Типова класифікація та аналіз застосування імпульсного лазерного далекоміра
Як військова техніка, імпульсний лазерний далекомір був розроблений на початку 1960-х років. Після більш ніж 30 років розробки, розробки та обладнання, іноземні країни завершили "портативні, триноги, перископи, танки, броню, надводний носій, підводні перископи, зенітні гармати, повітряні, хмарні аеропорти, ракети. Існує понад 400 різновидів і моделей у тринадцяти категоріях, включаючи запуск ракети, штучного супутника та космічного корабля, серед яких найбільш оснащений твердотільний імпульсний лазерний далекомір із Nd:YAG як пристроєм, за яким йдуть раманівський зсув частоти Nd:YAG та Er:скло та імпульсний CO2 лазерні далекоміри.
1. Легкий портативний імпульсний лазерний далекомір
Легкі портативні імпульсні лазерні далекоміри включають кишенькові пристрої для піхотної та артилерійської розвідки та лазерні цілевказівники передової розвідки та передового повітряного керування (FAC). Для вищезгаданої системи вимагається гнучкість, легкість у повторюваності, невеликий розмір, використання акумуляторної батареї як джерела живлення, висока надійність і ремонтопридатність, а також низька вартість одного виробу.
Основні технічні характеристики: максимальний діапазон вимірювань 4~10 км, точність вимірювання відстані ±10 м, частота повторення одиночна, кут розбіжності променя 1~2 мрад. Варто зазначити, що оскільки згаданий вище лазерний далекомір і його система часто тісно взаємодіють з іншими дружніми силами і не проводять широкомасштабну підготовку бронетехнікових сил, спільних цілей немає, а оператор не носить захисних окулярів. , тощо, безпека очей людини є надзвичайно важливою. Таким чином, цей тип імпульсного лазерного далекоміра поступово змінився від лазерного далекоміра Nd: YAG до лазерного далекоміра зі зміщенням частоти комбінаційного розсіювання Nd: YAG та Er: скла 1,54 мкм, безпечного для ока.
У сучасній війні самостійні дії піхоти та артилерії переросли в спільні дії сил спеціального призначення, що складаються з піхоти, артилерії та морської піхоти. Система озброєння також поступово перейняла багатофункціональну комплексну високу техніку від єдиної наземної артилерії та зенітної артилерії. Таким чином, лазерний далекомір також розвинувся від портативного та ручного з єдиною функцією вимірювання відстані до лазерного далекоміра, денного та нічного прицілу для інфрачервоного прицілювання та лазерного інфрачервоного покажчика цілі для лазерного далекоміра, покажчика цілі та інфрачервоного прицілювання.
Наприклад, малий лазерний інфрачервоний спостерігач (MELIOS) американської компанії Optoelectronics, що використовує лазери Er: glass, є представником більш досконалих лазерних далекомірів сучасної епохи.
2. Імпульсний лазерний далекомір наземного транспортного засобу
Імпульсні лазерні далекоміри наземної техніки включають танки, бойові машини піхоти (БМП), засоби керування вогнем, ППО, артилерією або ракетами, а також розроблений нині наземний лазерний далекомір-цілевказівник тощо.
Його основні технічні характеристики: максимальний діапазон вимірювання 4~10км, точність вимірювання ±5~10м, цільова роздільна здатність близько 20м, частота повторення 0,1~1 Гц, а кут розбіжності променя становить 0,4~1 мрад.
Застосування лазерного далекоміра в системі керування вогнем танка полягає в тому, щоб надавати інформацію про корекцію балістичної траєкторії за перевищенням місця, інформацію про корекцію за азимутом і інформацію про відстань, викликану зустрічним вітром або рухом цілі. Бойова машина піхоти в основному використовує лазерний далекомір, щоб визначити, чи знаходиться ціль на відстані від протитанкової ракети, а по-друге, він використовується для управління вогнем і сортування цілей. Для того, щоб лазерний далекомір був повністю ефективним для визначення дальності будь-якої цілі, яку можна виявити, і цілодобово пасивно виявляв, ідентифікував та сортував через систему управління вогнем, ці системи також повинні включати: оптику прицілювання, телевізійні камери та інфрачервоне тепло. тепловізори (FLIR) тощо. Це система, яка дуже терміново потрібна, але не може бути повністю задоволена будь-яким однофункціональним лазерним далекоміром з однією довжиною хвилі. Згідно з іноземними повідомленнями, корпорація Hughes із Сполучених Штатів використовує лазерний далекомір зі зсувом частоти комбінаційного розсіювання Nd:YAG, телевізійну камеру та інфрачервоне зображення для створення системи лазерного далекоміра танків і бронетранспортерів, яка є найновішим обладнанням на даний момент.
Однак, якщо така система використовує 1,06 мкм лазерний далекомір Nd:YAG, навіть якщо на далекомірі встановлено фільтр ослаблення, він може в основному задовольнити вимоги щодо безпеки людських очей під час тренування далекоміра для кооперативних цілей. Після демонстрації танк і оператори, командири та учасники бойових дій піхоти повинні вжити заходів безпеки для очей людини або використовувати безпечний для людського ока діапазон довжин хвилі лазера 1,54 мкм, щоб фундаментально відповідати вимогам безпеки для очей людини.
3. Імпульсний лазерний далекомір зенітної артилерії та ПРО
Імпульсний лазерний далекомір протиповітряної оборони та імпульсний лазерний далекомір протиповітряної оборони бойових машин піхоти із заходами самозахисту повинні працювати відповідно до вимог системи управління вогнем і бойової системи, маневрувати на високій швидкості в повітрі в межах відстань і швидкість. Ціль надає стабільну інформацію про відстеження та інформацію про відстань для протидії загрозам озброєних гелікоптерів, літаків-невидимок, крилатих ракет і протирадіаційних ракет.
Це вимагає, щоб лазерний далекомір забезпечував відносно високу швидкість передачі даних (високу частоту імпульсу лазера) і відносно високу точність вимірювання відстані, наприклад максимальний діапазон 4~20км, точність визначення діапазону ±2,5~5м, і частотою повторення 6 ~ 20 Гц, кут розбіжності променя становить 0,5 ~ 2,5 мрад і т. д. Однак, якщо дистанція бою досить велика (близько 20 км або більше), фактичне протистояння на такій великій відстані відбувається за однозначних атмосферних умов , а чутливість лазерного далекоміра лише трохи вище, ніж у танкового; У деякі сезони з високою вологістю або в деяких метеорологічних регіонах з високою температурою через сильне поглинання молекул H2O максимальна здатність вимірювання дальності довгохвильового (наприклад, 10,6 мкм CO2) імпульсного лазерного далекоміра обмежена. У цей час слід використовувати 1.06. мкм Nd:YAG імпульсний лазерний далекомір або імпульсний лазерний далекомір зі зсувом комбінаційної частоти Nd:YAG та Er:скло (1,54 мкм).
Наприклад, американська компанія Hughes використовує зсув частоти Рамана Nd: YAG та Er: скляний фотоелектричний трекінговий лазерний далекомір є типовим прикладом поточної передової системи.
4. Бортовий імпульсний лазерний далекомір
Бортовий імпульсний лазерний далекомір можна використовувати для оснащення озброєних гелікоптерів системами наведення ракет і літальних апаратів з нерухомим крилом для блокування цілей, таких як підтримка фотоелектричних літальних апаратів, і перехоплення авіаційних і ракетних атак. У цих типових програмах зазвичай використовується лазерний далекомір Nd:YAG 1,06 мкм із можливостями лазерного визначення дальності та наведення на ціль або безпечний для ока лазерний далекомір із частотним зміщенням комбінаційного розсіювання Nd:YAG_наведення на ціль на довжині хвилі 1,54 мкм, тощо, для захисту бортових систем для виконання бойових завдань або активної атаки на фотоелектричні цілі в повітрі.
Основні технічні характеристики бортового імпульсного лазерного далекоміра: велика дальність (4~10км для озброєних вертольотів, 10~20км для літаків), висока дальність точність (±5~10 м для озброєних вертольотів), для літаків ±1~10 м), частота повторення (для озброєних вертольотів 4 Гц, для літаків 5~20 Гц), кут розсіювання променя невеликий (для озброєні вертольоти становлять 0,4~1 мрад, для 0,1~0,5 мрад для літаків з фіксованим крилом), а бортове обладнання має бути невеликим за розміром, легкою вагою та мати спільні з авіаційними показниками.
Таким чином, лазер повинен використовувати високоефективну циркулюючу рідину як охолоджувач, щоб відповідати вимогам високої робочої швидкості, інакше він повинен використовувати газове або змішане газове додаткове охолодження. В даний час у розробленій США лазерній системі «Liden» (LANTIRN) використовується лазерний цілевказівник Nd:YAG зі зсувом комбінаційної частоти, який є типовим прикладом багатофункціонального та розширеного бортового застосування сучасних лазерних далекомірів.
5. Судновий імпульсний лазерний далекомір
Розробка корабельного імпульсного лазерного далекоміра є слідом за легким портативним лазерним далекоміром, встановленим на транспортних засобах, і лазерним далекоміром протиповітряної оборони, і він включає дві категорії: надводний корабельний і підводний перископ.
Наземний носійний імпульсний лазерний далекомір за технічними показниками не відрізняється від автомобільного лазерного далекоміра управління вогнем і ППО. Вимоги до об’єму, ваги, електричної ефективності, можливостей обслуговування та вартості несуворі. Таким чином, в даний час велика кількість військово-морських кораблів використовується для оснащення звичайних систем управління вогнем і протиповітряної оборони, таких як прикриття (безшумні радіолокаційні) палубні системи відновлення та спостереження, що складаються з інфрачервоного теплового зображення, телебачення тощо, все- моніторинг погоди та супроводження повітряних цілей та інших унікальних кораблів. Онлайн-додатки з’являються, і перспективи їх застосування досить широкі.
Підводний перископічний імпульсний лазерний далекомір наразі використовує дві комбінації. Перший полягає в установці лазерного далекоміра, підсилювача зображення та тепловізора в його перископі, тоді як дисплей відстані та тригерна кнопка відповідно встановлені над рукою оператора. або поблизу. Його перевага полягає в тому, що втрати лазера на оптичному шляху пропускання невеликі, але промінь дрейфує і важко захопити ціль; другий метод встановлює верхні три частини внизу перископа, і встановлення, налагодження та розбирання всієї системи дуже зручні, але лазер, який використовує цей метод, промінь має проходити через трубу перископа довжиною 12 метрів і 15 ~20 лінз, і втрати енергії є відносно великими.
Основні технічні характеристики: дальність 300~6000 м, точність локації ±5~10м, частота повторення 1~5 Гц, кут розбіжності променя 1~1,5 мрад.
