Klasyfikacja typów i analiza zastosowań dalmierzy laserowych impulsowych
Pulsacyjny dalmierz laserowy jako sprzęt wojskowy został opracowany na początku lat 60. XX wieku. Po ponad 30 latach rozwoju, rozwoju i wyposażenia, zagraniczne kraje ukończyły „ręczny, statyw, peryskop, czołg, zbroję, nośnik powierzchni, peryskop podwodny, działo przeciwlotnicze, powietrze, chmura lotniskowa, pocisk Istnieje ponad 400 odmian i modeli w trzynastu kategoriach, w tym start rakiet, sztuczny satelita i statek kosmiczny, wśród których najlepiej wyposażony jest półprzewodnikowy pulsacyjny dalmierz laserowy z Nd:YAG jako urządzeniem, a następnie Nd:YAG z przesunięciem częstotliwości Ramana i Er:szkło i impuls CO2 dalmierze laserowe.
1. Lekki przenośny pulsacyjny dalmierz laserowy
Lekkie przenośne pulsacyjne dalmierze laserowe obejmują ręczne urządzenia do rozpoznania piechoty i artylerii oraz dwufunkcyjne dalmierze rozpoznawcze do przodu i do kierowania lotnictwem (FAC) - oznaczniki celu. W przypadku wyżej wymienionego systemu wymagane jest, aby był elastyczny, lekki w powtarzaniu, mały rozmiar, wykorzystywał pakiet akumulatorów jako źródło zasilania, wysoką niezawodność i łatwość konserwacji oraz niski koszt pojedynczego produktu.
Główne parametry techniczne: maksymalny zakres pomiaru wynosi 4 ~ 10 km, dokładność pomiaru odległości wynosi ± 10 m, częstotliwość powtarzania jest pojedyncza, a kąt rozbieżności wiązki wynosi 1 ~ 2 mrad. Warto zauważyć, że skoro wspomniany dalmierz laserowy i jego system często ściśle współpracują z innymi sojuszniczymi siłami i nie prowadzą na dużą skalę szkolenia sił pancernych, to nie ma kooperujących celów, a operator nie nosi okularów ochronnych itp., bezpieczeństwo ludzkiego oka jest niezwykle ważne. Dlatego ten typ pulsacyjnego dalmierza laserowego stopniowo zmieniał się z dalmierza laserowego Nd: YAG na bezpieczny dla oka dalmierz laserowy Nd: YAG i Er: ze szklanym 1,54 μm z przesunięciem częstotliwości Ramana.
We współczesnej wojnie niezależne operacje piechoty i artylerii rozwinęły się we wspólne operacje sił specjalnych składających się z piechoty, artylerii i piechoty morskiej. System uzbrojenia również stopniowo przyjmował wielofunkcyjną wszechstronną zaawansowaną technologię z jednej artylerii naziemnej i artylerii przeciwlotniczej. W związku z tym dalmierz laserowy rozwinął się również z przenośnego i ręcznego dalmierza z pojedynczą funkcją pomiaru odległości do dalmierza laserowego, celownika dziennego i nocnego do celowania w podczerwieni oraz laserowego wskaźnika celu na podczerwień do dalmierza laserowego, wskazania celu i podczerwieni cel.
Na przykład mały laserowy obserwator podczerwieni (MELIOS) firmy American Optoelectronics Company wykorzystujący szklane lasery Er: jest przedstawicielem bardziej zaawansowanych dalmierzy laserowych współczesnej epoki.
2. Impulsowy dalmierz laserowy pojazdu naziemnego
Impulsowe dalmierze laserowe pojazdów naziemnych obejmują czołgi, bojowe wozy piechoty (BWP), kierowanie ogniem, obronę powietrzną, kierowanie ogniem artyleryjskim lub rakietowym, a także obecnie opracowywany dalmierz laserowy do celów naziemnych itp.
Jego główne parametry techniczne: maksymalny zakres pomiarowy wynosi 4~1{5}}km, dokładność odległości wynosi ±5~1{8}}m, rozdzielczość celu wynosi około 20m, częstotliwość powtarzania wynosi 0,1~1Hz, a kąt rozbieżności wiązki wynosi 0,4 ~ 1 mrad.
Zastosowanie dalmierza laserowego w systemie kierowania ogniem czołgu polega na dostarczaniu informacji o korekcji przewyższenia trajektorii balistycznej, informacji o korekcie azymutu oraz informacji o odległości spowodowanej wiatrem czołowym lub ruchem celu. Bojowy wóz piechoty wykorzystuje głównie dalmierz laserowy do pomiaru, czy cel znajduje się w odległości pocisku przeciwpancernego, a po drugie służy do kierowania ogniem dział i sortowania celów. Aby dalmierz laserowy był w pełni skuteczny w mierzeniu dowolnego celu możliwego do wykrycia oraz biernie wykrywał, identyfikował i sortował system kierowania ogniem przez całą dobę, w skład tych systemów powinny wchodzić również: optyka celownicza, kamery telewizyjne i termowizyjne na podczerwień imagery (FLIR) itp. Jest to system, który jest bardzo pilnie potrzebny, ale nie może być w pełni zaspokojony przez żaden jednofunkcyjny i jednofalowy dalmierz laserowy. Według zagranicznych raportów, firma Hughes Corporation ze Stanów Zjednoczonych wykorzystuje dalmierz laserowy Nd:YAG z przesunięciem częstotliwości ramanowskiej, kamerę telewizyjną i obrazowanie w podczerwieni do stworzenia systemu dalmierza laserowego czołgu i pojazdu opancerzonego, który jest obecnie najnowszym wyposażeniem.
Jeśli jednak tego rodzaju system wykorzystuje dalmierz laserowy Nd:YAG 1,06 μm, nawet jeśli na dalmierzu jest zainstalowany filtr tłumiący, może w zasadzie spełnić wymagania bezpieczeństwa ludzkiego oka podczas szkolenia dalmierza dla celów współpracujących. Po demonstracji czołg i operatorzy, dowódcy i kombatanci operacji piechoty powinni podjąć środki bezpieczeństwa dla ludzkiego oka lub użyć bezpiecznego dla ludzkiego oka zakresu długości fali lasera 1,54 μm, aby zasadniczo spełnić wymagania dotyczące bezpieczeństwa ludzkiego oka.
3. Impulsowy dalmierz laserowy artylerii przeciwlotniczej i obrony przeciwrakietowej
Pulsacyjny dalmierz laserowy do obrony przeciwlotniczej oraz dalmierz laserowy impulsowy przeciwlotniczy do bojowych wozów piechoty ze środkami samoobrony powinny działać zgodnie z wymaganiami systemu kierowania ogniem i systemu walki oraz manewrować z dużą prędkością w powietrzu w granicach odległość i prędkość odległości Cel zapewnia stabilne informacje o śledzeniu i odległości, aby przeciwdziałać zagrożeniom ze strony uzbrojonych helikopterów, samolotów stealth, pocisków samosterujących i pocisków przeciwradiolokacyjnych.
Wymaga to, aby dalmierz laserowy zapewniał stosunkowo dużą szybkość transmisji danych (wysoką częstość impulsów lasera) i stosunkowo dużą dokładność pomiaru odległości, na przykład maksymalny zasięg 4–2{7}} km, dokładność pomiaru odległości ±2,5–5 m, i częstotliwość powtarzania 6 ~ 20 Hz, kąt rozbieżności wiązki wynosi 0,5 ~ 2,5 mrad itp. Jeśli jednak odległość walki jest dość duża (około 20 km lub więcej), rzeczywista konfrontacja na tak dużej odległości ma miejsce w jednoznacznych warunkach atmosferycznych , a czułość dalmierza laserowego jest tylko nieznacznie wyższa niż dalmierza czołgowego; W niektórych sezonach o wysokiej wilgotności lub w niektórych regionach meteorologicznych o wysokiej temperaturze, ze względu na silną absorpcję cząsteczek H2O, maksymalna zdolność pomiaru odległości przez dalmierz laserowy impulsowy o dużej długości fali (np. 10,6 μm CO2) jest ograniczona. W tej chwili należy użyć 1.06. μm Nd: YAG pulsacyjny dalmierz laserowy lub pulsacyjny dalmierz laserowy Nd: YAG i Er: glass (1,54 μm) z przesunięciem częstotliwości ramanowskiej.
Na przykład amerykańska firma Hughes wykorzystuje przesunięcie częstotliwości ramanowskiej Nd:YAG i Er:szklany dalmierz laserowy do wykrywania śledzenia fotoelektrycznego jest typowym przykładem obecnego zaawansowanego systemu.
4. Lotniczy pulsacyjny dalmierz laserowy
Pokładowy pulsacyjny dalmierz laserowy może być używany do wyposażania uzbrojonych helikopterów w system kierowania pociskami rakietowymi i wyposażony w stałopłat do blokowania celów, takich jak wspieranie samolotów fotoelektrycznych oraz przechwytywanie samolotów i ataków rakietowych. W tych typowych zastosowaniach zazwyczaj używany jest dalmierz laserowy Nd:YAG o długości fali 1,06 μm z laserowym określaniem odległości i możliwością wskazywania celu lub bezpieczny dla oka dalmierz laserowy Nd:YAG z przesunięciem częstotliwości ramanowskiej{4}}cel wskazujący na długość fali 1,54 μm, itp., w celu ochrony systemów powietrznych, aby ukończyć misje bojowe lub aktywnie atakować cele fotoelektryczne w powietrzu.
Główne parametry techniczne pokładowego dalmierza laserowego impulsowego: daleki zasięg (4~1{14}}km dla uzbrojonych helikopterów, 10~2{19}}km dla stałopłatów), duży zasięg dokładność (±5~10m dla śmigłowców uzbrojonych), dla stałopłatów ±1~10m), częstotliwość powtarzania (dla śmigłowców uzbrojonych to 4Hz, dla stałopłatów to 5~20Hz), kąt rozproszenia wiązki jest mały (dla uzbrojonych śmigłowców wynosi 0,4 ~ 1 mrad, dla 0,1 ~ 0,5 mrad dla stałopłatów), a wyposażenie pokładowe powinno być niewielkich rozmiarów, lekkie i wspólne ze wskaźnikami lotniczymi.
Dlatego laser musi wykorzystywać ciecz obiegową o wysokiej wydajności jako chłodnicę, aby spełnić wymagania dotyczące wysokich prędkości roboczych, w przeciwnym razie musi wykorzystywać chłodzenie wspomagające gazem lub gazem mieszanym. Obecnie opracowany w Stanach Zjednoczonych system laserowy „Liden” (LANTIRN) wykorzystuje dalmierz laserowy Nd:YAG z przesunięciem częstotliwości ramanowskiej, który jest typowym przykładem wielofunkcyjnego i rozbudowanego zastosowania lotniczego nowoczesnych dalmierzy laserowych.
5. Impulsowy dalmierz laserowy na statku
Rozwój pokładowego dalmierza laserowego impulsowego następuje po lekkim przenośnym dalmierzu laserowym montowanym na pojeździe i dalmierzu przeciwlotniczym i obejmuje dwie kategorie: peryskop nawodny i okręt podwodny.
Impulsowy dalmierz laserowy na powierzchni nośnika jest taki sam, jak dalmierz laserowy kierowania ogniem i obrony przeciwlotniczej montowany na pojeździe pod względem parametrów technicznych. Wymagania dotyczące objętości, wagi, sprawności elektrycznej, możliwości konserwacji i kosztów nie są surowe. Dlatego obecnie duża liczba okrętów wojennych jest wykorzystywana do wyposażania konwencjonalnych systemów kierowania ogniem i obrony powietrznej, takich jak osłony (cichy radar) oparte na lotniskowcach systemy odzyskiwania i śledzenia samolotów składające się z termowizyjnego obrazowania w podczerwieni, telewizji itp., Wszystkie- monitorowanie pogody i śledzenie celów powietrznych i innych unikalnych statków. Pojawiają się aplikacje online, a perspektywy ich zastosowania są dość szerokie.
Pulsacyjny dalmierz laserowy z peryskopem łodzi podwodnej przyjmuje obecnie dwie kombinacje. Pierwszym z nich jest zainstalowanie w peryskopie dalmierza laserowego, wzmacniacza obrazu i kamery termowizyjnej, podczas gdy wyświetlacz odległości i przycisk spustu są odpowiednio zainstalowane nad dłonią operatora. lub w pobliżu. Jego zaletą jest to, że straty lasera w torze optycznym transmisji są niewielkie, ale wiązka dryfuje i trudno uchwycić cel; druga metoda instaluje trzy górne części na spodzie peryskopu, a instalacja, debugowanie i demontaż całego systemu są bardzo wygodne, ale laser korzystający z tej metody Wiązka musi przejść przez rurę peryskopu o długości 12 m i 15 ~20 soczewek, a straty energii są stosunkowo duże.
Główne parametry techniczne to: zasięg 300 ~ 6000 m, dokładność pomiaru ± 5 ~ 10 m, częstotliwość powtarzania 1 ~ 5 Hz, kąt rozbieżności wiązki 1 ~ 1,5 mrad.
