RU2660751C1 - Periscope of non-penetrating type with panoramic multi-channel surveillance system without rotation of head part relative to carrier body - Google Patents

Abstract

FIELD: optics; electronic equipment.

SUBSTANCE: device belongs to optoelectronic observation systems and can be used in periscopes of submarines. Non-penetrating type periscope with a panoramic multi-channel surveillance system without rotation of the head part relative to the carrier body contains a protective window made in the form of an annular multispectral structure, course drive with a current supply of unlimited rotation is located inside the periscope body. At course drive a radar detection system, an antenna of the satellite navigation system, a panoramic multi-channel surveillance system containing a television and thermal imaging camera with non-wide-angle lenses providing a high-quality image throughout the field of view, as well as a sighting element with a stabilization and sighting system, with a protective window and a corrective optical element, is installed.

EFFECT: increasing the resolution of panoramic periscope surveillance systems based on the use of non-wide-angle (non-wide-angle) lenses (with field of view up to 30–35°) in television cameras and thermal imaging devices of periscopes.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оптоэлектронным системам наблюдения, используемым в перископах подводных лодок.The invention relates to optoelectronic surveillance systems used in the periscopes of submarines.

Известны перископы непроникающего типа (не проникающие в прочный корпус подводной лодки), панорамное наблюдение которыми осуществляется путем вращения головной части перископа. К недостаткам таких перископов следует отнести наличие вращающейся головной части, что требует создания герметичного уплотнения во вращающемся переходе и повышенного потребления энергии курсовым приводом. Примерами таких перископов являются: перископ OMS 100 (фирма Carl Zeiss Optronics, Германия) и универсальный перископ «Парус-98УП» (АО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор», Россия).Periscopes of a non-penetrating type (not penetrating into the solid hull of a submarine) are known, panoramic observation of which is carried out by rotating the head of the periscope. The disadvantages of such periscopes include the presence of a rotating head, which requires the creation of a tight seal in a rotating transition and increased energy consumption of the directional drive. Examples of such periscopes are the OMS 100 periscope (Carl Zeiss Optronics, Germany) and the universal periscope Parus-98UP (Concern Central Research Institute Elektropribor JSC, Russia).

Известны панорамные системы наблюдения и с невращающимися головными частями относительно корпуса подводной лодки. Например, системы с несколькими телевизионными камерами (далее - телекамеры) или тепловизионными приборами, расположенными в головной части перископа таким образом, что обеспечивают панорамный обзор в 360°. Такой обзор обеспечивают телевизионные камеры с полями зрения, составляющими 90° или 120°. Известны панорамные системы наблюдения с одним объективом типа «рыбий глаз», расположенным вертикально с охватом части верхней полусферы. Такой объектив имеет поле зрения 180°, который по горизонту охватывает 360°[1]. Во всех упомянутых системах панорамного наблюдения с невращающейся головной частью используются телевизионные матрицы большого формата, однако даже с их применением не получить изображение высокой четкости по причине значительных нелинейных искажений и разрешающих возможностей широкоугольных оптических систем.Known panoramic surveillance systems and with non-rotating warheads relative to the hull of the submarine. For example, systems with several television cameras (hereinafter referred to as television cameras) or thermal imaging devices located at the head of the periscope in such a way as to provide a 360-degree panoramic view. This view is provided by television cameras with fields of view of 90 ° or 120 °. Known panoramic surveillance systems with one fisheye lens located vertically with the coverage of part of the upper hemisphere. Such a lens has a field of view of 180 °, which horizontally covers 360 ° [1]. In all of the aforementioned panoramic observation systems with a non-rotating head part, large-format television matrices are used, but even with their use it is not possible to obtain a high-definition image due to significant non-linear distortions and the resolution capabilities of wide-angle optical systems.

В качестве прототипа перископа с невращающейся головной частью принят перископ АМРРМ (фирма Kollmorgen, США) [2].As a prototype of a periscope with a non-rotating head part, the AMRPM periscope (Kollmorgen, USA) [2] was adopted.

Решаемая техническая проблема - совершенствование конструкции панорамной многоканальной системы наблюдения перископов с невращающейся головной частью.The technical problem to be solved is the improvement of the design of a panoramic multichannel system for observing periscopes with a non-rotating head part.

Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности панорамных систем наблюдения перископа на основе применения неширокоугольных (неширокопольных) объективов (с полями зрения до 30-35°) в телевизионных камерах и тепловизионных приборах перископов.The technical result achieved is an increase in the resolution of panoramic periscope surveillance systems based on the use of non-wide-angle (non-wide-field) lenses (with fields of view up to 30-35 °) in television cameras and thermal imaging devices of periscopes.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в перископе непроникающего типа с панорамной многоканальной системой наблюдения, в отличие от прототипа:The essence of the invention lies in the fact that in the periscope of non-penetrating type with a panoramic multi-channel surveillance system, in contrast to the prototype:

- защитное окно, выполненное в виде кольцевой многоспектральной конструкции (далее - кольцевое окно) вокруг вертикальной оси перископа;- a protective window made in the form of an annular multispectral structure (hereinafter - an annular window) around the vertical axis of the periscope;

- радиопрозрачный обтекатель системы обнаружения радиолокационных сигналов и антенны СНС закреплен на кольцевом окне;- a radiolucent fairing of the radar signal detection system and the SNA antenna is mounted on an annular window;

- курсовой привод (далее - курсовой привод) с токоподводом неограниченного вращения размещен внутри корпуса перископа;- heading drive (hereinafter referred to as heading drive) with a current supply of unlimited rotation is placed inside the periscope body;

- визирный элемент (зеркало или призма типа Р-90° с зеркалом на диагональной грани) в осевом подвесе размещен на курсовом приводе и содержит систему наведения по углу места и гироскопическую стабилизацию линии визирования; при этом визирный элемент сопряжен с корректирующим оптическим элементом, исправляющим искажения, создаваемые кольцевым окном;- the sighting element (mirror or prism of type P-90 ° with a mirror on the diagonal face) in the axial suspension is placed on the directional drive and contains a guidance system in elevation and gyroscopic stabilization of the line of sight; while the sighting element is paired with a corrective optical element, correcting distortions created by the annular window;

- применяются телевизионная камера видимого спектрального диапазона и тепловизионный прибор (далее - тепловизор) спектрального диапазона 3-5 мкм (то есть с неширокопольными объективами), также размещенные на курсовом приводе;- a television camera with a visible spectral range and a thermal imaging device (hereinafter referred to as a thermal imager) of a spectral range of 3-5 μm (that is, with non-wide-field lenses) are also used, also located on a directional drive;

- антенная система обнаружения радиолокационных сигналов (далее - СОРС) и антенна спутниковой навигационной системы (далее - антенна СНС) размещены на курсовом приводе.- the antenna system for detecting radar signals (hereinafter referred to as SORS) and the antenna of the satellite navigation system (hereinafter referred to as the SNA antenna) are located on the directional drive.

Схема предлагаемого перископа приведена на фиг.1, где:The scheme of the proposed periscope is shown in figure 1, where:

1 - корпус перископа,1 - periscope body,

2 - курсовой привод с токоподводом неограниченного вращения,2 - directional drive with a current supply of unlimited rotation,

3 - тепловизор,3 - thermal imager,

4 - визирный элемент,4 - target element,

5 - телекамера,5 - camera

6 - СОРС,6 - SORS,

7 - антенна СНС,7 - antenna SNA,

8 - кольцевое окно,8 - an annular window,

9 - корректирующий оптический элемент,9 - corrective optical element,

10 - герметичные кабельные разъемы (далее - кабельные разъемы).10 - sealed cable connectors (hereinafter - cable connectors).

Перископ функционирует следующим образом.The periscope functions as follows.

Визирный элемент обеспечивает наведение линии визирования перископа по углу места, а курсовой привод по курсовому углу.The sighting element provides guidance of the line of sight of the periscope in elevation, and the directional drive in the directional angle.

Корректирующий оптический элемент исправляет искажения, создаваемые кольцевым окном.The corrective optical element corrects the distortions created by the annular window.

Радиопрозрачный обтекатель обеспечивает функционирование СОРС и антенны СНС.Radiolucent fairing provides the functioning of SORS and antenna SNA.

Токоподвод неограниченного вращения обеспечивает электрическую и информационную связь с устройствами на курсовом приводе. В нижней части перископа устанавливаются герметичные кабельные разъемы для информационной связи и электропитания с системами внутри подводной лодки.The current supply of unlimited rotation provides electrical and informational communication with devices on the directional drive. In the lower part of the periscope, sealed cable connectors are installed for information communication and power supply with systems inside the submarine.

Таким образом, достижение заявленного технического результата обеспечивается за счет применения объективов с высокой разрешающей способностью, обеспечивающими качественное изображение по всему полю зрения, и возможностью панорамного обзора через круговое защитное окно без вращения всего перископа относительно корпуса корабля. Кроме того, упрощается конструкция и массогабаритные характеристики перископа, повышается надежность, уменьшается энергопотребление курсового привода.Thus, the achievement of the claimed technical result is achieved through the use of high-resolution lenses that provide high-quality images across the entire field of view, and the possibility of a panoramic view through a circular protective window without rotating the entire periscope relative to the ship’s hull. In addition, the design and overall dimensions of the periscope are simplified, reliability is increased, and the power consumption of the directional drive is reduced.

Функциональная реализуемость предлагаемой схемы перископа экспериментально проверена на отдельных образцах перископов различной конструкции.The functional feasibility of the proposed periscope design has been experimentally tested on individual samples of periscopes of various designs.

Литература:Literature:

1. Патент РФ №2420774.1. RF patent No. 2420774.

2. www.onr.navy.mil. Afforable Modular Panoraic Photonics Mast.2. www.onr.navy.mil. Afforable Modular Panoraic Photonics Mast.

Claims (1)

Перископ непроникающего типа с панорамной многоканальной системой наблюдения без вращения головной части относительно корпуса носителя, отличающийся тем, что курсовой привод с токоподводом неограниченного вращения размещен внутри корпуса перископа, при этом на курсовом приводе установлены система обнаружения радиолокационных сигналов, антенна спутниковой навигационной системы, панорамная многоканальная система наблюдения, содержащая телевизионную и тепловизионную камеры с неширокопольными объективами, обеспечивающими качественное изображение по всему полю зрения, а также визирный элемент с системой стабилизации и наведения линии визирования, с защитным окном, выполненным в виде кольцевой многоспектральной конструкции, и корректирующим оптическим элементом.A non-penetrating type periscope with a panoramic multi-channel surveillance system without rotation of the head relative to the carrier body, characterized in that the directional drive with current supply of unlimited rotation is located inside the periscope housing, while the course drive has a radar detection system, satellite navigation antenna, panoramic multi-channel system surveillance system containing television and thermal imaging cameras with wide-field lenses providing quality this image over the entire field of view, as well as the sighting element with a stabilization and guidance system for the line of sight, with a protective window made in the form of an annular multispectral design, and a corrective optical element.

Images