Классификация типов и анализ применения импульсного лазерного дальномера
В качестве военной техники импульсный лазерный дальномер был разработан в начале 1960-х годов. После более чем 30 лет разработки, развития и оборудования зарубежные страны завершили «карманный, штатив, перископ, танк, броню, надводный носитель, перископ подводной лодки, зенитное орудие, борт, аэродромное облако, ракету. Существует более 400 разновидностей и моделей. в тринадцати категориях, включая запуск ракеты, искусственный спутник и космический корабль, среди которых твердотельный импульсный лазерный дальномер с Nd:YAG в качестве устройства является наиболее оснащенным, за ним следуют комбинационное смещение частоты Nd:YAG и Er:стекло и импульсный CO2 лазерные дальномеры.
1. Легкий портативный импульсный лазерный дальномер
Легкие портативные импульсные лазерные дальномеры включают в себя портативные устройства для пехотной и артиллерийской разведки и двойные лазерные дальномеры-целеуказы передовой разведки и переднего управления воздушным движением (FAC). Для вышеупомянутой системы требуется гибкость, легкость повторения, небольшой размер, использование аккумуляторной батареи в качестве источника питания, высокая надежность и ремонтопригодность, а также низкая стоимость отдельного продукта.
Основные технические характеристики: максимальная дальность измерения 4~10 км, точность измерения расстояния ±10 м, частота повторения одинарная, угол расхождения луча 1~2 мрад. Стоит отметить, что поскольку упомянутый выше лазерный дальномер и его система часто тесно взаимодействуют с другими дружественными силами и не проводят широкомасштабную подготовку бронетанковых войск, совместных целей нет, а оператор не носит защитные очки. и т. д., безопасность человеческого глаза чрезвычайно важна. Таким образом, этот тип импульсного лазерного дальномера постепенно изменился с лазерного дальномера Nd: YAG на лазерный дальномер с рамановским сдвигом частоты Nd: YAG и Er: стекло 1,54 мкм, безопасный для глаз лазерный дальномер.
В современной войне самостоятельные действия пехоты и артиллерии переросли в совместные действия сил специального назначения, состоящих из пехоты, артиллерии и морской пехоты. Система вооружения также постепенно переняла многофункциональные комплексные высокотехнологичные решения от единой наземной артиллерии и зенитной артиллерии. Поэтому лазерный дальномер также развился от переносного и ручного с единственной функцией определения дальности до лазерного дальномера, дневного и ночного прицела для инфракрасного наведения и лазерного инфракрасного целеуказателя для лазерного дальномера, целеуказания и инфракрасного цель.
Например, небольшой лазерный инфракрасный наблюдатель (MELIOS) Американской компании оптоэлектроники, использующий лазеры из стекла Er:, является представителем более совершенных лазерных дальномеров современной эпохи.
2. Импульсный лазерный дальномер наземного транспорта.
К наземным транспортным импульсным лазерным дальномерам относятся танки, боевые машины пехоты (БМП), управления огнем, ПВО, артиллерийским или ракетным наведением, а также разрабатываемый в настоящее время наземный автомобильный лазерный дальномер-целеуказатель и т. д.
Его основные технические характеристики: максимальная дальность измерения составляет 4~10 км, точность измерения дальности составляет ±5~10 м, целевое разрешение составляет около 20 м, частота повторения составляет 0,1~1 Гц, угол расходимости луча 0,4~1 мрад.
Применение лазерного дальномера в системе управления огнем танка заключается в предоставлении информации о поправке на превышение баллистической траектории, информации о поправке на азимут и информации о расстоянии, вызванном встречным ветром или движением цели. Боевая машина пехоты в основном использует лазерный дальномер для измерения того, находится ли цель на расстоянии досягаемости противотанковой ракеты, а во-вторых, он используется для управления огнем орудия и сортировки целей. Для того, чтобы лазерный дальномер был в полной мере эффективен при дальнометрии любой поддающейся обнаружению цели и пассивно обнаруживал, идентифицировал и сортировал систему управления огнем в круглосуточном режиме, в состав этих систем также должны входить: прицельная оптика, телекамеры и инфракрасная тепловизионная тепловизоры (FLIR) и т. д. Это система, которая очень остро необходима, но не может быть полностью удовлетворена любым однофункциональным и одноволновым лазерным дальномером. Согласно зарубежным сообщениям, корпорация Hughes из Соединенных Штатов использует рамановский лазерный дальномер Nd:YAG со сдвигом частоты, телекамеру и инфракрасное изображение для создания системы лазерного дальномера для танков и бронетранспортеров, которая в настоящее время является новейшим оборудованием.
Однако, если в системе такого типа используется лазерный дальномер Nd:YAG с длиной волны 1,06 мкм, даже если на дальномер установлен аттенюаторный фильтр, он может в основном соответствовать требованиям безопасности для человеческого глаза во время тренировки дальномера для совместных целей. После демонстрации танк и операторы, командиры и комбатанты пехотных операций должны принять меры безопасности для глаз человека или использовать безопасную для глаз лазерную дальность с длиной волны 1,54 мкм, чтобы в основном соответствовать требованиям безопасности для глаз человека.
3. Зенитная артиллерия и противоракетный импульсный лазерный дальномер
Импульсный лазерный дальномер для ПВО и ПВО импульсный лазерный дальномер для БМП с мерами самозащиты должен работать в соответствии с требованиями системы управления огнем и боевой системы, и маневрировать на большой скорости в воздухе в пределах расстояние и скорость расстояния Цель обеспечивает стабильную информацию о сопровождении и информацию о расстоянии для противодействия угрозам вооруженных вертолетов, самолетов-невидимок, крылатых ракет и противорадиолокационных ракет.
Для этого требуется, чтобы лазерный дальномер обеспечивал относительно высокую скорость передачи данных (высокую частоту импульсов лазера) и относительно высокую точность измерения расстояния, например, максимальный диапазон 4~20 км, точность измерения расстояния ±2,5~5 м, и частотой следования 6~20Гц, угол расходимости луча 0,5~2,5мрад и т.д. Однако, если дистанция боя достаточно большая (около 20км и более), то реальное противостояние на таком большом расстоянии происходит в однозначных атмосферных условиях , а чувствительность лазерного дальномера лишь немного выше, чем у танкового дальномера; В некоторые сезоны с высокой влажностью или в некоторых высокотемпературных метеорологических регионах из-за сильного поглощения молекул H2O максимальная дальномерность длинноволнового (например, 10,6 мкм CO2) импульсного лазерного дальномера ограничена. В это время следует использовать 1.06. Импульсный лазерный дальномер Nd:YAG мкм или импульсный лазерный дальномер Nd:YAG и Er:стекло (1,54 мкм) со сдвигом частоты комбинационного рассеяния.
Например, американская компания Hughes использует рамановский частотный сдвиг Nd: YAG и Er: стеклянный фотоэлектрический лазерный дальномер обнаружения слежения, который является типичным примером современной передовой системы.
4. Бортовой импульсный лазерный дальномер
Бортовой импульсный лазерный дальномер может использоваться для оснащения вооруженных вертолетов командным наведением ракет и оснащенных самолетами с неподвижным крылом для блокировки таких целей, как поддерживающие фотоэлектрические самолеты, а также для перехвата самолетов и ракетных атак. В этих типичных приложениях обычно используется лазерный дальномер Nd:YAG с длиной волны 1,06 мкм с возможностью лазерной дальности и наведения на цель или безопасный для глаз рамановский импульсный лазерный дальномер Nd:YAG с частотным сдвигом_, наводящий на цель устройства с длиной волны 1,54 мкм, д., для защиты бортовых комплексов для выполнения боевых задач или активного поражения фотоэлектрических целей в воздухе.
Основные технические характеристики авиационного импульсного лазерного дальномера: большая дальность (4~1{14}}км для вооруженных вертолетов, 1{17}}~20км для самолетов), высокая дальность действия. точность (±5~10 м для вооруженных вертолетов), для самолетов ±1~10 м), частота повторения (для вооруженных вертолетов 4 Гц, для самолетов 5~20 Гц), угол раскрытия луча мал (для вооруженных вертолетов составляет 0,4~1 мрад, для самолетов 0,1~0,5 мрад), а бортовая аппаратура должна быть малогабаритной, легкой и иметь общие с авиацией показатели.
Следовательно, лазер должен использовать высокоэффективную циркулирующую жидкость в качестве охладителя, чтобы соответствовать требованиям высокой рабочей скорости, в противном случае он должен использовать бустерное охлаждение газом или смешанным газом. В настоящее время в лазерной системе «Лиден» (LANTIRN), разработанной в США, используется рамановский лазерный целеуказатель-дальномер Nd:YAG со сдвигом по частоте, который является типичным примером многофункционального и расширенного бортового применения современных лазерных дальномеров.
5. Корабельный импульсный лазерный дальномер
Разработка корабельных импульсных лазерных дальномеров идет после легких переносных, автомобильных и зенитных лазерных дальномеров и включает две категории: надводные корабельные и подводные перископические.
Импульсный лазерный дальномер надводного базирования аналогичен автомобильному лазерному дальномеру управления огнем и ПВО по техническим показателям. Требования к объему, весу, электрической эффективности, возможностям обслуживания и стоимости не являются строгими. Поэтому в настоящее время большое количество кораблей ВМФ используется для оснащения обычными средствами управления огнем и противовоздушной обороны, такими как прикрытие (бесшумная радиолокация) палубных систем спасения и сопровождения самолетов в составе инфракрасных тепловизионных, телевизионных и т.п., все- метеорологический мониторинг и сопровождение воздушных целей и других уникальных кораблей. Появляются онлайн-приложения, и перспективы их применения достаточно широки.
Импульсный лазерный дальномер перископа подводной лодки в настоящее время использует две комбинации. Первый заключается в установке в его перископе лазерного дальномера, ЭОП и тепловизора, при этом указатель дальности и спусковая кнопка соответственно устанавливаются над рукой оператора. или поблизости. Его преимущество в том, что потери лазера в оптическом тракте передачи малы, но луч смещается и захватить цель сложно; второй метод устанавливает три верхние части в нижней части перископа, и установка, отладка и разборка всей системы очень удобны, но лазер, использующий этот метод, должен пройти через трубу перископа длиной 12 м и 15 ~20 линз, и потери энергии относительно велики.
Основные технические характеристики: дальность 300~6000 м, точность дальности ±5~10 м, частота повторения 1~5 Гц, угол расхождения луча 1~1,5 мрад.
