Cлайд 1 Cлайд 2 Cлайд 3 Согласно этой конвенции, биологическое...
ПЕРИСКОП , оптический прибор, дающий возможность рассматривать предметы, расположенные в горизонтальных плоскостях, не совпадающих с горизонтальной плоскостью глаза наблюдателя. Применяется на подводных лодках для наблюдения за поверхностью моря при погруженном состоянии лодки, в сухопутной армии - для безопасного и не заметного наблюдения за противником из защищенных пунктов, в технике - для исследования недоступных внутренних частей изделий. В простейшей форме перископ состоит из вертикальной трубы (фиг. 1) с двумя наклоненными под углом в 45° зеркалами S 1 и S 2 или призмами с полным внутренним отражением, расположенными параллельно друг другу в разных концах трубы и обращенными друг к другу своими отражающими поверхностями. Однако отражательная система перископа может конструироваться различно. Система из двух параллельных зеркал (фиг. 2а) дает прямое изображение, правая и левая стороны которого идентичны с соответствующими сторонами наблюдаемого предмета.
Система из двух перпендикулярных зеркал (фиг. 2б) дает изображение обратное, и т. к. оно рассматривается наблюдателем, стоящим спиною к предмету, то правая и левая стороны меняют свои места. Перевертывания изображения и смещения сторон легко достигнуть, помещая в систему преломляющую призму, но необходимость наблюдения спиною к предмету, а следовательно и затруднительность в ориентировке остается, и поэтому вторая система менее пригодна. Недостатками перископа, изображенного на фиг. 1 и применяемого в позиционной войне, являются незначительный угол зрения α (около 10-12°) и небольшая светосила, что вынуждает ограничиваться длиной не более 1000 мм при сравнительно большом диаметре трубы - до 330 мм. Поэтому в перископе отражающая система обычно связывается с системою линз. Это достигается присоединением к отражательной системе перископа телескопа, одного или двух. При этом т. к. обычная астрономическая труба дает обратное изображение с перемещенными сторонами, то комбинация перпендикулярных зеркал с такой трубой даст прямое изображение с правильно расположенными сторонами. Недостатком такой системы является положение наблюдателя спиной к предмету, о чем упомянуто выше. Присоединение астрономической трубы к системе параллельных зеркал также нецелесообразно, т. к. изображение получится перевернутым, с обращенными сторонами. Поэтому в перископе обычно соединяются система параллельных зеркал и земная зрительная труба, дающая прямое изображение. Однако установка двух астрономических труб после двух инверсий даст так же прямое изображение, почему также применяется в перископе. Трубы в этом случае располагаются объективами друг к другу. Преломляющая система перископа не представляет каких-либо особенностей по сравнению с телескопом, однако выбор той или иной комбинации телескопов (точнее линз), их количества и фокусного расстояния определяется требуемыми углом зрения и светосилой перископа. В лучших перископах яркость изображения уменьшается на ≈30% в зависимости от системы и сорта линз.
Т. к. отчетливость изображения зависит и от окраски предметов, то улучшение видимости достигается также применением цветных светофильтров. В простейшей форме перископа (фиг. 3) верхняя линза О 1 дает в точке В 1 действительное изображение предмета, преломляя лучи, отраженные призмой Р 1 . Собирательная линза U создает в точке В 2 также действительное изображение предмета, которое отражается призмой Р 2 и рассматривается через окуляр О 2 глазом наблюдателя. В трубах обычно применяются ахроматические линзы, а также принимаются меры для устранения других аберрационных искажений. Устанавливая один за другим два телескопа, действующие подобно описанному выше, получают возможность увеличить расстояние между призмами без ущерба для светосилы перископа и его поля зрения. Простейший перископ такого типа показан на фиг. 4. Уже первые перископы подобного типа дали поле зрения в 45° и увеличение 1,6 при оптической длине в 5 м при диаметре трубы в 150 мм.
Т.к. наблюдение одним глазом утомительно, то были предложены перископы, дающие изображение на матовом стекле, однако это изображение значительно теряло в четкости, и поэтому применение в перископах матовых стекол распространения не получило.
Следующим этапом в развитии идеи перископов явились попытки уничтожить необходимость поворачивания трубы перископа при осмотре горизонта на 360°. Это достигалось соединением нескольких (до 8) перископов на одной трубе; в каждый из окуляров осматривалась соответствующая часть горизонта, причем наблюдатель должен был обходить трубу. Такого рода мультипликаторные перископы не давали все же всей картины в целом и поэтому были предложены омнископы , дающие весь горизонт в виде кольцевой картины благодаря замене объектива шаровой преломляющей поверхностью. Этого рода приборы, отличаясь значительной сложностью, не давали увеличения поля зрения по вертикали, что препятствовало наблюдению за самолетами, и искажали изображение, а потому вышли из употребления. Более удачным было укрепление оптической системы во внутренней трубе, которая могла вращаться внутри наружной независимо от последней (фиг. 5).
Такого рода панорамные перископы, или клептоскопы , требуют некоторого добавочного оптического устройства. Световой пучок, проникая в головку перископа через шаровую стеклянную крышку Н, предохраняющую прибор от попадания воды и не играющую оптической роли, распространяется по оптической системе Р 1 , В 1 , В 2 и т. д., которая укрепляется во внутренней трубе J. Последняя вращается при помощи цилиндрической зубчатой передачи, показанной внизу прибора рукояткой G, независимо от наружного кожуха М. При этом изображение, падающее на линзу В 3 , преломляемое призмой Р 2 и рассматриваемое окуляром, будет вращаться около световой оси окуляра. Во избежание этого внутри внутренней трубы укрепляется четырехугольная призма D, вращающаяся около вертикальной оси при помощи планетарной передачи К 1 , К 2 , К 3 с половинной скоростью и выпрямляющая изображение.
Оптическая сущность устройства уясняется из фиг. 6, показывающей, как вращение призмы поворачивает изображение с вдвое большей скоростью. Увеличение поля зрения в вертикальном направлении от 30° в обычном перископе до 90° достигается в зенитном перископе установкой в объективной части прибора призмы, вращающейся около горизонтальной оси, независимо от поворота всей верхней части около вертикальной оси для обозрения горизонта. Оптическая часть перископа такого типа дана на фиг. 7.
Перископы употребляются на подводных лодках для двух целей: наблюдения и управления торпедной стрельбой. Наблюдение может заключаться в простом ориентировании в окружающей обстановке и в более тщательном рассматривании отдельных предметов. Для наблюдения предметы д. б. видимы в натуральную величину. При этом практически установлено, что для точного воспроизведения с монокулярным наблюдением предметов, наблюдаемых обычно невооруженным глазом бинокулярно, увеличение прибора д. б. больше 1.
В настоящее время все перископы подводных лодок имеют увеличение 1,35-1,50 для простого ориентирования. Для тщательного рассматривания отдельных предметов увеличение д. б. больше, с максимально возможной освещенностью. В настоящее время применяется увеличение Х 6. Т. о. к перископам предъявляется двойное требование в отношении увеличения прибора. Это требование удовлетворяется в бифокальных перископах, оптическая часть объектива которых дана на фиг. 8.
Перемена увеличения достигается поворотом системы на 180°, при этом объектив O 1 и линза К 1 не перемещаются. Для большего увеличения служит система V’ 1 , Р" 2 , V’ 2 , для меньшего - система V 1 , P 1 , V 2 . Внешний вид нижней части зенитного бифокального перископа дан на фиг. 9.
Описанная конструкция для изменения увеличения не единственная. Более просто та же цель достигается удалением с оптической оси прибора излишних линз, укрепленных в оправе, которая может поворачиваться по желанию около оси. Последняя конструируется вертикально или же горизонтально. Для пеленгования предметов, определения их расстояния, курса, скорости и для управления торпедной стрельбой перископы снабжаются специальными приспособлениями. На фиг. 10 и 11 показаны нижняя часть перископа и наблюдаемое поле зрения для перископа, снабженного вертикально-базисным дальномером.
На фиг. 12 показано поле зрения перископа для определения расстояния и курсового угла по принципу совмещения.
На фиг. 13 дана нижняя часть перископа, снабженного фотографической камерой, и на фиг. 14 - нижняя часть перископа с приспособлением для управления торпедной стрельбой.
Головка перископа при движении вызывает на поверхности моря волнообразования, которые позволяют установить присутствие подводной лодки. Для уменьшения видимости головную часть перископа делают возможно меньшего диаметра, что уменьшает светосилу перископа и требует преодоления значительных оптических затруднений. Обычно узкой устраивают лишь верхнюю часть трубы, постепенно расширяя ее книзу. Лучшие современные перископы при длине трубы больше 10 м и диаметре в 180 мм имеют верхнюю часть длиной около 1 м с диаметром всего в 45 мм. Однако в настоящее время опытом установлено, что открытие подводной лодки достигается не обнаружением самой головки перископа, а видимостью ее следа на поверхности моря, который сохраняется продолжительное время. Поэтому в настоящее время перископ высовывают над поверхностью моря периодически на несколько секунд, необходимых для производства наблюдения, и сейчас же скрывают его до нового появления через определенный промежуток времени. Волнообразование, вызываемое в этом случае, значительно приближается к обычному волнению морской воды.
Различие температуры в трубе и в окружающей среде в соединении с влажностью воздуха внутри перископа приводит к отпотеванию оптической системы, для устранения которого устраивают приспособления для осушки перископа. Внутри перископа устанавливается воздушная трубка, проведенная в верхнюю часть трубы и выходящая наружу в нижней части перископа. С другой стороны последней устраивают отверстие, из которого воздух высасывается из перископа и попадает в фильтр, заряженный хлористым кальцием (фиг. 15), после чего нагнетается в верхнюю часть перископа воздушным насосом, по внутренней трубе.
Трубы перископа должны отвечать особым требованиям прочности и жесткости, во избежание нарушения оптической системы; кроме того материал их не должен влиять на магнитную стрелку, что нарушило бы работу судовых компасов. Кроме того трубы д. б. особо стойкими в отношении коррозии в морской воде, т. к. помимо разрушения самих труб будет нарушаться плотность соединения в сальнике, через который перископ выдвигается из корпуса лодки. Наконец геометрическая форма труб должна отличаться особой точностью, что при большой длине их создает при производстве значительные трудности. Обычным материалом для труб служит маломагнитная нержавеющая никелевая сталь (Германия) или специальная бронза - иммадиевая (Англия), - обладающая достаточной упругостью и жесткостью.
Укрепление перископа в корпусе подводной лодки (фиг. 16) вызывает затруднения, зависящие как от необходимости предотвратить попадание морской воды между трубой перископа и корпусом лодки, так и от вибрации последнего, нарушающей ясность изображения. Устранение этих затруднений лежит в конструировании сальника, достаточно водонепроницаемого и в то же время упругого, надежно соединенного с корпусом лодки. Сами трубы должны иметь приспособления для быстрого подъема и опускания их внутрь корпуса лодки, что при весе перископа в сотни кг приводит к механическим затруднениям и необходимости установки моторов 1, которые вращают лебедки 2, 4 (3 - включение для среднего положения, 5 - ручной привод, 6, 7 - рукоятки для механизма сцепления). При подъеме или опускании трубы наблюдение делается невозможным, так как окуляр быстро перемещается по вертикали. В то же время надобность в наблюдении особенно велика при всплытии лодки. Для устранения этого применяется устройство особой площадки для наблюдателя, соединенной с перископом и перемещающейся с ним. Однако это вызывает перегрузку труб перископа и необходимость выделения в корпусе судна особой шахты для перемещения наблюдателя. Поэтому чаще применяют систему стационарного перископа, позволяющего наблюдателю сохранять свое положение и не прерывать свою работу во время перемещения перископа.
Эта система (фиг. 17) расчленяет окулярную и объективную части перископа; первая остается неподвижной, а вторая перемещается с трубой по вертикали. Для оптического соединения их внизу трубы устанавливают четырехгранную призму, и т. о. световой пучок в перископе этой конструкции отражается четыре раза, меняя свое направление. Т. к. движение трубы изменяет расстояние между нижней призмой и окуляром, то последняя перехватывает световой пучок в различных его точках (в зависимости от положения трубы), что нарушает оптическое единство системы и приводит к необходимости включить в нее еще одну подвижную линзу, регулирующую пучок лучей соответственно положению трубы.
Обычно на подводных лодках устанавливают не менее двух перископов. Первоначально это вызывалось желанием иметь запасный прибор. В настоящее время, когда требуются два перископа различной конструкции - для наблюдения и атаки, перископ, применяемый при атаке, является в то же время и запасным на случай порчи одного из них, что важно для выполнения основной задачи - производства наблюдения. Иногда кроме указанных перископов устанавливают еще третий, запасный, употребляемый исключительно при порче обоих главных.
Армейские перископы отличаются большей простотой конструкции по сравнению с морскими, сохраняя в то же время основные черты и усовершенствования прибора. В зависимости от назначения конструкция их различна. Обычный траншейный перископ состоит из деревянной трубы с двумя зеркалами (фиг. 1). Более сложно устройство трубы перископа, включающей оптическую преломляющую систему, но не отличающейся особыми размерами; такая труба обычно устроена на принципе панорамного перископа (фиг. 18).
Блиндажный перископ (фиг. 19) по конструкции сходен с морским простейшего типа и предназначается для производства наблюдений из укрытий.
Мачтовый перископ служит для наблюдения отдаленных предметов или в лесу, заменяя неудобные и громоздкие вышки. Он достигает высоты 9-26 м и состоит из мачты, служащей для укрепления оптической системы, монтируемой внутри двух коротких труб большого диаметра. Окулярная труба укреплена на лафете внизу мачты, а объективная - на выдвижной верхушке мачты. Таким образом, в этом типе отсутствуют промежуточные линзы, что, несмотря на значительное увеличение (до х 10), при низком положении мачты вызывает уменьшение последнего по мере выдвижения мачты с одновременным понижением отчетливости изображения. Мачта монтируется на специальном лафете, служащем также и для перевозки прибора, причем мачта сдвигается. Лафет достаточно устойчив и лишь при сильном ветре требует дополнительного крепления отводами. Перископ с успехом применяется в технике для обследования отверстий, высверленных в длинных поковках (валах, каналах орудий и др.), для проверки отсутствия раковин, трещин, а также и других пороков. Прибор состоит из зеркала, расположенного под углом в 45° к оси канала, укрепленного на особой оправе и соединенного с осветителем. Оправа перемещается внутри канала на особом стержне и может поворачиваться около оси канала. Телескопическая часть смонтирована отдельно и помещается вне исследуемой поковки; она служит не для передачи изображения, как в обыкновенном перископе, а для лучшего рассмотрения захватываемого перископом поля зрения.
Продвинутая оптроника (оптоэлектроника) дает мачтовым системам непроникающего в корпус типа очевидное преимущество по сравнению с перископами прямого обзора . Вектор развития этой технологии в настоящее время определяется низкопрофильной оптроникой и новыми концепциями на основе неповоротных систем.
Интерес к оптоэлектронным перископам непроникающего в корпус типа возник в 80-х годах прошлого века. Разработчики утверждали, что эти системы повысят гибкость конструкции подлодки и ее безопасность. Эксплуатационные преимущества этих систем заключались в выводе изображения с перископа на несколько экранов экипажа в отличие от старых систем, когда только один человек мог использовать перископ, упрощении работы и повышении возможностей, включая функцию быстрого кругового обзора Quick Look Round (QLR), которая позволяла максимально сократить время нахождения перископа на поверхности и тем самым уменьшить уязвимость подлодки и, как следствие, вероятность обнаружения ее платформами противолодочной борьбы. Значение режима QLR в последнее время повышается вследствие всё большего использования подлодок для сбора информации.
Обычная противолодочная подводная лодка класса «Type 212A» немецкого флота демонстрирует свои мачты. Эти дизель-электрические подлодки классов «Type 212A» и «Todaro», поставляемые соответственно немецкому и итальянскому флоту, отличаются комбинацией мачт и проникающего (SERO-400) и непроникающего типов (OMS-110)
Помимо повышения гибкости конструкции субмарины за счет разнесения в пространстве поста управления и оптронных мачт, это позволяет улучшить его эргономику за счет освобождения объема, ранее занятого перископами.
Мачты непроникающего типа в корпус типа также могут относительно просто реконфигурироваться за счет установки новых систем и реализации новых возможностей, они имеют меньше движущихся частей, что уменьшает стоимость жизненного цикла перископа и соответственно объем его обслуживания, текущего и капитального ремонта. Непрерывный технологический прогресс способствует снижению вероятности обнаружения перископа, а дальнейшие усовершенствования в этой сфере связаны с переходом на низкопрофильные оптронные мачты.
Класс «Virginia»
В начале 2015 года ВМС США установили новый малозаметный перископ, базирующийся на низкопрофильной оптронной мачте LPPM (Low-Profle Photonics Mast) Block 4 компании L-3 Communications, на свои атомные подводные лодки класса «Virginia». С целью уменьшения вероятности обнаружения эта фирма работает также над утоненным вариантом нынешней оптронной мачты AN/BVS-1 Kollmorgen (в настоящее время компания L-3 KEO ), установленной на подлодки этого же класса.
Компания L-3 Communications объявила в мае 2015 года о том, что ее подразделение оптико-электронных систем L-3 KEO (в феврале 2012 года L-3 Communications присоединила компанию KEO, что привело к созданию L-3 KEO) получило по итогам конкурса контракт стоимостью 48,7 миллиона долларов от Командования военно-морских систем ВМС США (NAVSEA) на разработку и проектирование низкопрофильной мачты с опционом на производство 29 оптронных мачт в течение четырех лет, а также техническое обслуживание.
Программой по мачте LPPM предусматривается сохранение характеристик нынешнего перископа при одновременном уменьшении его размеров до размеров более традиционных перископов, например перископа Kollmorgen Type-18, который начал устанавливаться с 1976 года на атомные подлодки класса «Los Angeles» по мере вхождения их в состав флота.
Компания L-3 KEO поставляет американскому флоту универсальную модульную мачту Universal Modular Mast (UMM), которая служит в качестве подъемного механизма для пяти различных сенсоров, включая оптронную мачту AN/BVS1 , мачту высокоскоростной передачи данных, многофункциональные мачты и встроенные системы радиоэлектронного обеспечения
Многоцелевая атомная подводная лодка Missouri класса «Virginia» с двумя оптронными мачтами L-3 KEO AN/ BVS-1. Этот класс атомных подлодок стал первым, где были установлены только оптронные мачты (командирские и наблюдения) непроникающего в корпус типа
Хотя мачта AN/BVS-1 имеет уникальные характеристики, но она слишком большая и ее форма уникальна для ВМС США, что позволяет немедленно идентифицировать национальность этой субмарины при обнаружении перископа. Судя по общедоступной информации, мачта LPPM имеет такой же диаметр как у перископа Type-18, а ее внешний вид напоминает стандартную форму этого перископа. Модульная мачта LPPM непроникающего в корпус типа устанавливается в универсальный телескопический модульный отсек, что повышает незаметность и живучесть подводных лодок.
К особенностям системы относятся визуализация в коротковолновой инфракрасной области спектра, визуализация высокого разрешения в видимой области спектра, лазерная дальнометрия и комплект антенн, обеспечивающих широкое покрытие электромагнитного спектра. Прототип оптронной мачты LPPM L-3 KEO на сегодняшний день является единственным эксплуатируемым образцом; он установлен борту подводной лодки Texas класса «Virginia», где проверяются все подсистемы и эксплуатационная готовность новой системы.
Первая серийная мачта будет изготовлена в 2017 году, а ее установка начнется в 2018 году. По данным компании L-3 KEO, она планирует разработать свою LPPM так, чтобы NAVSEA могло устанавливать единую мачту на новые подлодки, а также могло модернизировать существующие суда в рамках постоянной программы совершенствования, направленной на повышение надежности, возможностей и ценовой доступности. Экспортный вариант мачты AN/BVS-1, известный под обозначением Model 86, впервые был продан зарубежному заказчику по контракту, объявленному в 2000 году, когда египетский флот задумал большую модернизацию своих четырех дизель-электрических противолодочных субмарин класса «Romeo» . Еще один неназванный заказчик из Европы также установил Model 86 на свои дизель-электрические подводные лодки (ДЭПЛ).
Перископные системы до установки на подводную лодку
Компания L-3 KEO наряду с разработкой LPPM уже поставляет ВМС США универсальную модульную мачту Universal Modular Mast (UMM). Эта непроникающего типа мачта устанавливается на подлодках класса «Virginia». UMM служит в качестве подъемного механизма для пяти различных сенсорных систем, включая AN/BVS-1, радиомачту OE-538, антенну для высокоскоростной передачи данных, мачту для специальных задач, а также мачту с интегрированными антеннами радиоэлектронного обеспечения. KEO получила контракт от министерства обороны США на разработку мачты UMM в 1995 году. В апреле 2014 года компания L-3 KEO получила контракт стоимостью 15 миллионов долларов на поставку 16 мачт UMM для установки на несколько атомных подлодок класса «Virginia».
Изображения с оптико-электронной мачты L-3 KEO AN/BVS-1 выводится на рабочее место оператора. Мачты непроникающего типа улучшают эргономику центрального поста, а также повышают безопасность за счет конструктивной целостности корпуса
Другим заказчиком UMM выступает итальянский флот, который также оборудовал этой мачтой свои дизель-электрические подлодки класса «Todaro» первой и второй партии; последние две лодки должны были быть поставлены по графику соответственно в 2015 и 2016 годы. L-3 KEO также владеет выпускающей перископы итальянской компанией Calzoni, которая разработала электронную мачту E-UMM (Electronic UMM) с электрическим приводом, что позволило уйти от внешней гидравлической системы подъема и опускания перископа.
Последнее предложение компании L-3 KEO – это командирская оптронная система непроникающего типа AOS (Attack Optronic System). В этой низкопрофильной мачте совмещены характеристики традиционного поискового перископа Model 76IR и оптронной мачты Model 86 этой же компании (см. выше). Мачта имеет сниженные визуальные и радиолокационные сигнатуры, массу 453 кг, диаметр сенсорной головки составляет всего 190 мм. В сенсорный комплект мачты AOS входят лазерный дальномер, тепловизор, телекамера высокого разрешения и телекамера для низких уровней освещенности.
OMS-110
В первой половине 90-х годов немецкая компания Carl Zeiss (в настоящее время Airbus Defence and Space) начала предварительную разработку своей оптронной мачты Optronic Mast System (OMS). Первым заказчиком серийного варианта мачты, получившего обозначение OMS-110, стал флот ЮАР, выбравший эту систему для трех своих ДЭПЛ класса «Heroine», которые были поставленных в 2005-2008 годы. Греческий флот также выбрал мачту OMS-110 для своих ДЭПЛ «Papanikolis», а вслед за ним купить эту мачту решила Южная Корея для своих ДЭПЛ класса «Chang Bogo».
Мачты непроникающего в корпус типа OMS-110 также были установлены на подлодки индийского флота класса «Shishumar» и традиционные противолодочные субмарины класса «Tridente» португальского флота. Одним из последних приложений OMS-110 стала установка универсальных мачт UMM (см. выше) на подлодки итальянского флота «Todaro» и противолодочные подлодки немецкого флота класса «Type 2122». Эти лодки будут иметь комбинацию оптронной мачты OMS-110 и командирского перископа SERO 400 (проникающего в корпус типа) от компании Airbus Defence and Space.
Оптронная мачта OMS-110 имеет стабилизацию линии визирования по двум осям, средневолновую тепловизионную камеру третьего поколения, телекамеру высокого разрешения и опциональный безопасный для глаз лазерный дальномер. Режим быстрого кругового обзора позволяет получить быстрый программируемый панорамный обзор на 360 градусов. По сообщениям, он может быть выполнен системой OMS-110 менее чем за три секунды.
Компания Airbus Defence and Security разработала низкопрофильную оптронную мачту OMS-200, либо как дополнение к OMS-110, либо как отдельное решение. Эта мачта, показанная на выставке Defence Security and Equipment International 2013 в Лондоне, отличается улучшенной стелс-технологией а также компактной конструкцией. Модульная, компактная, низкопрофильная, не проникающего типа командирская/поисковая оптронная мачта OMS-200 объединяет различные сенсоры в едином корпусе с радиопоглощающим покрытием. В качестве «замены» традиционного перископа прямого обзора система OMS-200 специально спроектирована так, чтобы сохранить малозаметность в видимом, инфракрасном и радиолокационном спектрах.
Оптронная мачта OMS-200 объединяет три сенсора, телекамеру высокой четкости, коротковолновой тепловизор и безопасный для глаз лазерный дальномер. Изображение с высоким качеством и высоким разрешением с коротковолнового тепловизора может дополняться изображением со средневолнового тепловизора, особенно в условиях плохой видимости, например тумана или дымки. По данным компании, система OMS-200 может совмещать изображения в одну картинку с превосходной стабилизацией.
Series 30
На парижской выставке Euronaval 2014 компания Sagem объявила о том, что она выбрана южнокорейской судостроительной верфью Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering (DSME) для поставки оптронных мачт непроникающего типа для оборудования новых южнокорейских ДЭПЛ класса «Son-Won-II», по которым DSME является головным подрядчиком. Этот контракт ознаменовал собой экспортный успех новейшего семейства оптронных мачт Search Optronic Mast (SOM) Series 30 разработки компании Sagem.
Эта поисковая оптронная мачта не проникающего в корпус типа одновременно может принять более четырех продвинутых оптико-электронных каналов и полный набор антенн радиоэлектронной борьбы и системы Global Positioning System (GPS); всё размещается в легком сенсорном контейнере. Оптронные сенсоры мачты Series 30 SOM включают тепловизор высокого разрешения, телекамеру высокого разрешения, телекамеру для низких уровней освещенности и безопасный для глаз лазерный дальномер.
Мачта может принять антенну GPS, антенну радиоэлектронного обеспечения раннего предупреждения, радиопеленгаторную антенну радиоэлектронного обеспечения и антенну связи. Среди рабочих режимов системы имеется режим быстрого кругового обзора, при этом одновременно доступны все каналы. Двухэкранные цифровые дисплеи имеют интуитивный графический интерфейс.
Компания Sagem разработала и начала производство семейства командирских и поисковых мачт Series 30, которые заказаны многими флотами, в том числе и французским. Командирская мачта при этом имеет низкий визуальный профиль
ДЭПЛ класса «Scorpene» постройки компании DCNS оборудованы комбинацией мачт проникающего и непроникающего типа от компании Sagem, включая мачту серии Series 30 с четырьмя оптронными сенсорами: телекамерой высокого разрешения, тепловизором, телекамерой для низкого освещения и лазерным дальномером
Компания Sagem уже поставила вариант Series 30 SOM для новых ДЭПЛ класса «Barracuda» французского флота, тогда как еще один вариант был продан пока неназванному зарубежному заказчику. По данным Sagem, мачта Series 30 SOM поставляемая южнокорейскому флоту, будет включать также антенну радиотехнической разведки, а также оптические средства связи, работающие в инфракрасном диапазоне.
Также доступен командирский вариант Series 30 SOM, получивший обозначение Series 30 AOM; он отличается низкопрофильной мачтой и полностью совместим с вариантом Series 30 SOM касательно механических, электронных и программных интерфейсов. Один и тот же контейнер и кабели могут быть использованы для обоих сенсорных блоков, что позволяет флотам выбирать оптимальную конфигурацию для специфических задач. Базовый набор включает тепловизор высокого разрешения, телекамеру высокого разрешения, опционально идут безопасный для глаз лазерный дальномер, коротковолновый тепловизор и дневная/ночная резервная камера.
CM010
Начало родословной компании Pilkington Optronics датируется 1917 годом, когда ее предшественник стал единственным поставщиком британского флота. В свое время эта фирма (теперь в составе компании Tales) начала в инициативном порядке разработку семейства оптронных мачт CM010, установив опытный образец в 1996 году на атомную подлодку «Trafalgar» британского флота, после чего в 2000 году была выбрана компанией BAE Systems для оборудования новых атомных подлодок класса «Astute». Сдвоенная оптронная мачта CM010 была установлена на первые три лодки. Компания Tales впоследствии получила контракты на оборудование оставшихся четырех подлодок этого класса мачтами CM010 в сдвоенной конфигурации.
Компания Thales оборудовала все субмарины класса «Astute» британского флота оптронными мачтами с сенсорными головками CM010 и CM011. Эти изделия представляют собой основу для перспективных перископов новой серии
Мачта CM010 включает телекамеру высокого разрешения и тепловизор, тогда как в модели CM011 установлены телекамера высокого разрешения и камера с усилением яркости изображения с целью ведения подводного наблюдения, чего не обеспечивает традиционный тепловизор.
В соответствии с контрактом, полученным в 2004 году, компания Tales в мае 2007 года начала поставку мачт CM010 японской компании Mitsubishi Electric Corporation для установки на новые японские ДЭПЛ «Soryu». Компания Tales в настоящее время разрабатывает низкопрофильный вариант CM010 с такой же функциональностью, а также сенсорный комплект, состоящий из камеры высокого разрешения, тепловизора и телекамеры для низких уровней освещенности (или дальномера). Этот сенсорный комплект предполагается использовать для особых задач или ДЭПЛ меньших размерений.
Низкопрофильный вариант ULPV (Ultra-Low Profle Variant), предназначенный для установки на платформы высокого технологического уровня, представляет собой блок из двух сенсоров (телекамера высокой чёткости плюс тепловизор или камера для низких уровней освещения), установленный в низкопрофильной сенсорной головке. Его визуальная сигнатура схожа с сигнатурой командирского перископа диаметром до 90 мм, но при этом система стабилизирована и имеет средства радиоэлектронной поддержки.
Японская ДЭПЛ «Hakuryu», принадлежащая к классу «Soryu», оборудуется мачтой CM010 компании Thales. Мачты поставлены на верфь компании Mitsubishi, основного подрядчика подлодок класса «Soryu», для установки на борт этих субмарин
Панорамная мачта
ВМС США, являющиеся самым крупным оператором современных подводных лодок, развивают перископную технологию в рамках своей программы по модульной панорамной оптронной мачте Afordable Modular Panoramic Photonics Mast (AMPPM). Программа AMPPM начата в 2009 году, и как определили в научно-исследовательском Управлении ВМС, которое курирует эту программу, ее целью является «разработка новой сенсорной мачты для подводных лодок, имеющей высококачественные сенсоры для панорамного поиска в видимом и инфракрасном спектрах, а также коротковолновые инфракрасные и гиперспектральные сенсоры для дальнего обнаружения и идентификации».
По данным Управления, программа AMPPM должна существенно снизить стоимость производства и обслуживания за счет модульной конструкции и неповоротной опоры. Кроме того, ожидается значительное повышение уровня эксплуатационной готовности по сравнению с нынешними оптронными мачтами.
В июне 2011 года прототип мачты, разработанный компанией Panavision, был выбран Управлением для реализации программы AMPPM. Вначале пройдут, по меньшей мере, двухлетние испытания на суше. Затем последуют испытания на море, которые по графику начнутся в 2018 году. Новые неповоротные мачты AMPPM с круговым обзором на 360 градусов будут устанавливаться на атомные подлодки класса «Virginia».
Название Фирма изготовитель Техническая характеристика Где установлен
PIVAIR(SPS), PIVAIR(SPS) К"-для АПЛ и ПЛАРБ SAGEM Оптико-электронный и оптический перископ, на котором также размешена антенна системы РПД и ИК системы. Кроме обычной бинокулярной оптики на мачте расположен секстант, 35мм кинокамера и ИК монитор. Оптическое увеличение 1,5х или 6х(12х в опционном режиме). Угол обзора 26,9, 4,5 град при угле подъема +807-10 град. Мачтовое устройство стабилизировано в 2-х плоскостях. Угол обзора осматривающей носовые и кормовые углы ИК системы 3x6 град обеспечивает быстрый обзор (при 1об/сек, или круговой поиск). Диаметр головки системы обнаружения 320мм, трубы 200мм (для SPS-S - 250 мм). Для перископа атаки - 140 мм и 180 мм соответственно. Casablanca, Emer-ande, Rubis, Saphir, Le Triomphant (версия М12/ SPS-S). L Inflexible и Le Re-doutable (все - Франция)
SMS SAGEM Экспортный вариант непроникающего внутрь ГК перископа, созданный на основе PIVAIR (SPS). Является модис)эи-кацией мачты радиоэлектронного противодействия. Испытан на Psyche (Франция, ПЛ типа Daphne). Gotland (Швеция), Kobben (Норвегия) для АПЛ и ПЛАРБ. Закуплен для испанских ПЛ типа Agosta
IMS-1 SAGEM Непроникающий внутрь ПК перископ только с ИК системой обнаружения (стабилизирована в двух плоскостях, угол подъема +30А9 град, угол обзора 5,4 град при поиске или 7x5,4 град при распознавании, элемент - IRIS CCD). Скорость при круговом обзоре - 15-20 об-мин. Скорость движения ПЛ до 12 уз. Размеры блока системы обнаружения: 208 мм диаметр, 180 кг. Диаметр мачты -235 мм. Narhvalen (Дания)
OMS SAGEM Гиростабилизированная по одной или двум осям система с ТВ камерой (угол подъема +50/-20 град, угол обзора 32 и 4 град), ИК системой (угол подъема +50А20 град, угол обзора 9 град) и стабилизированной навигационной РЛС (дальность 4-32 км, точность 2,5 град). Диаметр блока системы обнаружения 370 мм, вес 450 кг. ПЛАРБ типа Le Triomphant (Франция)
ST5 SFIM/SOPELEM Перископ атаки. Оптимальное увеличение 1,5х и 6х (угол обзора соответственно 30 и 7град). Углы подъема +30/-10 град. Всего по 1985 год выпушено 40 ед. ДПЛ Agosfa АПЛ Amethyste (Франция)
Модель J SFILM/SOPELEM Поисковый перископ, в его состав входят антенна РЛС, антенна АРА-4 и всенаправленные антенны электронной разведки. Увеличение 1,5х и 6х (углы обзора соответственно 20 и 5 гр^д) Agosta
Модель К SFIM/SOPELEM Установлен световой усилитель, при этом увеличение 5х, угол обзора 10 град, углы подъема +30/-10 град. При дневном режиме увеличение 1,5х и 6х (углы обзора соответст-венно 36 и 9 град) АПЛ типа Amethyste (Франция)
Модель L SFIM/SOPELEM Имеет те-же характеристики и устройства, что и модель К, но без секстанта, т.к. ПЛАРБ имеют специальный астроперископ MRA-2. ПЛАРБ ВМС Франции
М41 и ST3 (модернизированный) 5FIM/ SOPELEM (Франция) и Eloptro (Южная Африка) Оптические перископы атаки (ST3) и поиска (М41) были модернизированы на ПЛ ВМС Южной Африки: заменены оптический элементы, улучшены оптический характеристики системы, в том числе в условиях слабой освещенности, установлены видеодальномеры и ТВ-системы, работающие в условиях слабой освещенности, сигнал от которой подается на консоли операторов ЦП. ДПЛ типа Spear (типа Daphne) ВМС Южной Африки
Германия
STASC/3 Carl Zeiss Первый послевоенный перископ фирмы дзойного назначения - поиска и атаки. Оптическое увеличение 1,5х и 5,6х, углы обзора 40x30 град и 10x7,5 град. Углы подъема +90/-15 град. Всего было выпущено 30 ед. ДПЛ типа Narhvalen (тип 207, Дания), Kobben (тип 207, Норвегия), тип 205 (Германия), сейчас снят с вооружения.
ASC17/NavS (SER012) Carl Zeiss AS С17 - перископ атаки с фиксированными окулярами (с индикаторами пеленга в с}хжальной плоскости объектива) NavS - навигационный перископ, однотипный с AS С17, устанавливается на мачте РДП. Оптическое увеличение 1,5х и 6,0х, углы обзора 38x28 град и 9,7x5 град. Углы подъема +90/-15 град. (SERO - сокращение от ein Sehrohr- перископ (нем.)) ДПЛ типа 206 (Индонезия), типа 206А (Германия), типа 540 (Израиль)
Германия
ASC189 BS18 Carl Zeiss AS C18 и BS 18 соответственно перископы атаки и поиска (В - сокращение от eine Beobachtung - наблюдение (нем.)) Оптическое увеличение 1,5х и б,0х, углы обзора 40x30 град и 9,5x7,5 град соответственно. Углы подъема +75/-15 град. Диаметр трубы 52-180 мм и 60-180мм. ДПЛ типа 209 (Аргентина, Колумбия, Эквадор, Греция (только тип 209/1100)), Перу (Islay и Arica), Турция, Венесуэла (Sabalo).
AS С40, BS 40 (SERO 40) Carl Zeiss AS С40 и BS 40 имеют электрическую систему управления. Управление функциями (увеличение и т.п.) - кнопочное, электрическое. Выдаются данные по истинному и относительному пеленгу, углу подъема, высоте цели и дистанции до нее, данным радиоразведки. Увеличение 1,5х и 6,0х, при углах обзора 36*28град и 8x6,5 град, по углам подъема призмы +757-15 град. При поднятой антенне - +60/-15 град. Устанавливаются: лазерный дальномер, ТВ-камера, ИК шкала обзора носовых углов, работающая в диапазоне amp;-12 микрон. Имеется версия 40 Stab, стабилизированная по горизонту с использованием 2-х осевого гороскопа и 16-битового микропроцессора. ДПЛ типа 209/1200 (Греция), типа 209 (Индонезия), типа 209 (Перу, последние ПЛ серии), типа 209 (чили, Корея), типа 209/1400 (Венесуэла), Тайвань (Hai Lung)
SERO 14, SER015 Carl Zeiss SERO 14- перископ поиска, SERO 15- перископ атаки. Оптическое увеличение 1,5х и 6,0х при углах обзора 36л28 град и 8x6,5 град соответственно. Углы подъема +75/-15 град для SER014 и +60/-15 град для SER015. В состав SERO 14 входят также: - ИК система обнаружения (8-12 микрон) с американским 180-элементным модульным детектором, обеспечивает носовые углы обзора 14,2x10,6 град и 4x3 град; - дополнительный режим увеличения 12 с углами обзора 4x3 град и режим zoom. SERO 15 имеет оптический и лазерный дальномеры, а в модификации SERO 15 Mod IR еще и ИК камеру, работающую в диапазоне 3-5 микрон. Диаметры - больше, чем на серии 40 Stab. ПЛ типа 212 (Германия), ДПЛ Ula типа 210 (Норвегия)
OMS -100 Carl Zeiss Оптронная мачта с ИК и ТВ-системами наблюдения. Данные передаются на монитор в посту управления. На мачте могут быть установлены лазерный дальномер и антенна РЛС, либо только антенна РЛС. В комплект входит также антенна системы GPS и радиоразведки. ИК система работает в диапазоне 7,5-10,5 микрон (используется цифровой детектор) и имеет углы обзора 12,4x9,3 град либо 4,1x3,1 град. Углы подъема +60/-15 град. ТВ-камера (с 3 микропроцессорами) имеет углы обзора 30x22,7 град либо 3,5x2,6 град (в режиме zoom). Диаметр оптронного контейнера 220 мм, вес - 280 кг. Аппаратура управления и представления данных весит 300 кг, а мачтовое устройство - 2500 кг. Прошла испытания на ПЛ U-21 типа 206 в 1994 г.
Великобритания
CH 099 Великобритания, фирма Barr amp;Stroud (подразделение фирмы Pilkington Optronics) СН 099 - перископ атаки. Может быть оснащен ИК прибором ночного видения или высокочувствительной ТВ-камерой, но не обоими приборами вместе из-за недостатка места. Изображение формируется на экране ЭЛТ. Данные о пеленге и дистанции отображаются непосредственно в окуляре и автоматически передаются в ЦП и в систему управления огнем. Оптическое увеличение 1,5х и 6,0х. Диаметр мачты - 190мм. -
CK059 Barr amp;Stroud (подразделение фирмы Pilkington Optronics) Перископ поиска, подобен перископу атаки СН099. Диаметр мачты - 190 мм. Имеет окно больших размеров, поэтому может быть оснащен дополнительно светоусилителем с трубкой Mullard, что позволяет использовать его в ночное время. На мачту может быть установлена всенаправленная антенна радиотехнической разведки. При применении приборов ИК наблюдения и ТВ-камерой перископ может быть оборудован пультом дистанционного управления, скорость в ращения датчика может изменяться от 0 до 12 об/мин, вертикальный наклон линии визирования в пределах от -10 град до +35 град. Оператор может также регулировать масштаб увеличения, фокусировку всех устройств, управлять передачей данных ит.п. -
Великобритания
СК034/СН084 Barr amp;Stroud (подразделение фирмы Pilkington Optronics) 254-миллиметровые перископы поиска (СК 034) и атаки (СН 084). Диаметр верхней части перископа атаки - 70 мм. Оба перископа квазибинокулярные. Перископ СК 034 имеет три значения увеличения: 1,5х, 6х, и 12х. Углы обзора соответственно 24, 12,6 и 3 град. Установлен секстант типа AHPS4. Перископ СН 084 имеет значения увеличения 1,5х и 6х при углах обзора 32 и 6 град. Оснащен светоусилитилем. ИК системой наблюдения и дальномером, автоматически вычисляющим дистанцию до цели. АПЛ типа Trafalgar (Великобритания), ДПЛ типа Victoria (Uphoulder) (Канада)
СК043/СН093 Barr amp;Stroud (подразделение фирмы Pilkington Optronics) Перископ поиска СК 043 оснащен светоусилителем и ТВ-камерой, работающей при низкой освещенности. Оба канала обнаружения стабилизированы. Диаметр перископа поиска СК 043 - 254 мм, перископа атаки СН 093 - 190 мм. ДПЛ Collins (Австралия)
СК 040 Barr amp;Stroud (подразделение фирмы Pilkington Optronics) Комбинированный (поиска и атаки) перископ для малых ПЛ. Оборудован светоусилителем и дальномером. Имеет монокулярный объектив и стабилизирован по горизонту. Из-за массогабаритных ограничений отсутствуют дополнительные системы обнаружения и антенны навигационных систем, а также не выводятся показания истинного пеленга, имеется только относительная шкала координат. Окошко и объектив имеют обогрев. СМПЛ
СМОЮ Barr amp;Stroud (подразделение фирмы Rlkington Optronics) СМОЮ - это разработанная в порядке коммерческой инициативы оптоэлектронная мачта, в состав которой входят рабочая станция с двумя дисплеями фирмы Ferranti Thomson и мачтовое устройство фирмы McTaggert Scott. Рабочая станция, используя образы, полученные от различных систем обнаружения, создает синтезированный образ цели, который и передается в АСБУ. Все датчи‹и помешены в обтекаемый герметичный контейнер, а система обработки сигналов находится в ПК. В состав систем обнаружения входит ИК камера, монохромная камера с высокой разрешающей способностью, система радиоразведки и GPS. Углы обзора 3, 6, и 24 град, а углы подъема - +60/-15 град. Сейчас диаметр мачты 340 мм, но он может быть уменьшен до240 мм, при условии уменьшения угла подъема до 50 град. Мачта прошла морские испытания в 1996 г. SSN 20 Astute (Великобритания)
Type8L mod (T),Type15L mod(T) Sperry Marine Комбинация перископов для ПЛАРБ типа Ohio Type 8L установлена по правому борту ОВУ, a Type 15L - по левому борту. Type 8L несет также антенну РЛС определения дистанции, а 151-станцию PTPWLR-10. Оптическое увеличение соответственно 1,5х и 6х при углах подъема +60/-10 град. Углы обзора 32 и 8 град. Могут оснащаться ТВ - и фотокамерами. Длина перископа око-ло14м. SSBN тип Ohio (США), SSN 21 Seawolf (США) (перископы Type 8J Mod 3)
Type 18 Sperry Marine Поисковый перископ, несущий также антенну обнаружения сигналов РЛС, имеет гиростабилизированную оптическую систему, светоусилитель и ТВ-камеру для низких уровней освещенности. Модис|эикация Туре 18В имеет общую длину около 12,0 м, a Type 18D-12,6 м. Оптическое увеличение 1,5х, 6х, 12х, 24х, при углах обзора 32, 8, 4 и 2 град. Ограничения углов подъема +60/-10 град. Функциональные режимы перископа: день, ночь, оптика, ТВ, IMC (image motion compensation - компенсация движения образа цели), фотокамера и гиростабилизация.
Type 22 (NESSI^ - Оптронная система 2-го поколения для АПЛ типа Los Angeles, включающая ИК систему, работающую в диапазоне 3-5 микрон, ТВ-систему, работающую при низких уровнях освещенности, и антенну спутниковой навигации. Перископы Types 19, 20 и 21 - это различные типы оптронных мачт, данные о которых отсутствуют. ПЛА типа Los Angeles (США)
Model 76 Kollmorgen Бинокулярный, со стабилизированной оптикой, экспортный 7,5-дюймовый перископ фирмы Kollmorgen в версиях поиска и атаки. Оптическое увеличение 1,5х и 6х при углах обзора 32 и 8 град и ограничениях по углам подъема +74/-10 град для перископа атаки и +60А10 град для поискового перископа, для поискового перископа. На перископе поиска устанавливаются секстант, антенны связи, спутниковой навигации и РЭБ. Светоусилитель установлен непосредственно на мачте, а ИК система SPRITE - между оптической головкой и антенной РЭБ (угол обзора 12/4 град, при ХН 0,2 мра^о). Перископы, установленные на ПЛ различных флотов, имеют индивидуальные номера моделей. ДПЛ тип TR-1700 (Аргентина), типа 209/1400 (Бразилия), типа 209/1500 (Индия), Dolphin (Израиль), Salvatore Pe/os/(Model 767322c радиолокационным дальномером, Италия), Primo Langobardo (Model767323 с лазерным дальномером) Nazario Sauro вторые 2 ПЛ (Model 76/324), Walrus (Нидерланды), Nacken (Швеция), 209/1200 и 209/1400 Model 76/374 Турция)
Универсальная модульная мачта / Model 86/Model 90 Kollmorgen (США) Model 86 - оптронная мачта, объединяющая датчик ИКвидения, высокочувствительную ТВ-камеру и средства радиотехнического обеспечения. Для передачи информации используется волоконно-оптическая линия, управление осуществляется с помощью ЭВМ, производящей общий анализ угрозы, и с пульта управления. К числу дополнительных возможностей относятся цветной ТВ-канал, навигационная аппаратура SATNAV и обработка видеосигнала. Model 90 - это оптронная адаптация к обычному 190-мм перископу, совмещающая оптический канал с увеличением 1,5х, 6х, 12х, 18х при ограничении углов подъема +74/-10 град, ИК приемнике ограничением углов подъема +557-10 град, ТВ-камеру, лазерный дальномер, систему РЭБ и приемник‹GPS. Model 86 и 90 представляют собой коммерческие версии так называемой универсальной модульной мачты, в состав которой входит optronica фирмы Kollmorgen (США), дисплеи фирмы Loral Librascope (США), 2-х ступенчатая мачта фирмы Riva Calzoni (Италия), оконечное устройство обработки сигналов фирмы Alenia (Италия) и универсальные консоли MFGIES или CTI. Модио›икациями Model 90 являются ТОМ (тактическая оптронная мачта), OMS (оптронное мачтовое устройство обнаружения) и СОМ (компактная оптронная мачта). Последняя предназначена для СМПЛ. В начале 1994 г. Model 90 была поставлена на экспорт заказчику в Японию. АПЛ типов Seawolf и Virgnia
* По данным
The Naval Institute guide to World Naval Weapon Systems 1997-1998, pp. 638-644.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Перископные комплексы подводных лодок
Современные ПЛ оборудуются многофункциональным комплексом, состоящим из двух перископов, что обеспечивает широкие функциональные возможности такого комплекса и его надежность. За рубежом такие перископы классифицируются как перископы атаки (командирские перископы) и перископы поиска (универсальные перископы).
Перископ атаки используется для оперативной оценки надводной и воздушной обстановки.
Основным каналом является визуально-оптический канал окулярного наблюдения оператором, что определяет основную его конструктивную особенность - «проникающую» через основной корпус ПЛ трубу перископа с оптической системой, передающей изображение в окуляры наблюдения.
Перископ поиска предназначен для сбора возможно большего объема информации об обстановке в районе нахождения ПЛ. При отсутствии возможности наблюдения традиционным визуальным каналом он обеспечивает наблюдение за счет использования тепловизионной и телевизионной систем
Изображения от телевизионных и тепловизионного приемников информации передаются на экран монитора.
Для того чтобы создать оператору условия для выполнения одинаковых действий при управлении прибором, монитор устанавливается в окулярной части. Этот монитор можно использовать также и для отображения символов сопутствующей информации.
Таким образом, оператору, работающему с перископом, приходится обрабатывать большой объем визуальной информации.
Наиболее сложные вопросы при проектировании перископных комплексов, до настоящего времени не решенные, возникают при организации предъявления визуальной информации оператору с учетом его психофизиологических характеристик.
Целью работы является изучение принципов построения окулярной части современного перископа, обеспечивающей оптимальные условия для работы оператора, ведущего наблюдение через визуальный канал.
Проблемы, связанные с построением окулярной части современных перископных систем
Наиболее сложной задачей при построении перископных комплексов, по нашему мнению, является организация рационального предъявления визуальной информации оператору с учетом его психофизиологических характеристик.
С точки зрения рационального построения оптических наблюдательных систем прежде всего возникают вопрос по какой из существующих схем целесообразно в данных условиях применения реализовать окулярную часть, а именно выполнить его в виде монокуляра, бинокуляра или псевдобинокуляра.
До последнего времени окулярная часть отечественных перископов выполнялась по монокулярной схеме, т.е. наблюдение велось через один окуляр.
Однако, обзор отечественных и зарубежных публикаций показал, что зарубежные фирмы, строят окулярную часть своих перископов по бинокулярной схеме. Здесь возможны две схемы построения.
В первой схеме оператор наблюдает в каждом из двух окуляров изображение, сформированное визуальным каналом, и сопутствующую информацию.
Во второй схеме построения окулярной части оператор наблюдает в один окуляр изображение, сформированное визуальным каналом, а второй окуляр используется только для ввода в него сопутствующей информации.
Следующий ряд задач, возникающих при проектировании окулярной части, связан с необходимостью предъявлять оператору видеоинформацию (сопутствующую знаковую или телевизионного канала).
При этом неизбежно возникают вопросы о цветовой гамме символов сопутствующей информации, их угловых размерах, о яркости и структуре экранов мониторов, обеспечивающих наилучшие условия наблюдения и восприятия изображения.
Еще одна задача, которая осталась до настоящего времени нерешенной при проектировании подобных систем, связана с физиологическими аспектами восприятия зрительных образов при монокулярном, бинокулярном и псевдобинокулярном предъявлении.
Выбор оптической схемы построения окулярной части перископа
Зарубежные фирмы, занимающиеся перископостроением, конструируют окулярную часть по бинокулярной схеме с возможностью переключения на монокуляр.
При этом используются, как правило, две схемы построения.
В первой схеме окулярной части оператор наблюдает в один окуляр изображение, сформированное визуальным каналом, а второй окуляр используется только для ввода в него сопутствующей информации, это так называемая псевдобинокулярная схема построения.
Во второй схеме оператор одновременно наблюдает в каждом из двух окуляров изображение, сформированное визуальным каналом, и сопутствующую информацию на экране монитора, это бинокулярная схема построения.
Псевдобинокулярная схема построения
Визуальный и канал наблюдения сопутствующей информации представляют собой самостоятельные, раздельные каналы.
Таким образом, световой поток, передаваемый визуальным каналом, направляется в один глаз и в один окуляр, а с экрана монитора - в другой глаз и окуляр.
Данная схема псевдобинокуляра основана на физиологических особенностях зрительной системы человека, когда два изображения, поступающие в каждый глаз, сливаются в одно, которое и воспринимается человеком.
С технической точки зрения такой способ предъявления визуальной информации имеет существенное преимущество, так как позволяет снизить неблагоприятное влияние высоких уровней освещенности изображения, создаваемого визуальным каналом, на контрастность изображения на экране монитора.
При недостаточных светотехнических характеристиках миниатюрных мониторов этот фактор оказывается существенным.
На рисунке 3 представлены изображения, наблюдаемые в каждый из окуляров (а; б), а также изображение воспринимаемое оператором при одновременном наблюдении в оба окуляра (в).
При реализации псевдобинокулярного способа предъявления информации происходит искусственное разделение полей зрения правого и левого глаза, что приводит к возникновению ряда психофизиологических феноменов.
Такой способ предъявления информации не является для зрительного анализатора естественным. Создание псевдобинокуляра ставит вопрос об изменении зрительных функций одного глаза при воздействии световых раздражителей на другой глаз.
При псевдобинокулярном предъявлении правый и левый глаз воспринимают изображения, которые могут значительно отличаться по яркости.
Это связано с тем, что один глаз оператора, взаимодействующий с изображением на экране монитора, полностью экранируется, а другой глаз воспринимает информацию, передаваемую визуальным каналом.
Бинокулярная схема построения
В бинокулярной схеме оператор наблюдает одновременно в каждом из двух окуляров изображение, сформированное визуальным каналом, и сопутствующую информацию с экрана монитора. Схема построения бинокуляра представлена на рисунке 4.
Для создания бинокуляра можно применить склейку призм 2, на склеенные грани которых наносится светоделительное покрытие для разделения светового пучка на два окуляра.
Склейка призм устанавливается в параллельном ходе лучей между объективами 1 и 3. Далее объективы 3 собирают пучки лучей в фокальных плоскостях окуляров 5. Для возможности регулирования межзрачкового расстояния применяются призмы-ромб 4 (показаны их сечения).
1 , 3 , 6 - объективы, 2, 4 - призмы, 5 - окуляр.
Канал наблюдения сопутствующей информации состоит из объективов 6, 3 которые проецируют изображение сопутствующей информации с экрана монитора в фокальную плоскость окуляров 5.
Таким образом, в фокальной плоскости окуляров образуется изображение сопутствующей информации и изображение внешних наблюдаемых объектов. Оператор наблюдает в окуляры эти изображения совмещенными. Вид поля зрения в окуляр представлен на рисунке 5.
Рисунок 5 - Вид поля зрения при наблюдении в бинокуляр
При создании окулярной части по бинокулярной схеме возникает еще одна проблема - оператор может не различить сопутствующую информацию на фоне изображения наблюдаемых объектов, формируемого визуальным каналом, как показано на рисунке 3.5.
Для устранения этого недостатка необходимо, чтобы яркостный контраст между ними составлял не менее 2% (минимально различимый глазом человека яркостный контраст).
Визуализация информации с экрана монитора
Современные наблюдательные приборы, используемые в боевых подвижных средствах, такие как перископы подводных лодок, надводных кораблей, бронетранспортеров и т.п., должны обеспечивать возможность наблюдения в любое время суток и в сложных погодных условиях.
С этой целью они оборудуются дополнительно к визуальному каналу оптоэлектронными каналами (телевизионными приборами, работающими при низких уровнях внешней освещенности, а также тепловизионными приборами).
Таким образом, оператору, работающему с комплексным прибором, приходится работать с большим объемом визуальной информации.
Поэтому при разработке таких комплексных приборов встает вопрос о создании рабочего места оператора, а именно, о способах предъявления оператору видеоинформации.
Рабочее место оператора часто выполняется таким образом, что информация от каждого наблюдательного канала передается на экраны нескольких мониторов (рисунок 6) или же на экран одного монитора, разделенного на несколько полей.
Рабочее место должно способствовать максимально быстрому принятию решения в сложных ситуациях, связанных с наблюдаемой панорамой, а слежение за многими экранами не обеспечивает достаточно быстрого анализа сюжетов. Кроме того, при таком решении сложно вести одновременное наблюдение при помощи визуального и оптоэлектронных каналов.
Для того чтобы наблюдать экран монитора в поле зрения визуального канала, монитор устанавливается в окулярной части перископа, а для передачи изображения с экрана в окуляры используется проекционная оптическая система.
Рисунок 6 - Многоэкранный пульт рабочего места оператора
Деятельность оператора при различных способах предъявления визуальной информации
Основным объектом исследования является окулярная часть многофункционального перископного комплекса современных ПЛ.
Рассмотрена схема макета бинокулярного узла совмещения визуального канала и канала наблюдения сопутствующей информации (рисунки 6 и 7)
Оптическая схема данного узла, в который входят визуальный канал и канал наблюдения сопутствующей информации, представлена на рисунке 8
Входной объектив 1 создает изображение наблюдаемого внешнего объекта в фокальной плоскости оборачивающей системы 2, 4, которая переносит это изображение в фокальную плоскость окуляров 6. Для создания псевдобинокуляра призма-куб 3 выводится из хода лучей.
Канал наблюдения сопутствующей информации состоит из объективов 7, 4, которые проецируют плоскость экрана монитора в фокальную плоскость окуляров 6.
Рисунок 8 - Оптическая схема макета бинокулярного узла совмещения визуального канала и канала наблюдения сопутствующей информации с экрана монитора 1, 2, 4, 7 - объективы, 3 - призма, 5 - зеркало, 6 - окуляр.
Определение вероятности обнаружения
Для определения вероятности обнаружения при монокулярном и бинокулярном наблюдении используется канал наблюдения сопутствующей информации
Оператору предъявляется на короткое время тест-объекты, выводимые на экран монитора. В качестве тест-объектов используется например буквы русского алфавита.
В изученных работах тест-объекты предъявляются наблюдателям, далее производилось определение усредненных значений правильного опознавания букв при наблюдениях в следующих условиях: при изменении уровня яркости экрана монитора (от 1 до 120) и постоянном контрасте между объектом и фоном (К =100 %); при изменении контраста между объектом и фоном (от 100 до 10%) и постоянной яркости экрана монитора (L =120); при изменении яркости экрана и контраста между объектом и фоном.
Яркость экрана монитора и контраст между объектом и фоном определялись при помощи фотометра.
Для определения вероятности обнаружения при псевдобинокулярном способе предъявления информации объектив визуального канала открывался, призма 3 выводилась из хода лучей.
При этом оператор одновременно наблюдал в один окуляр изображение визуального канала, во второй окуляр - экран монитора. Полученные результаты представлены в таблицах 1 и 2, а также на рисунках 9 и 10.
окуляр зрительный перископный
Рисунок 9 - Зависимость вероятности обнаружения от контраста между объектом и фоном
Рисунок 10 - Зависимость вероятности обнаружения от яркости экрана
Изучен макет бинокулярного узла совмещения визуального канала и канала наблюдения сопутствующей информации.
В изученных исследованиях, с точки зрения правильного опознавания объектов, установлено, что при низком уровне освещенности, а также при малом контрасте между объектом и фоном наблюдение через бинокуляр имеет несравненное преимущество.
Установлено, что, с точки зрения пространственной разрешающей способности, наблюдение при помощи бинокуляра, даже с учетом уменьшения потока излучения, равнозначно монокулярному наблюдению.
Но с точки зрения вероятности обнаружения и распознавания объектов, особенно при низкой яркости объектов наблюдения и малом контрасте между объектом и фоном, бинокулярное наблюдение обладает преимуществами
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ боевых действий подводных лодок США по нарушению коммуникаций Японии на Тихом океане во второй мировой войне. Силы и средства ведения подводной войны. Формы, методы и способы действий подводных лодок США. Выводы и уроки из анализа боевых действий.
курсовая работа , добавлен 27.10.2009
Ядерные реакторы подводных лодок, принципы действия, конструкция. Устройство водо-водяного реактора, используемого на подводных лодках. Немного из истории отечественного военно-морского флота. Катастрофы на атомных подводных лодках, причины гибели.
презентация , добавлен 26.05.2014
Процесс формирования противолодочной авиации как нового рода морской авиации и противолодочных сил ВМФ. Назначение противолодочных самолетов и корабельных вертолетов. Гидроакустические средства обнаружения подводных лодок, оружие для их уничтожения.
курсовая работа , добавлен 05.09.2009
Требования руководящих документов по боевому использованию гидроакустических средств. Правила выбора режимов работы в различных тактических ситуациях. Классификационные признаки при боевом использовании ГАС обнаружения подводных диверсионных сил, средств.
презентация , добавлен 23.12.2013
Создание, совершенствование ядерного оружия и термоядерных боеприпасов. Наращивание количества стратегических наступательных вооружений. Разработка нейтронного запала, подводных лодок, бомбардировщиков, баллистических и моноблочных ракет, другого оружия.
курсовая работа , добавлен 26.12.2014
Первые упоминания и идеи о возможности спуска людей под воду, их воплощение в жизнь и модернизация. Подводный флот в Великой Отечественной войне. Общая характеристика современного состояния подводного вооружения. Классификация суден, средства их связи.
реферат , добавлен 22.11.2010
Авария на атомной подводной лодке К-141 "Курск": спасательные работы, версии возможных причин аварии, идентификация погибших, итоги операции подъёма. Другие аварии на советских, российских и иностранных атомных подводных лодках. Причины аварийности.
реферат , добавлен 22.10.2014
Теоретические аспекты управления и профилактики неуставных взаимоотношений, их анализ в войсковой части ракетных войск. Основные направления воспитательной работы в части по сплочению воинских коллективов и формированию в них уставных взаимоотношений.
дипломная работа , добавлен 30.10.2010
Структура военно-воздушных сил РФ, их предназначение. Основные направления развития дальней авиации. Современные российские зенитные ракетные комплексы. Части и подразделения разведки, поиска и спасания. История ВВС России, установление памятного дня.
реферат , добавлен 24.03.2013
Классификация магнитометрических средств обнаружения по физическим принципам действия, по уровню излучения. Главное назначение МСО, основы теории его разработки. Характерные помехи при применении МСО, способы их компенсации, особенности разработки, схема.
Профессию моряка по незнанию легко романтизировать: шум волн, крик чаек, приятный солоноватый воздух, ощущение полной свободы. Реальность, конечно, совсем другая, особенно у подводников. Запертые в субмарине люди могут месяцами не подниматься на поверхность, а единственная возможность увидеть небо - посмотреть в перископ. И даже это считается привилегией. Как подводники сохраняют рассудок в такой атмосфере, чем заканчивались встречи с другими лодками и сколько вина полагалось на дальний поход, нам рассказал капитан 1-го ранга, командир советской атомной подводной лодки Владимир Николаевич Ворошнин.
Нужно быть одержимым
- Моряков, и особенно подводников, называют элитными войсками. Согласны с этим?
Знаете, каждый род войск считает себя элитным. Но думаю, что служить на подводных лодках - это очень престижное занятие. Нужно быть одержимым человеком, особенно командиру подлодки. Без этого не получается служба, лодка требует полной отдачи. Поэтому и требования к подводникам очень суровые. Если смотреть с такой точки зрения, то подводники - элита.
- Суровые требования - имеете в виду здоровье?
Не только. Здоровье необходимо вообще везде: в армии, авиации, флоте, милиции. Еще важна глубокая интеллектуальная составляющая. Лодка - это сгусток инженерии, науки, колоссальной практики. И все переплетается, одно без другого не может существовать. Вот это вместе с физическим здоровьем - основа для службы на подводной лодке.
- Как насчет послаблений? Слышал, что разрешается вино. А что-нибудь покрепче?
Вино было, конечно. На один поход, например, выделялось 400 килограмм сухого вина. Покрепче - ни в коем случае. Нельзя на лодке пить, просто по определению. Да, мы знаем: была война, легенды о том времени разные ходили. Тогда пили - в таких условиях нужно было снимать стресс. Но у меня, кроме того, что положено, не пили.
Список продовольствия на подлодке для похода
О жизни на подлодке
- Вы командовали К-452 «Новгород Великий». Чем подлодка примечательна?
Это атомная подлодка второго поколения, но модернизированная - то есть в промежутке между третьим и вторым. Очень интересная подлодка: кроме торпед она вооружена крылатыми ракетами. К-452 была серьезной угрозой для надводных кораблей. А звание «Новгород Великий» присвоили подлодке уже после меня.
Условия на К-452 были хорошие. Например, молодым офицером на Балтийском флоте я служил еще на дизельной подводной лодке. И там очень суровая бытовая ситуация. Питьевая вода в цистернах, нужно строго экономить. Шикарную баню не организуешь. Чайник пресной воды на голову, в остальном нужно мыться водой от охлаждения дизелей - а она морская.
На К-452 воду мы делали сами. Но тратить все равно нужно разумно: если неограниченно использовать жидкость, начнет уменьшаться моторесурс системы по ее подготовке. К тому же мыльная вода, которая идет за борт, может демаскировать подлодку.
Под водой К-452 может находиться месяца четыре. Связано это только с продовольствием. Если его подвезут и загрузят - как самолеты в воздухе заправляют, - то мы можем очень долго находиться в походе. Все будет зависеть только от степени выносливости людей.
«Погода теплая, прекрасно пахнет морем. Не хочется погружаться»
- Сколько шло ваше самое длительное погружение? Когда опустились под воду и не всплывали.
Примерно три месяца.
- Как в замкнутом пространстве и коллективе из ста человек можно вынести такую изоляцию?
Конечно, мы понимали эту трудность в плавании. Продумывали досуг. У меня был замполит, была комсомольская и партийная организация - они действительно работали и делали какие-то интересные мероприятия, которые снимали стресс.
Все понимают, что здесь живые люди. Могут они не ссориться? Нет, не могут. Обязательно кто-то что-то скажет, обидит кого-то, из-за этого растет напряжение. Беседами и мероприятиями удавалось разряжать обстановку. На обычных кораблях ведь тоже длительные походы есть, и там ровно те же проблемы.
- Но на корабле хотя бы небо видишь.
А я в начале говорил, что люди должны быть интеллектуально выдержанные. Вот зачем это нужно. Людям не хватает воздуха - я имею в виду внутренне. Иногда, когда кто-то чем-то отличится, говорил ему: «Иди-ка сюда, сходи на улицу». И давал ему в перископ посмотреть. Человек сразу доволен - хоть так посмотреть, что вокруг происходит.
На лодках третьего поколения уже появились полноценные зоны отдыха. Птички живые, рыбки плавают, растения. И слайды с фотографиями природы: роща зеленая, коровки, ручей течет - вот это очень хорошо снимает стресс. Но у меня на К-452 такого не было.
- Если не говорить об очевидном вроде семьи и встреч с друзьями, чего особенно не хватало на подлодке?
Однажды всплыл, потому что антенна затекла. Нужно было поднять изоляцию и промыть спиртом. Долго находиться на поверхности нельзя - не думайте, что океаны огромные и безмолвные. На самом деле они насыщенны множеством средств контроля: самолеты, система подводного наблюдения СОСУС и т.д.
Каждое всплытие нужно обосновывать. Если хоть пару часов проведешь на воде, обязательно кто-то прилетит и посмотрит на тебя.
Так вот, всплыл тогда - а погода теплая, прекрасно пахнет морем, чистый воздух. Не хочется погружаться. Вот этого больше всего не хватает.
- Чем можно занять свободное время?
Каждая боевая часть организует какое-то мероприятие. Старались концерты делать, готовили рисунки, смешили людей. Например, однажды мы встречали Новый год, и был большой концерт по сменам: две смотрят, а одна на вахте, и меняются. Когда пришли на базу и попробовали дать такой же концерт для наших жен и детей, не получилось.
- Почему?
Дело в необыкновенном состоянии, которое бывает в походе. Таланты на подводной лодке, да и на надводных кораблях, открываются неимоверные. Люди в стрессовом состоянии как-то проявляют себя, возникает желание самовыразиться. Начинают писать стихи. Никто не претендует на Евтушенко, стихи корявые, но люди думают, показывают чувства.
Память о Высоцком: идти 42 минуты курсом 42 градуса
- Как узнавали, реагировали на новости с суши?
Есть боевая и общая, политическая информация, которую нужно дать экипажу. Помню, нам сообщают: «Поэт, бард Владимир Высоцкий умер в 42 года». Высоцкого любили все, но в то же время был какой-то незримый запрет на его популяризацию. Траур объявлять на лодке? Нельзя.
У каждого кассеты, все слушают Высоцкого. Заместитель говорит: «Ко мне люди идут - надо как-то отметить, выразить свое отношение». Как это сделать? Я решил: всплыть на глубину 42 метра, лечь на курс 42 градуса, дать турбине 42 оборота и 42 минуты идти вот так. Никому ничего не было сказано. Но все поняли.
- Сильно от курса отклонились?
Я мотивировал это необходимостью.
- С вас потом спрашивали за этот маневр?
Один высокий работник особого отдела пожал руку и сказал: «Это ты хорошо придумал - курс 42». Он дал мне понять, что ему доложили. Но последствий никаких не было, никто не журил.
О встречах с другими подлодками
- Доводилось применять вооружение, скажем так, не в учебных целях?
Мы были в состоянии холодной войны, но до горячих мероприятий и применения оружия не доходило. Хотя подводные лодки иногда сталкивались.
- Как это возможно, учитывая множество систем на подлодке?
Вот как-то возможно. Природа досконально не изучена. Звук распространяется в воде хорошо, но есть много помех. Давление, соленость, взвеси - все это влияет на звуковую энергию. Если отнести столкновения к «горячим моментам», то они были. Но не более того, никакого оружия.
- У вас тоже такие столкновения были?
Прямого, чтобы я ткнул своей подлодкой в корпус другой, не было. Но встречи случались.
- Обе подлодки знают друг о друге. Что делать?
Кто-то уходит, а кто-то догоняет. В моем случае догоняющим был я. Это требование: нужно организовать слежение. Та подлодка знала обо мне, я знал о ней. Скрытное наблюдение ни у кого не получалось.
- А если вторая подлодка не хотела убегать?
Тогда она выполняла маневр по организации слежения за мной. У них ведь такие же задачи стояли. Кто кого перетерпит. Это большое напряжение для экипажа: маневр делается по боевой тревоге, все находятся в состоянии повышенной готовности. Здесь уже не до обеда или ужина, все пропускается.
Морские традиции и нахождение квакера
Раньше много говорили о квакерах - загадочных звуках, которые иногда улавливают экипажи кораблей и подлодок. По разным версиям они исходят от китов или от военных систем обнаружения. Сталкивались с таким явлением?
За свою службу я их много переслушал и отметил на карте. Однажды дали задание: проверить квакеры. Какая-то лодка донесла, а мне сказали перепроверить. Не потому, что ей не верили, а для того чтобы выяснить: действительно ли это стационарное явление или же нечто другое. И я нашел там квакера.
Решил: была не была, нужно проверить, что это. Лодка находилась на глубине 160 метров, глубина моря - где-то около 300 метров. То есть я посередине был. Нацелился на квакер и пошел прямо на него. Остановил турбины, погасил инерцию, двигался как будто накатом, очень медленно. И прошел прямо через квакер. Но ничего не задел. Ударить его, что бы это ни было, не сподобилось.
- Расскажите о морских традициях - вроде той, когда жена командира разбивает шампанское о борт нового судна.
Не обязательно жена - можно и просто назначить женщину. Потом, кстати, горлышко от разбитой бутылки помещают в деревянный пьедестал, и оно как реликвия хранится на подводной лодке.
Традиций, на самом деле, много. Выпить воду морскую, например - это такое посвящение в подводники. Оно как-то мимо меня прошло, но если бы сказали - конечно, выпил бы. Еще дают кувалду поцеловать.
В разговорах мы всегда употребляем «компАс». Это сугубо профессиональное, так всегда можно понять, что человек связан с морем. Знаете песню «Надежда - мой компас земной»? Вот мне режет слух, когда поется с ударением на «о».
- Ваш самый запомнившийся поход?
Дальний поход на Кубу. Мы до нее не дошли. Когда уже надо было всплывать и заходить в порт Сьенфуэгос в надводном положении, пришла звукограмма: главком ВМФ приказал повернуть на обратный курс и следовать на базу. В Гаване началась конференция неприсоединившихся стран [саммит Движения неприсоединения 3-9 сентября 1979 года. - Здесь и далее прим. Onliner.by]. Посчитали, что новая на тот момент подводная лодка произведет плохое впечатление. Это очень нас огорчило. На Кубу мы шли месяц. Конечно, на максимальной скорости можно за неделю добраться, но тогда спешить не нужно было.
Примерно во время вашей службы случилась авария на К-19. Допускали мысль, что это может произойти и с вашей подлодкой?
Я тогда еще на Балтийском флоте был, а не командовал лодкой. Да, допускал. Это может случиться с любым атомным реактором подлодки или станции. На К-19 был технический недостаток, и он проявил себя [имеется в виду авария реактора в 1961 году, когда сразу погибли 8 моряков, а многие получили большие дозы облучения; затем, в 1972 году, на К-19 случился пожар, погибло 28 человек]. Экипаж справился - это были героические люди.
- Не было желания забросить службу после новостей о таких происшествиях?
Если не аварийный реактор, то может произойти множество других ситуаций. Лодка может просто утонуть. Но понимаете, это мое. Я моряк с четвертого класса. Стать командиром подлодки было очень непросто, да и быть им тоже. Однако я ни о чем не жалею.
Редакция выражает благодарность
Белорусскому союзу военных моряков
за помощь в организации материала
