Loại phân loại và phân tích ứng dụng của công cụ tìm phạm vi laser xung
Là một thiết bị quân sự, máy đo khoảng cách laser xung được phát triển vào đầu những năm 1960. Sau hơn 30 năm phát triển, phát triển và thiết bị, nước ngoài đã hoàn thành "cầm tay, giá ba chân, kính tiềm vọng, xe tăng, áo giáp, tàu sân bay, kính tiềm vọng tàu ngầm, súng phòng không, trên không, đám mây sân bay, tên lửa. Có hơn 400 loại và kiểu dáng trong mười ba loại, bao gồm phóng tên lửa, vệ tinh nhân tạo và tàu vũ trụ, trong đó máy đo khoảng cách laser xung trạng thái rắn với Nd:YAG là thiết bị được trang bị nhiều nhất, tiếp theo là dịch chuyển tần số Raman Nd:YAG và Er:glass và CO2 xung máy đo khoảng cách laser.
1. Máy đo khoảng cách laser xung cầm tay trọng lượng nhẹ
Máy đo khoảng cách laser xung di động hạng nhẹ bao gồm các thiết bị cầm tay để trinh sát bộ binh và pháo binh cũng như máy xác định mục tiêu-chỉ định mục tiêu bằng laser trinh sát tiền phương và kiểm soát trên không (FAC) mục đích kép. Đối với hệ thống nêu trên, yêu cầu phải linh hoạt, lặp lại nhẹ, kích thước nhỏ, sử dụng bộ pin làm nguồn điện, độ tin cậy và khả năng bảo trì cao, giá thành sản phẩm đơn lẻ thấp.
Hiệu suất kỹ thuật chính: phạm vi đo tối đa là 4 ~ 10km, độ chính xác của phép đo khoảng cách là ± 10m, tần số lặp lại là một lần và góc phân kỳ chùm tia là 1 ~ 2mrad. Điều đáng chú ý là do công cụ tìm phạm vi laser nói trên và hệ thống của nó thường hợp tác chặt chẽ với các lực lượng thân thiện khác và không thực hiện huấn luyện quy mô lớn cho lực lượng thiết giáp, nên không có mục tiêu hợp tác và người điều khiển không đeo kính bảo hộ , v.v., an toàn cho mắt người là vô cùng quan trọng. Do đó, loại công cụ tìm phạm vi laser xung này đã dần thay đổi từ công cụ tìm phạm vi laser Nd: YAG sang tần số Raman chuyển Nd: YAG và công cụ tìm phạm vi laser an toàn cho mắt Er:glass 1.54μm.
Trong chiến tranh hiện đại, các hoạt động độc lập của bộ binh và pháo binh đã phát triển thành các hoạt động chung của các lực lượng đặc biệt bao gồm bộ binh, pháo binh và thủy quân lục chiến. Hệ thống vũ khí cũng đã từng bước áp dụng công nghệ cao toàn diện đa chức năng từ một loại pháo mặt đất và pháo phòng không. Do đó, máy đo khoảng cách laze cũng đã phát triển từ loại di động và cầm tay với một chức năng đo phạm vi duy nhất thành máy đo khoảng cách laze, thiết bị quan sát ngày và đêm để nhắm mục tiêu hồng ngoại và chỉ báo mục tiêu hồng ngoại bằng laze cho máy đo khoảng cách laze, chỉ thị mục tiêu và tia hồng ngoại. nhắm.
Ví dụ, thiết bị quan sát tia hồng ngoại laze nhỏ (MELIOS) của Công ty Quang điện tử Hoa Kỳ sử dụng tia laze Er: thủy tinh là một đại diện của máy đo khoảng cách laze tiên tiến hơn trong thời kỳ đương đại.
2. Máy đo khoảng cách xung laser cho phương tiện mặt đất
Máy đo khoảng cách laser xung cho phương tiện mặt đất bao gồm xe tăng, phương tiện chiến đấu bộ binh (IFV), điều khiển hỏa lực, phòng không, pháo binh hoặc điều khiển hỏa lực dẫn đường bằng tên lửa và thiết bị chỉ định mục tiêu máy đo khoảng cách laser cho phương tiện mặt đất hiện đang được phát triển, v.v.
Hiệu suất kỹ thuật chính của nó: phạm vi đo tối đa là 4~10km, độ chính xác trong phạm vi là ±5~10m, độ phân giải mục tiêu là khoảng 20m, tần số lặp lại là 0,1~1Hz, và góc phân kỳ của chùm tia là 0,4 ~ 1mrad.
Ứng dụng của công cụ tìm phạm vi laser trong hệ thống điều khiển hỏa lực của xe tăng là cung cấp thông tin hiệu chỉnh siêu độ cao của quỹ đạo đạn đạo, thông tin hiệu chỉnh phương vị và thông tin khoảng cách do gió ngược hoặc chuyển động của mục tiêu gây ra. Phương tiện chiến đấu bộ binh chủ yếu sử dụng công cụ tìm phạm vi laser để đo xem mục tiêu có nằm trong khoảng cách của tên lửa chống tăng hay không, và thứ hai, nó được sử dụng để điều khiển hỏa lực súng và phân loại mục tiêu. Để công cụ tìm phạm vi laser phát huy hết hiệu quả trong phạm vi bất kỳ mục tiêu nào có thể được phát hiện và phát hiện, xác định và phân loại thụ động thông qua hệ thống điều khiển hỏa lực suốt ngày đêm, các hệ thống này cũng nên bao gồm: quang học ngắm, camera truyền hình và nhiệt hồng ngoại. máy tạo ảnh (FLIR), v.v... Đây là một hệ thống rất cần thiết nhưng không thể được đáp ứng hoàn toàn bởi bất kỳ máy đo khoảng cách laser một bước sóng và một chức năng nào. Theo các báo cáo nước ngoài, Tập đoàn Hughes của Hoa Kỳ sử dụng máy đo khoảng cách laser Nd: YAG thay đổi tần số Raman, camera TV và hình ảnh hồng ngoại để tạo thành hệ thống máy đo khoảng cách laser cho xe tăng và xe bọc thép, đây là thiết bị mới nhất hiện nay.
Tuy nhiên, nếu loại hệ thống này sử dụng máy đo khoảng cách laser 1,06μm Nd: YAG, ngay cả khi bộ lọc suy giảm được lắp đặt trên máy đo khoảng cách, về cơ bản nó có thể đáp ứng các yêu cầu an toàn của mắt người trong quá trình huấn luyện máy đo khoảng cách cho các mục tiêu hợp tác. Sau khi trình diễn, xe tăng và Người điều khiển, chỉ huy và chiến binh của các hoạt động bộ binh nên thực hiện các biện pháp an toàn cho mắt người hoặc sử dụng bước sóng laser 1,54μm an toàn cho mắt người, để đáp ứng cơ bản các yêu cầu về an toàn cho mắt người.
3. Máy đo xa laser xung phòng không và phòng thủ tên lửa
Công cụ tìm phạm vi laser xung cho phòng không và công cụ tìm phạm vi laser xung phòng không cho xe chiến đấu bộ binh có các biện pháp tự bảo vệ phải hoạt động theo yêu cầu của hệ thống điều khiển hỏa lực và hệ thống chiến đấu, đồng thời cơ động ở tốc độ cao trên không trong phạm vi khoảng cách và tốc độ khoảng cách Mục tiêu cung cấp thông tin theo dõi ổn định và thông tin khoảng cách để chống lại các mối đe dọa của máy bay trực thăng vũ trang, máy bay tàng hình, tên lửa hành trình và tên lửa chống bức xạ.
Điều này yêu cầu máy đo khoảng cách laser cung cấp tốc độ dữ liệu tương đối cao (tốc độ xung laser cao) và độ chính xác khoảng cách tương đối cao, chẳng hạn như phạm vi tối đa là 4~20km, độ chính xác trong phạm vi ±2,5~5m, và tốc độ lặp lại 6 ~ 20Hz, góc phân kỳ chùm tia là 0,5 ~ 2,5mrad, v.v. Tuy nhiên, nếu khoảng cách chiến đấu khá xa (khoảng 20km trở lên), cuộc đối đầu thực tế ở khoảng cách xa như vậy xảy ra trong điều kiện khí quyển rõ ràng và độ nhạy của công cụ tìm phạm vi laze chỉ cao hơn một chút so với công cụ tìm phạm vi xe tăng; Trong một số mùa có độ ẩm cao hoặc một số vùng khí tượng có nhiệt độ cao, do sự hấp thụ mạnh của các phân tử H2O, khả năng phạm vi tối đa của máy đo khoảng cách laze xung bước sóng dài (chẳng hạn như 10,6μm CO2) bị hạn chế. Tại thời điểm này, 1.06 nên được sử dụng. Máy đo khoảng cách laser xung μm Nd:YAG hoặc máy đo khoảng cách laser xung Nd:YAG dịch chuyển tần số Raman và Er:glass (1,54μm).
Ví dụ: công ty Hughes của Hoa Kỳ sử dụng dịch chuyển tần số Raman Nd: YAG và Er: máy đo khoảng cách laser phát hiện theo dõi quang điện thủy tinh là một ví dụ điển hình của hệ thống tiên tiến hiện nay.
4. Công cụ tìm phạm vi laser xung trong không khí
Máy đo khoảng cách laser xung trên không có thể được sử dụng để trang bị cho máy bay trực thăng vũ trang hướng dẫn chỉ huy tên lửa và trang bị cho máy bay cánh cố định để chặn các mục tiêu như hỗ trợ máy bay quang điện và máy bay đánh chặn và tấn công tên lửa. Các ứng dụng điển hình này thường sử dụng máy đo khoảng cách laze Nd:YAG 1,06μm với phạm vi laze và khả năng chỉ mục tiêu, hoặc máy đo khoảng cách laze xung Nd:YAG được dịch chuyển tần số Raman_chỉ mục tiêu ở bước sóng của thiết bị 1,54μm, v.v., để bảo vệ các hệ thống trên không hoàn thành nhiệm vụ chiến đấu hoặc chủ động tấn công các mục tiêu quang điện trên không.
Hiệu suất kỹ thuật chính của máy đo khoảng cách laser xung trên không: tầm xa (4~10km đối với máy bay trực thăng vũ trang, 10~20km đối với máy bay cánh cố định), phạm vi cao độ chính xác (±5~10m đối với trực thăng vũ trang), đối với máy bay cánh cố định là ±1~10m), tốc độ lặp lại (đối với trực thăng vũ trang là 4Hz, đối với máy bay cánh cố định là 5~20Hz), góc tán tia nhỏ (đối với máy bay trực thăng vũ trang là 0,4 ~ 1mrad, đối với máy bay cánh cố định là 0,1 ~ 0,5mrad), và thiết bị trên không phải có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và dùng chung với các chỉ số hàng không.
Do đó, laser phải sử dụng chất lỏng tuần hoàn hiệu quả cao làm bộ làm mát để đáp ứng yêu cầu tốc độ hoạt động cao, nếu không thì phải sử dụng làm mát tăng cường khí hoặc khí hỗn hợp. Hiện tại, hệ thống laser "Liden" (LANTIRN) do Hoa Kỳ phát triển sử dụng máy đo khoảng cách chỉ định mục tiêu laser Nd: YAG thay đổi tần số Raman, đây là một ví dụ điển hình về ứng dụng đa chức năng và mở rộng trên không của máy đo khoảng cách laser hiện đại.
5. Công cụ tìm phạm vi laser xung trên tàu
Sự phát triển của máy đo khoảng cách laser xung trên tàu là sau máy đo khoảng cách laser phòng không, di động và gắn trên xe hạng nhẹ, và nó bao gồm hai loại: kính tiềm vọng trên tàu nổi và kính tiềm vọng cho tàu ngầm.
Máy đo khoảng cách laser xung trên tàu sân bay giống như máy đo khoảng cách laser phòng không và điều khiển hỏa lực gắn trên xe về các chỉ số hiệu suất kỹ thuật. Các yêu cầu về khối lượng, trọng lượng, hiệu suất điện, khả năng bảo trì và giá thành không khắt khe. Do đó, hiện nay, một số lượng lớn tàu hải quân được sử dụng để trang bị hệ thống điều khiển hỏa lực và phòng không thông thường, chẳng hạn như hệ thống theo dõi và thu hồi máy bay dựa trên tàu sân bay (radar im lặng), bao gồm hình ảnh nhiệt hồng ngoại, truyền hình, v.v., tất cả- giám sát thời tiết và theo dõi các mục tiêu trên không và các tàu độc đáo khác. Các ứng dụng trực tuyến đang nổi lên và triển vọng ứng dụng của nó khá rộng.
Máy đo khoảng cách xung laze bằng kính tiềm vọng của tàu ngầm hiện đang áp dụng hai cách kết hợp. Đầu tiên là cài đặt máy đo khoảng cách laser, bộ tăng cường hình ảnh và thiết bị chụp ảnh nhiệt trong kính tiềm vọng của nó, trong khi màn hình hiển thị khoảng cách và nút kích hoạt được cài đặt tương ứng phía trên tay của người vận hành. hoặc gần đó. Ưu điểm của nó là suy hao laser trong đường truyền quang nhỏ, nhưng chùm tia bị trôi và rất khó bắt được mục tiêu; phương pháp thứ hai cài đặt ba phần trên ở dưới cùng của kính tiềm vọng và việc cài đặt, gỡ lỗi và tháo gỡ toàn bộ hệ thống rất thuận tiện, nhưng tia laser sử dụng phương pháp này Chùm tia phải đi qua một ống kính tiềm vọng dài 12m và 15 ~20 thấu kính và năng lượng tiêu hao tương đối lớn.
Các màn trình diễn kỹ thuật chính là: phạm vi dao động 300~6000m, độ chính xác dao động ±5~10m, tần số lặp lại 1~5Hz, góc phân kỳ chùm tia 1~1,5mrad.
