RU2792607C1 - Polarizing fiber-optic meter of the angular rotation velocity and the initial velocity of a rifled artillery gun - Google Patents
Polarizing fiber-optic meter of the angular rotation velocity and the initial velocity of a rifled artillery gun Download PDFInfo
- Publication number
- RU2792607C1 RU2792607C1 RU2022119056A RU2022119056A RU2792607C1 RU 2792607 C1 RU2792607 C1 RU 2792607C1 RU 2022119056 A RU2022119056 A RU 2022119056A RU 2022119056 A RU2022119056 A RU 2022119056A RU 2792607 C1 RU2792607 C1 RU 2792607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- circulator
- optic
- radiation
- velocity
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения угловой скорости вращения и начальной скорости снаряда нарезного артиллерийского орудия, являющимися важнейшими баллистическими характеристиками оружия, оказывающими влияние на его боевые свойства.The invention relates to instrumentation and can be used for non-contact measurement of the angular velocity of rotation and muzzle velocity of a rifled artillery projectile, which are the most important ballistic characteristics of a weapon that affect its combat properties.
Аналогом к предлагаемому устройству является лазерный измеритель скорости и/или перемещения малоразмерных объектов в местах с ограниченным доступом (патент RU 2610905 на изобретение заявка: 2015122034 от 09.06.2015 МПК G01S 17/58 (2006.01) опубликован: 17.02.2017 Бюл. №5).An analogue to the proposed device is a laser speed meter and / or movement of small objects in places with limited access (patent RU 2610905 for the invention application: 2015122034 dated 06/09/2015 IPC G01S 17/58 (2006.01) published: 02/17/2017 Bull. No. 5) .
Лазерный измеритель скорости и/или перемещения малоразмерных объектов в местах с ограниченным доступом (фиг. 1) включает источник 1 лазерного излучения, соединенный оптическим волокном с оптическим изолятором 2, волоконным усилителем 3 с лазерным диодом накачки 4, оптический делитель 5, выполняющий роль светоделительной пластины для разделения оптического излучения в соотношении 1:1, соединенный оптическим волокном с коннектором FC/APC 6, выполняющим функцию слабо отражающего зеркала, и коллиматором 7 с диаметром пучка 0,8-1,2 мм, и оптическим приемником 8. Выход оптического приемника 8 подключен к входу осциллографа 9, соединенному через USB-интерфейс с персональным компьютером 10. При проведении эксперимента при измерении скорости пули 12 в стволе 11 пневматической винтовки также использовалось защитное оргстекло 13. Элементы измерителя [поз.1+поз.2+поз.3+поз.4], поз.5, поз.6, [поз.7+поз.12], поз.8 представляют собой оптоволоконный аналог интерферометра Майкельсона. Источником 1 лазерного излучения является полупроводниковый одночастотный лазер, стабилизированный с помощью брэгговской решетки, работающий на токе 120 мА, с мощностью излучения около 20 мВт и длиной волны 1064 нм при ширине линии генерации не более 3 МГц, что обеспечивает большую длину когерентности и, следовательно, обеспечивает возможность измерения динамики движения объекта в диапазоне перемещения до 100 м и в диапазоне скоростей от 0,1 до 180 м/с. Оптический изолятор 2 пропускает излучение от лазера 1 только в одном направлении и используется для того, чтобы отраженное излучение, идущее в обратном направлении, не оказывало негативного влияния на лазерный диод 4.A laser measuring device for the speed and/or movement of small objects in places with limited access (Fig. 1) includes a
Устройство работает следующим образом. The device works as follows.
В момент выстрела из пневматической винтовки ИЖ-61 свинцовой пулей весом 0.5 грамма, поршень освобождается спусковым механизмом, что приводит к его движению внутри стакана и, соответственно, к нагнетанию давления. Через специальное отверстие сжатый воздух попадает в канал ствола, что приводит к ускорению пули. Винтовка закреплялась на оптическом столе, защитное оргстекло 12 закреплялось под углом около 60° градусов относительно ствола 11 винтовки. Далее производится выстрел из винтовки посредством нажатия на спусковой крючок с одновременной подачей синхроимпульса на вход синхронизации осциллографа 9 при помощи специального датчика. Осциллограф 9 в режиме однократной записи по приходу синхроимпульса записывает 16776704 отсчетов с периодом снятия dt=2нс. Осциллограмма представляет собой сигнал с оптического приемника 8, т.е. в сущности готовую интерферограмму. Благодаря эффекту Доплера в данной осциллограмме будут наблюдаться биения с частотой прямо пропорциональной скорости измеряемого объекта (пули), поэтому необходимо вычислить спектральные компоненты осциллограммы в различные моменты времени. Спектрограмма вычисляется с использованием быстрого преобразование Фурье (БПФ), которая далее пересчитывается в скорость пули.At the moment of firing from an IZH-61 air rifle with a lead bullet weighing 0.5 grams, the piston is released by the trigger mechanism, which leads to its movement inside the glass and, accordingly, to pressure build-up. Through a special hole, compressed air enters the bore, which leads to the acceleration of the bullet. The rifle was fixed on the optical table, the
Недостатком данного описанного устройства является необходимость малой ширины линии генерации не более 3 МГц, для обеспечения большой длины когерентности с целью измерения перемещения в диапазоне до 100 м и скоростей от 0,1 до 180 м/с.The disadvantage of this described device is the need for a small generation line width of not more than 3 MHz to provide a large coherence length in order to measure displacement in the range up to 100 m and speeds from 0.1 to 180 m/s.
Другим аналогом определения начальной скорости управляемого снаряда нарезного орудия является (патент RU 2703835 на изобретение заявка: 2018135544 МПК F41F1/00 (2006.01), G01P 3/481 (2006.01),опубликован: 22.10.2019 Бюл.№30).Another analog for determining the initial speed of a guided projectile of a rifled gun is (patent RU 2703835 for invention application: 2018135544 IPC F41F1 / 00 (2006.01), G01P 3/481 (2006.01), published: 10.22.2019 Bull. No. 30).
В этом аналоге определение начальной скорости снаряда осуществляется с помощью установленного внутри снаряда миниатюрного маховика, связанного с корпусом снаряда подшипниковым узлом, содержащим упорный и радиальный подшипники, оси которых совпадают с продольной осью снаряда, и расположенными на маховике постоянными магнитами, измеряется на начальном участке траектории полета снаряда его скорость вращения относительно маховика, стремящегося сохранить свою начальную угловую ориентацию, по интервалу времени между заданным количеством импульсов напряжения на катушке индуктивности, связанной с корпусом снаряда и содержащей разомкнутый ферромагнитный сердечник, а по величине скорости вращения снаряда определяется скорость его полета с учетом шага нарезки на дульном участке ствола орудия. При выстреле на устройство, созданное по предложенному способу, на коротком промежутке времени действуют огромные инерционные силы, направленные вдоль его продольной оси. Поэтому в состав подшипникового узла кроме радиального шарикоподшипника включен также упорный подшипник. Работа устройства поясняется конструктивной схемой, изображенной на фигуре 2. В цилиндрическом корпусе 14 измерителя угловой скорости снаряда расположен маховик 15, вал которого 16 связан с корпусом подшипниковым узлом с радиальным шарикоподшипником 17 и упорным шарикоподшипником 18. На маховике установлено два симметрично расположенных относительно оси вращения постоянных магнита 19 с осевой намагниченностью. На корпусе 14 установлена катушка индуктивности 20 с разомкнутым ферритовым сердечником гантельного типа. При вращении маховика 15 относительно корпуса 14 в катушке индуктивности 20 возникают два импульса напряжения на каждый оборот маховика. Продольная ось корпуса 14 совпадает с продольной осью снаряда. До выстрела орудия маховик 15 неподвижен относительно корпуса 14. При выстреле из нарезного орудия снаряд вместе с корпусом 14 начинает вращаться, а маховик 20 вследствие своих инерционных свойств пытается сохранить свою начальную угловую ориентацию. Скорость вращения снаряда на выходе из ствола орудия определяется по интервалу времени между заданным числом импульсов напряжения на катушке индуктивности 20. Скорость полета снаряда определяется на начальном участке его полета по скорости его вращения с учетом шага нарезки на дульном участке ствола орудия. Для обеспечения возможности размещения устройства в снарядах малого и среднего калибра диаметр устройства должен быть достаточно малым. Для сохранения работоспособности устройства при больших линейных ускорениях снаряда в стволе орудия необходимо выполнить вращающуюся часть с маховиком минимальной массы.In this analog, the determination of the initial velocity of the projectile is carried out using a miniature flywheel installed inside the projectile, connected to the projectile body by a bearing assembly containing thrust and radial bearings, the axes of which coincide with the longitudinal axis of the projectile, and permanent magnets located on the flywheel, measured at the initial section of the flight path of the projectile, its rotation speed relative to the flywheel, which seeks to maintain its initial angular orientation, according to the time interval between a given number of voltage pulses on the inductor connected to the projectile body and containing an open ferromagnetic core, and the projectile’s flight speed is determined by the value of the projectile’s rotation speed, taking into account the cutting step at the muzzle of the gun barrel. When fired, a device created according to the proposed method is subjected to huge inertial forces directed along its longitudinal axis for a short period of time. Therefore, in addition to the deep groove ball bearing, the thrust bearing is also included in the bearing assembly. The operation of the device is illustrated by the design diagram shown in figure 2. In the
Недостатком этого аналога является сложность и не достаточная надежность инерционного механизма, размещенного в снаряде, определяющего его угловую скорость.The disadvantage of this analogue is the complexity and insufficient reliability of the inertial mechanism placed in the projectile, which determines its angular velocity.
Наиболее близким (прототипом) является доплеровский волоконно-оптический измеритель начальной скорости снаряда (патент RU 2727778 на изобретение заявка: 2019127087/08 МПК G01S 17/58 (2006/01), опубликован: 23.07.2020 Бюл.№21).The closest (prototype) is a Doppler fiber optic projectile muzzle velocity meter (patent RU 2727778 for invention application: 2019127087/08 IPC G01S 17/58 (2006/01), published: 07/23/2020 Bull. No. 21).
В данном устройстве доплеровский волоконно-оптический измеритель начальной скорости снаряда включает одночастотный лазер, волоконно-оптический разветвитель, коллиматор, приемную телескопическую систему, оптическая ось которой составляет угол ϕ к траектории полета снаряда, фотоприемник и блок обработки информации.In this device, a Doppler fiber-optic projectile initial velocity meter includes a single-frequency laser, a fiber-optic splitter, a collimator, a receiving telescopic system, the optical axis of which makes an angle ϕ to the projectile flight path, a photodetector and an information processing unit.
Оптическая ось второй приемной телескопической системы, направлена под углом ϕ+α к траектории полета снаряда, при этом выход первого волоконно-оптического разветвителя соединен с входом второго волоконно-оптического разветвителя, один выход которого соединен с входом первого волоконно-оптического смесителя, а второй выход соединен с входом второго волоконно-оптического смесителя, причем приемные телескопические системы через волоконно-оптические коллиматоры соединены с вторыми входами волоконно-оптических смесителей, а выходы волоконно-оптических смесителей соединены с фотоприемниками, при этом начальная скорость снаряда V определяется по формулеThe optical axis of the second receiving telescopic system is directed at an angle ϕ + α to the flight path of the projectile, while the output of the first fiber-optic splitter is connected to the input of the second fiber-optic splitter, one output of which is connected to the input of the first fiber-optic mixer, and the second output is connected to the input of the second fiber optic mixer, and the receiving telescopic systems are connected through fiber optic collimators to the second inputs of the fiber optic mixers, and the outputs of the fiber optic mixers are connected to photodetectors, while the initial velocity of the projectile V is determined by the formula
где λ - длина волны лазера и соответствующая ей частота ƒ0; (ƒ0-ƒd1) - разностная частота излучения после первого смесителя; (ƒ0-ƒd2) - разностная частота излучения после второго смесителя. Лазерный доплеровский измеритель начальной скорости снаряда(фиг. 3) содержит:where λ is the laser wavelength and its corresponding frequency ƒ 0 ; (ƒ 0 -ƒ d1 ) - difference frequency of radiation after the first mixer; (ƒ 0 -ƒ d2 ) - difference frequency of radiation after the second mixer. Laser Doppler muzzle velocity meter (Fig. 3) contains:
одночастотный лазер - 1; волоконно-оптические разветвители - 27; волоконно-оптический кабель - 22; волоконно-оптический коллиматор - 23; приемные оптические телескопические системы - 24; волоконно-оптические смесители - 25; фотоприемники -8; усилители - 26; аналого-цифровые преобразователи - 27; вычислительное устройство28.single-frequency laser - 1; fiber-optic splitters - 27; fiber optic cable - 22; fiber optic collimator - 23; receiving optical telescopic systems - 24; fiber optic mixers - 25; photodetectors -8; amplifiers - 26; analog-to-digital converters - 27; computing device28.
Лазерный доплеровский измеритель начальной скорости снаряда включает одночастотный лазер 1, выход которого соединен с первым волоконно-оптическим разветвителем 21, коэффициент деления которого составляет 99/1, один выход которого соединен волоконно-оптическим кабелем 22 с волоконно-оптическим коллиматором 23. Второй выход волоконно-оптического разветвителя 21, соединен с входом второго волоконно-оптического разветвителя 21, коэффициент деления которого составляет 50/50. Выходы второго волоконно-оптического разветвителя 21, соединены с входами первого и второго волоконно-оптических смесителей 25. Выходы приемных оптических телескопических систем 24 соединены волоконно-оптическим кабелем 22, с вторыми входами волоконно-оптических смесителей 25. Первые входа волоконно-оптических смесителей 25 соединены волоконно-оптическим кабелем 22 с приемными оптическими телескопическими системами 24. Выхода волоконно-оптических смесителей 25, соединены с фотоприемниками 8, усилителями 26, аналого-цифровыми преобразователями 27, и вычислительным устройством 28. Устройство работает следующим образом. Излучение одночастотного лазера 1, через первый волоконно-оптический разветвитель 21, направляется по волоконно-оптическому кабелю 22 на вход волоконно-оптического коллиматора 23 и далее на снаряд. Отраженное (рассеянное) от снаряда излучение (доплеровские эхо-сигналы) принимается приемными оптическими телескопическими системами 24. В соответствии с эффектом Доплера, частоты сигналов с телескопических систем 5 равны:The laser Doppler muzzle velocity meter includes a single-
Принятые сигналы по волоконно-оптическим кабелям 22, направляются на волоконно-оптические смесители 25, выходы которых соединены с фотоприемниками 8. После оптического смешения излучения лазера с частотой ƒ0 соответствующей длине волны λ0, с излучениями соответствующих доплеровским сдвигам частот ƒd1 и ƒd2 частоты сигналов на выходе фотоприемников, будут:The received signals via fiber-
Подставляя (1) в (2) получают систему двух уравнений, решая которую имеют:Substituting (1) into (2) we get a system of two equations, solving which we have:
Как следует из выражения (3) начальная скорость снаряда не зависит от угла φ, а угол α конструктивно можно установить с любой наперед заданной точностью. Сигналы с фотоприемников 8 с частотами Δƒ1 и Δƒ2 усиливаются усилителями 26, преобразовываются аналого-цифровыми преобразователями 27 в цифровую форму и поступают в вычислительное устройство 28, в котором производится обработка информации с использованием быстрого преобразование Фурье (БПФ) и вычисления начальной скорости снаряда в соответствии с соотношением (3).As follows from expression (3), the initial velocity of the projectile does not depend on the angle φ, and the angle α can be constructively set with any predetermined accuracy. Signals from
Недостатком описанного устройства является сложность устройства, высокие частоты доплеровских сигналов, необходимость быстрого преобразования Фурье при обработке сигналов.The disadvantage of the described device is the complexity of the device, the high frequency of the Doppler signals, the need for fast Fourier transform in signal processing.
Технической задачей изобретения является повышение точности измерения угловой скорости вращения и начальной скорости снаряда, при небольшой частоте информационного сигнала и использовании одной приемной телескопической системы.The technical objective of the invention is to improve the accuracy of measuring the angular velocity of rotation and the initial velocity of the projectile, with a low frequency of the information signal and the use of one receiving telescopic system.
Заявленный технический результат достигается за счет того что, в известном устройстве содержащем лазер, приемо-передающую телескопическую систему, волоконно-оптические коллиматоры, фотоприемник и блок обработки информации. В отличие от прототипа, предлагается поляризационная измерительная система, в которой волоконный выход лазера соединен с входным портом первого циркулятора, а его двунаправленный порт соединен с двунаправленным портом второго циркулятора. Выходной порт второго циркулятора соединен с входом волоконно-оптического коллиматора, излучение которого направлено на снаряд. В донной части снаряда последовательно по ходу луча установлены по поляризатор плоскости поляризации излучения и отражатель, например уголковый.The claimed technical result is achieved due to the fact that, in a known device containing a laser, a receiving-transmitting telescopic system, fiber-optic collimators, a photodetector and an information processing unit. Unlike the prototype, a polarization measuring system is proposed, in which the fiber output of the laser is connected to the input port of the first circulator, and its bidirectional port is connected to the bidirectional port of the second circulator. The output port of the second circulator is connected to the input of a fiber-optic collimator, the radiation of which is directed to the projectile. In the bottom part of the projectile, a polarizer of the radiation polarization plane and a reflector, for example, a corner one, are installed in series along the beam.
Отраженное от отражателя излучение поступает в приемный волоконно-оптический коллиматор, перед входом которого установлен анализатор плоскости поляризации излучения. Выход приемного волоконно-оптического коллиматора соединен с входным портом второго циркулятора, выходной порт первого циркулятора последовательно соединен с фотоприемником и измерителем частоты. По частоте электрического сигнала с фотоприемника ω блок обработки информации вычисляет угловую скорость вращения снаряда Ω=ω/2 и его начальную скорость по формуле:The radiation reflected from the reflector enters the receiving fiber-optic collimator, in front of which an analyzer of the radiation polarization plane is installed. The output of the receiving fiber-optic collimator is connected to the input port of the second circulator, the output port of the first circulator is connected in series with the photodetector and the frequency meter. Based on the frequency of the electrical signal from the photodetector ω, the information processing unit calculates the angular velocity of the projectile Ω=ω/2 and its initial velocity according to the formula:
где d- калибр ствола, α - угол наклона нарезов ствола на дульном участке ствола орудия.where d is the barrel caliber, α is the angle of inclination of the barrel rifling at the muzzle section of the gun barrel.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по предлагаемому устройству, является следующая совокупность элементов и связей между ними:New features that have significant differences in the proposed device is the following set of elements and relationships between them:
1. В поляризационном волоконно-оптическом измерителе угловой скорости вращения и начальной скорости снаряда, может использоваться более дешевый лазер с широким спектром излучения, поскольку его работа основана на законе Малюса, а не на эффекте Доплера;1. In a polarizing fiber-optic meter of angular velocity of rotation and muzzle velocity of a projectile, a cheaper laser with a wide spectrum of radiation can be used, since its operation is based on the Malus law, and not on the Doppler effect;
2. В донной части снаряда последовательно по ходу луча установлены поляризатор плоскости поляризации излучения и отражатель, например уголковый, благодаря которым отраженное от снаряда и поляризованное излучение, распространяется в направлении обратном падающему;2. In the bottom part of the projectile, a polarizer of the radiation polarization plane and a reflector, for example, a corner reflector, are installed in series along the beam, due to which the polarized radiation reflected from the projectile propagates in the opposite direction to the incident;
3. Перед приемным волоконно-оптическим коллиматором установлен анализатор плоскости поляризации излучения, отраженного от снаряда;3. An analyzer of the plane of polarization of the radiation reflected from the projectile is installed in front of the receiving fiber-optic collimator;
4. Частота переменной составляющей сигнала с фотоприемника, в соответствии с законом Малюса, в два раза выше угловой скорости вращения снаряда.4. The frequency of the variable component of the signal from the photodetector, in accordance with the Malus law, is two times higher than the angular velocity of the projectile.
Заявляемое устройство являются результатом научно исследовательской и экспериментальной работы.The claimed device is the result of scientific research and experimental work.
Поляризационный волоконно-оптический измеритель угловой скорости вращения и начальной скорости снаряда нарезного артиллерийского орудия (фиг. 4) содержит:A polarizing fiber-optic meter of the angular velocity of rotation and the muzzle velocity of a rifled artillery projectile (Fig. 4) contains:
1- лазер с широким спектром излучения;1- laser with a wide spectrum of radiation;
29.1 и 29.2- волоконно-оптические циркуляторы;29.1 and 29.2 - fiber optic circulators;
30.1 и 30.2 - волоконно-оптические коллиматоры;30.1 and 30.2 - fiber optic collimators;
31 - поляризатор плоскости поляризации излучения;31 - polarizer of the radiation polarization plane;
32 - анализатор плоскости поляризации излучения;32 - analyzer of the polarization plane of radiation;
33 - уголковый отражатель излучения;33 - corner reflector of radiation;
34 - снаряд;34 - projectile;
35 - оптическое волокно;35 - optical fiber;
8 - фотоприемник;8 - photodetector;
36 - измеритель частоты;36 - frequency meter;
37 - блок обработки информации.37 - information processing unit.
Волоконный выход лазера 1 с широким спектром излучения соединен с входным портом первого циркулятора 29.1, двунаправленный порт которого соединен оптическим волокном 35 с двунаправленным портом второго циркулятора 29.2. Выходной порт второго циркулятора 29.2, соединен с входом волоконно-оптического коллиматора 30.1, излучение которого направлено на снаряд 34. В донной части снаряда 34 последовательно по ходу луча установлены, поляризатор плоскости поляризации излучения 31 и уголковый отражатель 33. Отраженное от уголкового отражателя 33 излучение, поступает в приемный волоконно-оптический коллиматор 30.2, перед которым установлен анализатор плоскости поляризации излучения 32. Выход приемного волоконно-оптического коллиматора 32.2, соединен с входным портом второго циркулятора 29.2. Выходной порт первого циркулятора 29.1, соединен с фотоприемником 8, выход которого последовательно соединен с измерителем частоты 36 и блоком обработки информации 37.The fiber output of the
Поляризационный волоконно-оптический измеритель угловой скорости вращения и начальной скорости снаряда нарезного артиллерийского орудия работает следующим образом. Излучение лазера 1 по волоконному выходу, направляется на входной порт первого циркулятора 29.1, и далее через его двунаправленный порт, по оптическому волокну 35, попадает на двунаправленный порт второго циркулятора 29.2. Излучение с выходного порта второго циркулятора 29.2, направляется на волоконный вход волоконно-оптического коллиматора 30.1 и далее на донную часть снаряда 34. В донной части снаряда 34, последовательно по ходу излучения установлены поляризатор 31 и уголковый отражатель 33. Излучение, отразившись от уголкового отражателя 33, и вторично пройдя поляризатор 31, будет плоско поляризованным. При вращении снаряда с угловой скоростью Ω плоскость поляризации отраженного от уголкового отражателя 33 излучения будет вращаться с этой же угловой скоростью Ω. Это излучение принимается приемным волоконно-оптическим коллиматором 30.2, перед которым установлен анализатор плоскости поляризации 32. Интенсивность излучения прошедшего через поляризатор и анализатор, в соответствии с законом Малюса равна:A polarizing fiber-optic meter of the angular velocity of rotation and the muzzle velocity of a rifled artillery projectile operates as follows. The radiation of the
где I0 - интенсивность попадающего на поляризатор плоскости поляризации излучения; ϕ - угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора.where I 0 is the intensity of the radiation falling on the polarizer of the polarization plane; ϕ is the angle between the polarization planes of the polarizer and analyzer.
Поскольку, снаряд вращается с угловой скоростью Ω, угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора, будет изменяться по закону:Since the projectile rotates with an angular velocity Ω, the angle between the polarization planes of the polarizer and the analyzer will change according to the law:
Подставим (2) в (1), получим:Substitute (2) into (1), we get:
Как следует из формулы (3), интенсивность отраженного от снаряда излучения содержит постоянную и переменную составляющие. Переменная составляющая сигнала изменяется с удвоенной частотой по отношению к угловой скорости вращения снаряда.As follows from formula (3), the intensity of the radiation reflected from the projectile contains constant and variable components. The variable component of the signal changes at twice the frequency with respect to the angular velocity of the projectile.
Линейная скорость снаряда V0 связана со скоростью его вращения Ω, углом α наклона нарезов ствола на дульном участке ствола орудия, калибром ствола d, и определяется по формуле:The linear velocity of the projectile V 0 is related to the speed of its rotation Ω, the angle α of inclination of the barrel rifling at the muzzle section of the gun barrel, the barrel caliber d, and is determined by the formula:
Так, например, при скорости снаряда V0=1000 м/сек, калибре ствола d=150 мм., угле наклона нарезов на дульном участке ствола орудия α=7°, угловая скорость снаряда составит Ω=1637,127рад/сек., (Ω=260,55об/сек) или 15633,4 об/мин. Переменная составляющая сигнала, в этом случае, будет иметь удвоенную частоту 2Ω=5 21,1 Гц. Принятое излучение с приемного волоконно-оптического коллиматора 30.2, через входной порт второго волоконно-оптического циркулятора 29.2 и его двунаправленный порт, по оптическому волокну 35 попадает на двунаправленный порт первого волоконно-оптического циркулятора 29.1 и через его выходной порт поступает на фотоприемник 8 и измеритель частоты 36. По частоте ω электрического сигнала с фотоприемника 8, измеритель частоты 36 измеряет частоту сигнала, а блок обработки информации 37 вычисляет угловую скорость вращения снаряда Ω=ω/2 и его начальную скорость по формуле (4).So, for example, at projectile speed V 0 =1000 m/s, barrel caliber d=150 mm., angle of rifling at the muzzle section of the gun barrel α=7°, the angular velocity of the projectile will be Ω=1637.127 rad/s, ( Ω=260.55rpm) or 15633.4rpm. The variable component of the signal, in this case, will have a doubled frequency 2Ω=5 21.1 Hz. The received radiation from the receiving fiber optic collimator 30.2, through the input port of the second fiber optic circulator 29.2 and its bidirectional port, through the
Все компоненты системы являются стандартными для телекоммуникационных применений.All system components are standard for telecommunication applications.
Использованные источники информации:Used sources of information:
1. Патент RU 2610905 на изобретение заявка: 2015122034 от 09.06.2015 МПК G01S 17/58 (2006.01) опубликован: 17.02.2017 Бюл. №51. Patent RU 2610905 for invention application: 2015122034 dated 06/09/2015
2. Патент RU 2703835 на изобретение заявка: 2018135544 МПК F41F1/00 (2006.01), G01P 3/481 (2006.01),опубликован: 22.10.2019 Бюл. №302. Patent RU 2703835 for invention application: 2018135544 IPC F41F1 / 00 (2006.01),
3. Патент RU 2727778 на изобретение заявка: 2019127087/08 МПК G01S 17/58 (2006/01), опубликован: 23.07.2020 Бюл. №21.3. Patent RU 2727778 for invention application: 2019127087/08
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2792607C1 true RU2792607C1 (en) | 2023-03-22 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2822973C1 (en) * | 2023-11-20 | 2024-07-16 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Method of generating ammunition control signals by optical homing head with single-element ir receiver |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025303A2 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-28 | Yankee Environmental Systems, Inc. | Doppler rotational velocity sensor |
| WO2004023150A1 (en) * | 2002-09-03 | 2004-03-18 | Loughborough University Enterprises Limited | Marking of objects for speed and spin measurements |
| RU2703835C1 (en) * | 2018-10-08 | 2019-10-22 | Акционерное общество "ЗАСЛОН" | Inertial method of determining the initial speed of a guided projectile of a rifle cannon |
| RU2727778C1 (en) * | 2019-08-27 | 2020-07-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Doppler fibre-optic device of projectile initial speed |
| RU2757929C1 (en) * | 2020-11-25 | 2021-10-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Method for measuring initial velocity of projectile by laser fiber-optic system |
| RU2766535C1 (en) * | 2020-11-25 | 2022-03-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Laser fiber-optic meter of initial velocity of projectile |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025303A2 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-28 | Yankee Environmental Systems, Inc. | Doppler rotational velocity sensor |
| WO2004023150A1 (en) * | 2002-09-03 | 2004-03-18 | Loughborough University Enterprises Limited | Marking of objects for speed and spin measurements |
| RU2703835C1 (en) * | 2018-10-08 | 2019-10-22 | Акционерное общество "ЗАСЛОН" | Inertial method of determining the initial speed of a guided projectile of a rifle cannon |
| RU2727778C1 (en) * | 2019-08-27 | 2020-07-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Doppler fibre-optic device of projectile initial speed |
| RU2757929C1 (en) * | 2020-11-25 | 2021-10-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Method for measuring initial velocity of projectile by laser fiber-optic system |
| RU2766535C1 (en) * | 2020-11-25 | 2022-03-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Laser fiber-optic meter of initial velocity of projectile |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2822973C1 (en) * | 2023-11-20 | 2024-07-16 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Method of generating ammunition control signals by optical homing head with single-element ir receiver |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060156804A1 (en) | Digital signal processing back biased hall effect muzzle velocity measurement system | |
| CN105509817B (en) | A kind of THz wave Doppler difference measuring instrument and method | |
| RU2792607C1 (en) | Polarizing fiber-optic meter of the angular rotation velocity and the initial velocity of a rifled artillery gun | |
| US4155647A (en) | Optical apparatus for ballistic measurements | |
| RU2610905C2 (en) | Laser device for measuring velocity and/or displacement of small-size objects in limited-access places | |
| RU2766535C1 (en) | Laser fiber-optic meter of initial velocity of projectile | |
| RU2805642C1 (en) | Polarization system for measuring parameters of projectile movement around the barrel of a rifled artillery gun | |
| RU2798441C1 (en) | Polarization method for determining the initial velocity of a shell from a rifled artillery piece | |
| CA2764525C (en) | Method and device for measuring the muzzle velocity of a projectile or the like | |
| CN106556842A (en) | A kind of laser velocimeter device for taking into account high-speed camera Trigger Function | |
| RU2727778C1 (en) | Doppler fibre-optic device of projectile initial speed | |
| RU2766534C2 (en) | Simulation and testing complex for laser ballistic measuring system | |
| CN108061812B (en) | Laser speed measuring system and method for speed of projectile | |
| US20120046898A1 (en) | Systems and methods for pressure measurement using optical sensors | |
| Maisey et al. | Characterization of detonator performance using photonic Doppler velocimetry | |
| Asay et al. | Continuous measurements of in-bore projectile velocity | |
| Goodwin et al. | Non-invasive timing of gas gun-launched projectiles using external surface-mounted optical fiber-Bragg grating strain gauges | |
| RU2790640C1 (en) | Way of measuring the initial velocity of high-speed projectiles with a laser fibre-optic system | |
| Myers et al. | Application of W-band, Doppler radar to railgun velocity measurements | |
| Padhy et al. | Methods for measuring projectile in-bore profile using ka band doppler radar and piezoelectric transducers | |
| Gubskii et al. | Multipoint vernier VISAR Interferometer system for measuring mass velocity in shock wave experiments | |
| Strand et al. | Using the heterodyne method to measure velocities on shock physics experiments | |
| Prinse et al. | Development of fiber optic sensors at TNO for explosion and shock wave measurements | |
| RU2793829C2 (en) | Method for measuring bullet movement parameters at internal ballistics stage | |
| Kong | Design of large caliber gun barrel winding angle measurement system |