 przymocowanądo nadajnika SAT 12 j est osadżony w imadle celowniczym 48. Do podświetlonej siatki celowniczej 54 układu optycznego 56 wymierzone są przyrządy celownicze karabinu 14. Po naciśnięciu przycisku naprowadzania broni 26 (fig. 2), układ sterowania 20 powoduje, że nadajnik SAT 12 repetycyjnie wyzwala się monitorując zamocowaną za okienkiem 70 diodę LED oddania strzału informującą o poprawnej operacji. Układ optyczny 56, odczytuje położenie lasera i wysyła te dane do układu sterowania 20, który z kolei wyznacza wielkość wymaganej korekty. Z kolei układ sterowania 20 powoduje, ze głowica naprowadząaąca 64 dokonuje niezbędnych regulacji nadajnika SAT 12. Proces ten jest kontynuowany w czasie rzeczywistym, dopóki nadajnik SAT 12 nie zostanie dokładnie naprowadzony. Układ sterowania 20, w powiązaniu z układem optycznym 56, sprawdza również poziomy zasilania lasera, kody laserowe oraz to, czym optyka naprowadzania odbywa się jak należy. Pięć głównych podzespołów układu naprowadzającego 10 omówiono bardziej szczegółowo poniżej.

Układ optyczny 56 (fig. 1B) jest strukturą, która dokonuje projekcji podświetlanej siatki celowniczej 54 dla żołnierza 21 podczas celowania oraz odczytuje położenie wiązki laserowej karabinu w odniesieniu do siatki celowniczej 54. Podświetlana siatka 54 pomaga żołnierzowi 21 w celowaniu podczas ograniczonej widoczności, np. takiej jak zapadający zmierzch lub świt. Figura 6 ilustruje zasadę działania głównych składników układu optycznego 56. Duża soczewka 58 o jednej powierzchni wklęsłej kolimuje i skupia wiązkę laserową do plamki na pionowo usytuowanym czujniku 62 znajdującym się w ognisku soczewki 58. Kiedy kąt padania promienia laserowego na soczewkę 58 nie jest prostopadły (rozbieżny), to plamka na czujniku 62 jest przesunięta. Czujnik 62 pasywnie wyznacza wielkość przesunięcia i wysyła sygnał błędu do układu sterowania 20. Wskazane jest aby czujnik był przyrządem, wykonanym z ciała stałego, np. w postaci poczwórnego czujnika lub może to być detektor liniowy z wyjściem analogowym. Na drodze wiązki laserowej znajduje się zwierciadło półprzezroczyste 60, które odbija światło widzialne jednocześnie przepuszczając promieniowanie podczerwone. Zwierciadło półprzezroczyste 60 jest umieszczone pod kątem czterdziestu pięciu stopni tak, aby projekcja obrazu siatki celowniczej 54 odbywała się przy pomocy tych samych soczewek co w przypadku przychodzącej wiązki laserowej. Siatka celownicza 54 jest podświetlana przez źródło światła widzialnego, jak np. dioda LED 72, i znajduje się w takim położeniu, że wytworzony obraz leży na tej samej osi optycznej co punkt zerowy czujnika położenia 62. Niepotrzebne są żadne regulatory pola układu optycznego 56, a układ 10 nie zawiera żadnej elektroniki oprócz czujnika 62 i diody świecącej LED 72 do podświetlenia siatki celowniczej 54.

Przegroda zabezpieczająca w kształcie litery L 74 (fig. 1) jest na sztywno przymocowana śrubami do podstawy obudowy 42 pomiędzy końcem lufy 44 karabinu 14, a układem optycznym 56. Zabezpiecza ona przed nieumyślnym potrąceniem przez żołnierza 21 soczewki 58 lufą44 karabinu 14 podczas mocowania go na podstawce 46 w imadle 48. Przegroda 74 posiada otwór, pokryty metalowym rastrem 76 w celu umożliwienia promieniowi laserowemu, który może mieć osiem milimetrów szerokości, przeniknięcie do układu optycznego 56. Szkło lub jakiś inne lite, przezroczyste pokrycie tego otworu jest niepożądane, ponieważ może się zabrudzić, co będzie powodować pochłanianie wiązki laserowej lub jej odchylanie, a zatem będzie wprowadzać niedokładności.

176 681

Głowica naprowadzająca 64 (fig. 5A i 5B) jest urządzeniem elektromechanicznym połączonym z nadajnikiem laserowym SAT 12 za pośrednictwem kabla 65 (fig. 1A). Automatyczna regulacja położenia nadajnika laserowego 12 odbywa się dzięki układowi sterującemu 20. Głowica naprowadzająca 64 zawiera cewkę incłuł^<cc^Jmą78 (fig. 5A), która wyzwala nadajnik laserowy oraz, w przypadku naciśnięcia przycisku 30 (fig. 2), przekazuje informację identyfikującąPID do nadajnika SAT 12. Głowica naprowadzająca 64 posiada również czujnik 80, który monitoruje diodę świecącątypu LED w okienku 70, wchodzącąw skład SAT 12, w celu określenia statusu pracy. Dwa miniaturowe silniczki przekładniowe 82 i 84 (fig. 5B) i połączone układy przekładni przesunięć 86 i 87 wchodzące w skład głowicy naprowadzającej 64 służą do obracania sprzęgieł ciernych (niewidoczne) znajdujących się na parze wałków 118 i 120 z przekładniami. Sprzęgła dopasowują końce wałków ustawiających 106 i 108 nadajnika SAT 12. Silniki 82 i 84 głowicy naprowadzającej 64 są napędzane i sterowane przez układ sterowania 20 w czasie trwania procesu celowania, podczas gdy układ optyczny 56 monitoruje laser nadajnika SAT i zapewnia w czasie rzeczywistym realizację sprzężenia zwrotnego do układu sterowania 20.

Nadajnik laserowy dla broni małokalibrowej SAT 12 (fig. 3) ma obudowę montażową 88 z odejmowaną przykrywą montażową stanowiącą tylną ścianę 90 nadajnika. Dioda laserowa 92 jest zamocowana w obudowie montażowej 88 ijest zasilana przez obwód zasilania znajdujący się na płycie sterownika 94, zamontowanego również wewnątrz obudowy montażowej 88. Obwód zasilania pobudza diodę laserową 92 poprzez przełącznik indukcyjny 96 zamontowany wewnątrz tylnej przykrywy montażowej. Przełącznik indukcyjny 96jest pobudzany przez cewkę indukcyjną78 (fig. 5A), która jest zasłonięta górną częścią obudowy montażowej 88 (fig. 3) tak samo jak przełącznik indukcyjny 96.

W przedniej ścianie obudowy montażowej 88 (fig. 3) nadajnika SAT 12 znajdują się dwa okierika 98 i 100. Czujnik dźwiękowy lub optyczny, wykrywający oddanie strzału ślepym naboj em, j est umieszczony w okienku 100 i połączony z obwodem płyty sterownika 94. Przezroczysty pierścień 102, przepuszczający wiązkę laserowąemitowanąprzcz diodę laserową 92, jest zamocowany w innym okienku 98. Tuleja optyczna 104 jest umieszczona za pierścieniem 102. Pryzmaty optyczne 66 i 68 są wsparte na pierścieniu 102. Mogą się one obracać niezależnie za pośrednictwem wałków ustawiających, odpowiednio 106 i 108. Na przednich końcówkach tych wałków znąiduj ąsię zębniki 106a i 108a do sprzęgania czołowych kół zębatych pryzmatów optycznych, odpowiednio 66 i 68. Wałki ustawiające 106 i 108 są zaczopowane w panewkach 110 i 112. Tylne końce wałków ustawiających 106 i 108 wchodząw otwory (niewidoczne) w tylnej ścianie 90 obudowy montażowej 88, a uszczelnione są pierścieniami 114 i 116. Te końce wałków 106 i 108 są zabezpieczone usztywnioną kryzą 90a, która wystaje prostopadle z tylnej ściany 90 obudowy montażowej 88. Gdy głowica napi^rr^wKd^^iyąca 64 (fig. 5A i 5B) jest sprzęgnięta z tyłnąścianą90 obudowy montażowej 88 nadajnika SAT 12, to sprzęgła cierne (niewidoczne) na wałkach 118 i 120 z przekładniami zębatymi (fig. 5B) głowicy naprowadzającej 64 łączą się z końcami wałków ustawiających 106 i 108 zapewniając napęd silnikom 82 i 84.

Figura 4 ilustruje schematycznie sterowanie wiązki laserowej B za pomocą niezależnego obracania pryzmatów optycznych 66 i 68 przez silniki 82 i 84 głowicy naprowadzającej 64. Pryzmaty 66 i 68 są używane do sterowania wiązki świetlnej w układach optycznych. Minimalne odchylenie lub ugięcie promienia lub wiązki, przy przechodzeniu przez cienki pryzmat o kącie w przy jego wierzchołku, jest określone zależnością0_d=(n-1) gdzie n oznacza współczynnik odbicia. “Moc” (Δ) pryzmatu mierzonajest w dioptriach pryzmatycznych, a dioptria pryzmatyczna zdefiniowana jest jako odchylenie 1 cm na drodze jednego metra od pryzmatu. W ten sposób A=100 tan(0d). Dzięki kombinacji dwóch klinów pryzmatycznych o jednakowej mocy (o jednakowym ugięciu) umieszczonych w bliskiej odległości i dzięki temu, że mogą się one obracać niezależnie względem osi w przybliżeniu równoległej do prostopadłej do ich płaszczyzn, wiązka laserowa B przechodząca przez taką strukturę może zostać wysterowana w dowolnym kierunku w obrębie wąskiego stożka na drodze nieodchylonej wiązki. Promień kątowy tego stożka wynosi w przybliżeniu Cty Podczas procesu produkcyjnego pryzmatów wielkość kąta wierzchołkowego jest sterowana z bardzo dużą dokładnością. Na skutek rozrzutu współczynnika topnienia kąty

176 681 ugięcia (w funkcji długości fali) są nominalnie podane. Są one są podane przy założeniu, ze wiązka padającajest normalna do ściany prostopadłej. Dla innych kątów padania, ugięcie będzie oczywiście inne. Określenie kąta ugięcia dla tego samego kierunku, ale dla różnych długości fal, opisuje równanie:

Od = aa(^sin(n sinO_w) - 0_w', gdzie 0_d jest kątem ugięcia, O_wjest kątem pryzmatu, a njest współczynnikiem nominalnym przy danej długości fali. Pryzmaty optyczne mogą być zbudowane z różnych materiałów, np. z syntetycznie topionego dwutlenku krzemu. Dostępne są w różnych kształtach i wymiarach.

Układ sterowania 20 (fig. 1A) jest wyposażony w, wygodny w obsłudze, wskaźnik ciekłokrystaliczny 24 (fig. 2) i zespoły sterowania, które w sposób ciągły informująużytkownika 0 stanie jego karabinu, kolejno instruując go podczas procesu naprowadzania. Układ sterowania 20 jest zamontowany wewnątrz zamykanej pokrywy 18. Wskaźnik ciekłokrystaliczny 24 jest łatwo czytelny gdy pokrywa 18 jest uniesiona do góry. Jak zostało to opisane powyżej, układ sterowania 20 w pełni steruje i monitoruje wszystkie działania układu optycznego 56 i głowicy naprowadzającej 64. Główny pulpit sterowniczy z przyciskami membranowymi i ze wskaźnikiem 4X20 LCD 24 stanowi interfejs użytkownika. Funkcje przycisków opisane są poniżej:

a) ALIGN 26 - Przyciskjest uaktywniany przez żołnierza 21 po wymierzeniu z przyrządów celowniczych karabinu 14 do siatki celowniczej 54 układu optycznego 56.

b) PROCEED 28 - Przycisk jest uaktywniany za każdym razem, gdy żołnierz 21 chce przejść do następnego kroku naprowadzania lub gdy potrzebuje potwierdzenia wyświetlanego komunikatu.

c) BIT 30 - Przyciskjest uaktywniany podczas początkowego ustawienia układu dla sprawdzenia stanu jego gotowości.

d) PID LEARN 32 - Przyciskjest uaktywniany podczas przesyłania testu PID do nadajnika SAT 12 w celu sprawdzenia, że funkcja przesyłu działa. Użycie tego przycisku jest opcjonalne i używa się go jedynie w przypadku, gdy istnieje wątpliwość czy nadajnik SAT 12 lożowego karabinu jest zdolny do zaakceptowania innych typów PID.

e) WEAPON SELECT 34 - Użycie tego przycisku następuje w powiązaniu z dwoma przyciskami ze strzałką 36 i 38 przy wyborze typu karabinu, który ma być naprowadzany (M16A2, M2, M240, etc.). Wybór ten determinuje poziomy zasilania i kody, które będą weryfikowane przez układ.

f) ARROWS 36 i 38 - Przyciski te służą do wybrania typu broni.

Imadło celownicze 48 (fig. IB) jest mechanizmem sztywnym używanym do zamocowania i wycelowania karabinu 14 w trakcie naprowadzania. Uniemożliwia ono żołnierzowi 21 na naprowadzanie z jakimkolwiek błędem celowania wprowadzanym przez jego sposób celowania i eliminujejakiekolwiek odchylenie karabinu 14 od punktu celu. Imadło 48 jest przymocowane do wyciąganej suwliwie półki 40, która chowa się w osłonie przelotowej 16 podstawy obudowy 42, i służy do dostosowania urządzenia do różnych długości karabinu. Imadło celownicze 48 jest wyposażone w dwa pokrętła 50 i 52 służące do nastawiania azymutu i kąta celowania, umożliwiając żołnierzowi 21 precyzyjne wymierzenie celownika karabinu 14 do obrazu siatki celowniczej 54. Przednia część lufy 44 karabinu 14 spoczywa na podpórce 46, która umieszczona jest wewnątrz osłony przelotowej 16 podstawy obudowy 42.

Główne podzespoły układu naprowadzania 10 są integralnie połączone z prostokątną osłoną przelotową 16, która zapewnia solidne zabezpieczenie i uodparnia na wpływ środowiska w czasie pracy urządzenia i jego transportu. Osłona przelotowa 16 zapewnia także ochronę przed słońcem i -wpływem złej pogody, umożliwiając realizację naprowadzania w każdym środowisku. Podstawa obudowy 42 jest zamocowana na ścianie dolnej osłony. Układ optyczny 56, podpora karabinu 46 i wyciągana półka 40 imadła celowniczego 48 sąpołączone z akumulatorem (nie po176 681 kazanym) zasilającym cały układ i są zamknięte wewnątrz podstawy obudowy 42. Układ sterowania 20 jest przytwierdzony do wewnętrznej strony pokrywy przedniej 18.

Figura 8 jest schematem blokowym prezentującym obwód weryfikacji wyjściowej mocy optycznej i dokładności kodowania układu sterowania 20. Obwód kodera 122 połączony jest za pośrednictwem magistrali złącza szeregowego 124 z mikroprocesorem (nie zamieszczonym na rysunku). Optyczny wzmacniacz cyfrowy 126, umieszczony na drodze wiązki laserowej przesyła sygnały do elektroniki kodera.

176 681

FIG. 4

176 681 /

176 681

fi—⁷²

56

FIG. 7

FIG. 8

176 681

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Nadajnik laserowy do broni małokalibrowej, przeznaczony do symulacji oddania strzału ostrą amunicją, zawierający obudowę montażową z okienkiem w przedniej ścianie, wewnątrz której to obudowy jest zamocowana emitująca wiązkę laserowąprzez okienko dioda laserowa i połączony z niąobwód zasilający uaktywniający diodę powodując emisję wiązki laserowej przez tę diodę, znamienny tym, że pomiędzy diodą laserowa (92), a okienkiem (98) usytuowane są pierwszy (66) i drugi (68) pryzmaty optyczne podtrzymywane, w sposób zapewniający ich niezależny obrót względem wspólnej osi optycznej, przez obejmujące je pierwsze i drugie czołowe koło zębate, zaś układ napędowy do obracania pryzmatów (66 i 68) zawiera pierwszy (106a) i drugi (106b) zębnik zamocowany na wałkach ustawiających (106 i 108), których części wystające poza obudowę montażową (88) są sprzęgnięte z głowicą napro wadzającą (64).
2. Nadajnik laserowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że pryzmaty optyczne (66 i 68) mają zasadniczo takie samo ugięcie.
3. Nadajnik laserowy, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pryzmaty optyczne (66 i 68) mająjedną płaszczyznę prostopadłą do wspólnej osi optycznej, a drugą płaszczyznę nachyloną pod pewnym kątem do wspólnej osi optycznej.
4. Nadajnik laserowy, według zastrz. 3, znamienny tym, że prostopadłe do wspólnej osi optycznej płaszczyzny pierwszego (66) i drugiego (68) pryzmatu optycznego znaj dują się w bliskiej styczności ze sobą.
5. Nadajnik laserowy, według zastrz. 1 albo 2, albo 4, znamienny tym, ze zakończenia wałków ustawiających (106 i 108) przechodzą przez odpowiadające im otwory w tylnej ścianie (90) obudowy montażowej (88) dołączając napęd do głowicy naprowadzającej (64).
6. Nadajnik laserowy, według zastrz. 5, znamienny tym, że ma kryzę (90a) w^^t^ają^i^z tylnej ściany (90) obudowy montażowej (88) obejmującą otwory otaczające końce wałków ustawiających (106 i 108) przechodzące przez te otwory.
7. Nadajnik laserowy, według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 6, znamienny tym, że przednia ściana obudowy montażowej (88) posiada drugie okienko (100), za którymjest zamocowana dioda typu LED.
8. Nadajnik laserowy, według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 6, znamienny tym, że zawiera czujnik wykrywający oddanie strzału ślepym nabojem.
9. Nadajnik laserowy, według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 6, znamienny tym, że zawiera połączony z obwodem zasilania przełącznik indukcyjny (96) uruchamiany za pomocą cewki indukcyjnej (78) znajdującej się w głowicy naprowadzającej (64), a pobudzający diodę laserową(92).
10. Nadajnik laserowy, według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 6, znamienny tym, że tylną ścianę (90) obudowy montażowej (88) stanowi unoszona pokrywa.