Смекни!
smekni.com

Основи пристрою лазера і застосування його у військовій техніці (стр. 3 из 4)

Перший лазерний далекомір ХМ-23 пройшов випробування, і був прийнятий на озброєння армій. Він розрахований на використання в передових спостережних пунктах сухопутних військ. Джерелом випромінювання в ньому є лазер на рубіні з вихідною потужністю 2.5 Вт і тривалістю імпульсу 30 нс. У конструкції далекоміра широко використовуються інтегральні схеми. Випромінювач, приймач і оптичні елементи змонтовані в моноблоці, який має шкали точного звіту азимута і кута місця мети. Харчування далекоміра виробляється то батареї нікелево-кадмієвих акумуляторів напругою 24 в, що забезпечує 100 вимірювань дальності без підзарядки. В іншому артилерійської далекоміри, також було узято на озброєння армій, є пристрій для одночасного визначення дальності до чотирьох цілей., Що лежать на одній прямій, шляхом послідовного стробування дистанцій 200,600,1000,2000 і 3000 м.

Цікавий шведський лазерний далекомір. Він призначений для використання в системах керування вогнем бортової корабельної та берегової артилерії. Конструкція далекоміра відрізняється особливою міцністю, що дозволяє застосовувати його в складених умовах. Далекомір можна сполучати при необхідності з підсилювачем зображення або телевізійним візиром. Режим роботи далекоміра передбачає або вимірювання через кожні 2 с. протягом 20 с. і з паузою між серією вимірювань протягом 20 с. або через кожні 4 с. протягом тривалого часу. Цифрові індикатори дальності працюють таким чином, що коли один з індикаторів видає останню виміряну дальність, і в пам'яті іншого зберігаються чотири попередні вимірювання дистанції.

Дуже вдалим лазерним далекоміром є LP-4. Він має в якості модулятора добротності оптико-механічний затвор. Приймальна частина далекоміра є одночасно візиром оператора. Діаметр вхідний оптичної системи складає 70 мм. Приймачем служить портативний фотодіод, чутливість якого має максимальне значення на хвилі 1,06 мкм. Лічильник оснащений схемою стробування по дальності, що діє з установки оператора від 200 до 3000 м. У схемі оптичного візира перед окуляром поміщений захисний фільтр для запобігання очі оператора від впливу свого лазера при прийомі відбитого імпульсу. Випромінювач в приймач змонтовані в одному корпусі. Кут місця мети визначається в межах 25 градусів. Акумулятор забезпечує 150 вимірювань дальності без підзарядки, його маса всього 1 кг. Далекомір пройшов випробування і був закуплений в низці країн таких як - Канада, Швеція, Данія, Італія, Австралія. Крім того, міністерство оборони Великобританії уклало контракт на поставку англійської армії модифікованого далекоміра LP-4 масою у 4.4. кг.

Портативні лазерні далекоміри розроблені для піхотних підрозділів і передових артилерійської спостерігачів. Один з таких далекомірів виконаний у вигляді бінокля. Джерело випромінювання та приймач змонтовані в загальному корпусі, з Монокулярний оптичним візиром шестиразового збільшення, в поле зору якого є світлове табло з світлодіодів, добре помітних як уночі, так і вдень. У лазері в якості джерела випромінювання використовується аллюминиевой-иттриевой гранат, з модулятором добротності на ніобіті літію. Це забезпечує пікову потужність в 1,5 Мвт. У приймальні частини використовується здвоєний лавинний фотодетектор з широкосмуговим малошумливим підсилювачем, що дозволяє детектувати короткі імпульси з малою потужністю, що становить всього 10 в -9 Вт Помилкові сигнали, відбиті від сусідніх предметів, що знаходяться в стовбурі з метою, виключається з допомогою схеми стробування по дальності. Джерелом живлення є малогабаритна акумуляторна батарея, що забезпечує 250 вимірів без підзарядки. Електронні блоки далекоміра виконані на інтегральних та гібридних схемах, що дозволило довести масу далекоміра разом з джерелом живлення до 2 кг.

Установка лазерних далекомірів на танки відразу зацікавила зарубіжних розробників військового озброєння. Це пояснюється тим, що на танку можна ввести далекомір в систему управління вогнем танка, ніж підвищити його бойові якості. Для цього був розроблений далекомір AN/VVS-1 для танка М60А. Він не відрізнявся за схемою від лазерного артилерійського далекоміра на рубіні, однак, крім видачі даних про дальності на цифрове табло в лічильно-вирішальне пристрій системи керування вогнем танка. При цьому вимір дальності може проводиться як навідником гармати так і командиром танка. Режим роботи далекоміра - 15 вимірювань в хвилину протягом однієї години. Зарубіжна друк повідомляє, що більш досконалий далекомір, розроблений пізніше, має межі виміру дальності від 200 до 4700 м. з точністю 10 м, і лічильно-вирішальне пристрій, пов'язане з системою управління вогнем танка, де спільно з іншими даними обробляється ще 9 видів даних про боєприпаси. Це, на думку розробників, дає можливість вражати ціль з першого пострілу. Система керування вогнем танкової гармати має в якості далекоміра аналог, розглянутий раніше, але в неї входять ще сім чуттєвих датчиків і оптичний приціл. Назва установки "Кобельда". У пресі повідомляється що вона забезпечує високу ймовірність ураження цілі і незважаючи на складність цієї установки перемикач механізму балістики в положення, відповідне обраному типу пострілу, а потім натиснути кнопку лазерного далекоміра. При веденні вогню по рухомій цілі навідник додатково опускає блокувальний перемикач управління вогнем для того, щоб сигнал від датчика швидкості повороту башти при стеженні за метою надходив за тахометром в обчислювальний пристрій, допомагаючи виробляти сигнал установи. Лазерний далекомір, що входить в систему "Кобельда", дозволяє вимірювати дальність одночасно до двох цілей, розташованих у створі. Система відрізняється швидкодією, що дозволяє зробити постріл в найкоротший час.

Якщо для нерухомих цілей ймовірність ураження при використанні лазерної системи в порівнянні з імовірністю ураження при використанні системи з стереодальномером не становить великої різниці на дистанції близько 1000 м, і відчувається лише на дальності 1500 м, і більше, то для рухомих цілей виграш явний. Видно, що ймовірність ураження рухомої цілі при використанні лазерної системи в порівнянні з імовірністю ураження при використанні системи з стереодальномером вже на дистанції 100 м, підвищується більш ніж в 3,5 рази, а на дальності 2000 м., де система зі стереодальномером ставати практично неефективною , лазерна система забезпечує вірогідність поразки з першого пострілу близько 0,3.

В арміях, крім артилерії і танків, лазерні далекоміри використовуються в системах, де потрібно в короткий проміжок часу визначити дальність з високою точністю. Так, у пресі повідомлялося: розроблена автоматична система супроводу повітряних цілей та вимірювання дальності до них. Система дозволяє проводити точне вимірювання азимута, кута місця і дальності. Дані можуть бути записані на магнітну стрічку і оброблені на ЕОМ. Система має невеликі розміри і масу і розміщується на рухомому фургоні. У систему входить лазер, що працює в інфрачервоному діапазоні. Приймальний пристрій з інфрачервоною телевізійною камерою, телевізійне контрольне пристрій, що стежить дзеркало з сервопроводом, цифровий індикатор і записуючий пристрій. Лазерний пристрій на неодимовому склі працює в режимі модульованої добротності і випромінює енергію на хвилі 1,06 мкм. Потужність випромінювання становить 1 Мвт в імпульсі при тривалості 25 нс і частоті слідування імпульсів 100 Гц. Расходимость лазерного променя 10 мрад. У каналах супроводу використовуються різні типи фотодетекторів. У приймальному пристрої використовується кремнієвий світлодіод. У каналі супроводу - решітка, що складається з чотирьох фотодіодів, за допомогою яких виробляється сигнал неузгодженості при зміщенні мети в бік від осі візування по азимуту і куту місця. Сигнал з кожного приймача надходить на відео-підсилювач з логарифмічною характеристикою і динамічним діапазоном 60 дБ. Мінімальною пороговий сигнал при якому система стежить за метою становить 5 * 10в-8Вт. Дзеркало спостереження за метою приводиться в рух по азимуту і куту місця сервомоторами. Система стеження дозволяє визначати місце розташування повітряних цілей на відстані до 19 км. при цьому точність супроводу цілей, визначається експериментально становить 0,1 мрад. по азимуту і 0,2 мрад за кутом місця мети. Точність вимірювання дальності 15 см.

Лазерні далекоміри на малахіті неодимовому склі забезпечують вимірювання відстані до нерухомої або повільно переміщаються об'єктів, оскільки частота проходження імпульсів невелика. Не більше одного герца. Якщо потрібно вимірювати невеликі відстані, але з більшою частотою циклів вимірювань, то використовують фазові далекоміри з випромінювачем на напівпровідникових лазерах. До них у вигляді джерела застосовується, як правило, арсенід галію. Ось характеристика одного з далекомірів: вихідна потужність 6,5 Вт в імпульсі, тривалість якого дорівнює 0,2 мкс, а частота проходження імпульсів 20 кГц. Расходимость променя лазера складає 350 * 160 мрад тобто нагадує пелюсток. При необхідності кутова розбіжність променя може бути зменшена до 2 мрад. Приймальний пристрій складається з оптичної системи, на фокальній площині якої розташована діафрагма, що обмежує поле зору приймача в потрібному розмірі. Колімація виконується короткофокусної лінзою, розташованої за діафрагмою. Робоча довжина хвилі становить 0,902 мкм, а дальність дії від 0 до 400 м. У пресі повідомляється, що ці характеристики значно покращені в більш пізніх розробках. Так, наприклад вже розроблений лазерний далекомір з дальністю дії 1500 м. і точністю вимірювання відстані 30 м. Цей далекомір має частоту слідування 12,5 кГц при тривалості імпульсів 1 мкс. Інший далекомір, розроблений в США має діапазон виміру дальності від 30 до 6400 м. Потужність в імпульсі 100 Вт, а частота проходження імпульсів становить 1000 Гц.