Impulzuslézeres távolságmérő típusosztályozása és alkalmazáselemzése
Az impulzusos lézeres távolságmérőt katonai felszerelésként fejlesztették ki az 1960-as évek elején. Több mint 30 évnyi fejlesztés, fejlesztés és felszerelés után a külföldi országok elkészítették a „kézi, állványt, periszkópot, tankot, páncélt, felszíni hordozót, tengeralattjáró periszkópot, légelhárító fegyvert, légi fedélzetet, repülőtéri felhőt, rakétát Több mint 400 fajta és modell létezik tizenhárom kategóriában, beleértve a rakétakilövést, a mesterséges műholdat és az űrrepülőgépeket, amelyek közül a legfelszereltebb a szilárdtest impulzusos lézeres távolságmérő Nd:YAG eszközzel, ezt követi a Raman frekvenciaváltó Nd:YAG és Er:üveg és CO2 impulzus lézeres távolságmérők.
1. Könnyű hordozható impulzusos lézeres távolságmérő
A könnyű hordozható, impulzusos lézeres távolságmérők közé tartoznak a gyalogsági és tüzérségi felderítéshez használható kézi számítógépek, valamint a kettős célú előremenő felderítő és előremenő légi irányító (FAC) lézeres távolságmérők – a célpontok. A fent említett rendszerhez rugalmasnak, könnyű ismétlődésnek, kis méretűnek kell lennie, energiaforrásként akkumulátorcsomagot kell használnia, nagy megbízhatósággal és karbantarthatósággal, valamint egyetlen termék alacsony költségével kell rendelkeznie.
Fő műszaki teljesítmény: a maximális mérési tartomány 4-10 km, a távolságmérés pontossága ±10 m, az ismétlési gyakoriság egyszeri, a sugár divergencia szöge 1-2 mrad. Érdemes megjegyezni, hogy mivel a fent említett lézeres távolságmérő és rendszere gyakran szorosan együttműködik más baráti erőkkel, és nem végez páncélosok nagyszabású kiképzését, ezért nincsenek együttműködő célpontok, és a kezelő nem visel védőszemüveget. stb., az emberi szem biztonsága rendkívül fontos. Ezért az ilyen típusú impulzusos lézeres távolságmérő fokozatosan megváltozott az Nd: YAG lézeres távolságmérőről a Raman-frekvenciás eltolt Nd: YAG és Er: üveg 1,54 μm szembiztos lézeres távolságmérőre.
A modern hadviselésben a gyalogság és tüzérség önálló hadműveletei a gyalogságból, tüzérségből és tengerészgyalogságból álló különleges erők közös hadműveleteivé fejlődtek. A fegyverrendszer fokozatosan átvette a többfunkciós, átfogó csúcstechnológiát egyetlen szárazföldi tüzérségből és légvédelmi tüzérségből. Ezért a lézeres távolságmérő egy hordozható és kézi, egyetlen távolságmérő funkcióval rendelkező készülékből lézeres távolságmérővé, nappali és éjszakai irányzékká az infravörös célzáshoz, valamint lézeres infravörös céljelzővé a lézeres távolságmérőhöz, célkijelzőhöz és infravörös célzáshoz fejlődött. célzás.
Például az American Optoelectronics Company Er: üveglézereket használó kis lézeres infravörös megfigyelője (MELIOS) a kortárs kor fejlettebb lézeres távolságmérőinek képviselője.
2. Földi jármű impulzusos lézeres távolságmérő
A földi járművek impulzuslézeres távolságmérői közé tartoznak a harckocsik, a gyalogsági harcjárművek (IFV), a tűzvezetés, a légvédelem, a tüzérségi vagy rakétavezérelt tűzvezetés, valamint a jelenleg kifejlesztett földi jármű lézeres távolságmérő-célpont jelzője stb.
Fő műszaki teljesítménye: a maximális mérési tartomány 4~10km, a mérési pontosság ±5~10m, a célfelbontás kb. 20m, az ismétlési frekvencia 0,1~1Hz, és a sugár divergencia szöge 0,4 ~ 1 mrad.
A lézeres távolságmérő alkalmazása a harckocsitűzvezérlő rendszerben a ballisztikus röppálya szupermagassági korrekciós információinak, az azimutkorrekciós információnak és a szembeszél vagy célmozgás okozta távolság információnak a biztosítása. A gyalogsági harcjármű elsősorban a lézeres távolságmérővel méri, hogy a cél a páncéltörő rakéta távolságán belül van-e, másodsorban pedig fegyvertűzvezetésre és célosztályozásra szolgál. Annak érdekében, hogy a lézeres távolságmérő teljes mértékben hatékonyan meg tudja határozni az észlelhető célpontokat, és passzívan észlelje, azonosítsa és válogatja a tűzjelző rendszert éjjel-nappal, ezeknek a rendszereknek tartalmazniuk kell még: célzó optikát, televíziós kamerát és infravörös hőt. képalkotó (FLIR), stb. Ez egy olyan rendszer, amelyre nagyon sürgősen szükség van, de nem lehet teljes mértékben kielégíteni egyetlen funkciós és egyhullámhosszú lézeres távolságmérővel sem. Külföldi jelentések szerint az amerikai Hughes Corporation Raman frekvenciaeltolásos Nd:YAG lézeres távolságmérőt, TV-kamerát és infravörös képalkotást használ a harckocsik és páncélozott járművek lézeres távolságmérő rendszerének kialakításához, amely jelenleg a legújabb berendezés.
Ha azonban ez a fajta rendszer 1,06 μm-es Nd:YAG lézeres távolságmérőt használ, akkor is, ha csillapító szűrőt szerelnek fel a távolságmérőre, alapvetően megfelel az emberi szem biztonsági követelményeinek a kooperatív célpontok távolságmérő képzése során. A bemutató után a harckocsinak és a gyalogsági hadműveletek kezelőinek, parancsnokainak és harcosainak meg kell tenniük az emberi szem biztonságát, vagy az emberi szem számára biztonságos 1,54 μm-es lézer hullámhossz-tartományt kell alkalmazniuk, hogy alapvetően megfeleljenek az emberi szem biztonságára vonatkozó követelményeknek.
3. Légvédelmi tüzérségi és rakétavédelmi impulzusos lézeres távolságmérő
A légvédelmi impulzuslézeres távolságmérőnek és az önvédelmi intézkedésekkel ellátott gyalogsági harcjárművekhez készült légvédelmi impulzuslézeres távolságmérőnek a tűzvezető rendszer és a harcrendszer követelményeinek megfelelően kell működnie, és nagy sebességgel kell manővereznie a levegőben a légtéren belül. távolság és távolságsebesség A célpont stabil nyomkövetési és távolságinformációkat biztosít a fegyveres helikopterek, lopakodó repülőgépek, cirkáló rakéták és sugárzáselhárító rakéták fenyegetései ellen.
Ehhez a lézeres távolságmérőnek viszonylag nagy adatátviteli sebességet (nagy lézerimpulzus-sebességet) és viszonylag nagy távolsági pontosságot kell biztosítania, például 4–2{7}} km maximális hatótávolságot, ±2,5–5 méteres hatótávolságot, és az ismétlési gyakoriság 6-20 Hz, a sugár divergencia szöge 0,5-2,5 mrad stb. Ha azonban a harci távolság meglehetősen nagy (kb. 20 km vagy több), akkor a tényleges összecsapás ilyen nagy távolságon egyértelmű légköri körülmények között történik , és a lézeres távolságmérő érzékenysége csak valamivel nagyobb, mint a tank távolságmérőé; Egyes magas páratartalmú évszakokban vagy egyes magas hőmérsékletű meteorológiai régiókban a H2O molekulák erős abszorpciója miatt a hosszú hullámhosszú (például 10,6 μm CO2) impulzuslézeres távolságmérő maximális hatótávolsága korlátozott. Jelenleg az 1.06-ot kell használni. μm Nd:YAG impulzus lézeres távolságmérő, vagy Raman frekvencia eltolt Nd:YAG és Er:glass (1,54μm) impulzus lézeres távolságmérő.
Például az amerikai Hughes cég Raman frekvenciaeltolást Nd: YAG és Er: üveg fotoelektromos nyomkövető érzékelő lézeres távolságmérő tipikus példa a jelenlegi fejlett rendszerre.
4. Légi impulzusos lézeres távolságmérő
A fedélzeti impulzusos lézeres távolságmérő felszerelhető fegyveres helikopterek rakétavezérléssel, és merevszárnyú repülőgépekkel is felszerelhető a célpontok blokkolására, például a fotoelektromos repülőgépek támogatására, valamint a repülőgépek és rakétatámadások elfogására. Ezek a tipikus alkalmazások általában 1,06 μm-es Nd:YAG lézeres távolságmérőt használnak lézeres távolságmeghatározási és célpontozási képességekkel, vagy egy szembiztos Raman-frekvenciás eltolt Nd:YAG impulzusos lézeres távolságmérőt{4}}, amely 1,54 μm-es hullámhosszra mutat, stb., a fedélzeti rendszerek védelmére a harci küldetések teljesítéséhez vagy a levegőben lévő fotoelektromos célpontok aktív megtámadásához.
A légi impulzuslézeres távolságmérő fő műszaki teljesítménye: nagy hatótávolság (4-10km fegyveres helikoptereknél, 10~20km merevszárnyú repülőgépeknél), nagy hatótávolság pontosság (±5-10m fegyveres helikoptereknél), fix szárnyú repülőgépeknél ±1-10m, ismétlési gyakoriság (fegyveres helikoptereknél 4Hz, merevszárnyú repülőgépeknél 5-20Hz), sugárszóródási szög kicsi (az fegyveres helikopterek 0,4–1 mrad, merevszárnyú repülőgépek esetén 0,1–0,5 mrad), a fedélzeti felszerelésnek pedig kis méretűnek, könnyűnek kell lennie, és meg kell osztani a repülési jelzőkkel.
Ezért a lézernek nagy hatékonyságú keringető folyadékot kell használnia hűtőként, hogy megfeleljen a nagy üzemi sebesség követelményeinek, ellenkező esetben gáz- vagy vegyesgázos nyomásfokozó hűtést kell alkalmaznia. Jelenleg az Egyesült Államok által kifejlesztett "Liden" lézerrendszer (LANTIRN) a Raman-frekvenciás eltolt Nd:YAG lézeres célpont-jelölő távolságmérőt használja, amely a modern lézeres távolságmérők többfunkciós és kiterjesztett légi alkalmazásának tipikus példája.
5. Hajófedélzeti impulzusos lézeres távolságmérő
A hajófedélzeti impulzuslézeres távolságmérő fejlesztése a könnyű hordozható, járműre szerelhető és légvédelmi lézeres távolságmérő után jött létre, és két kategóriát foglal magában: felszíni hajófedélzeti és tengeralattjáró periszkópot.
A felületi hordozóra szerelt impulzuslézeres távolságmérő műszaki teljesítménymutatóit tekintve megegyezik a járműre szerelt tűzvezérlő és légvédelmi lézeres távolságmérővel. A térfogatra, tömegre, elektromos hatékonyságra, karbantartási képességre és költségre vonatkozó követelmények nem szigorúak. Ezért jelenleg nagyszámú haditengerészeti hajót használnak a hagyományos tűzvezetés és légvédelem felszerelésére, mint például fedő (csendes radar) hordozó alapú repülőgép-helyreállító és nyomkövető rendszerek, amelyek infravörös hőképalkotásból, televízióból stb. légi célok és más egyedi hajók időjárás-figyelése és nyomon követése. Az online alkalmazások megjelennek, és alkalmazási kilátásai meglehetősen szélesek.
A tengeralattjáró periszkóp impulzuslézeres távolságmérő jelenleg két kombinációt alkalmaz. Az első a lézeres távolságmérő, a képerősítő és a hőkamerás periszkópba való beépítése, míg a távolságkijelző és a trigger gomb a kezelő keze fölé. vagy a közelben. Előnye, hogy az átviteli optikai úton a lézerveszteség kicsi, de a sugár sodródik, és nehéz befogni a célt; a második módszer a felső három részt a periszkóp aljára szereli fel, és a teljes rendszer telepítése, hibakeresése és szétszerelése nagyon kényelmes, de a lézer ezzel a módszerrel A sugárnak át kell haladnia egy 12 m hosszú periszkóp csövön és 15 ~20 lencse, és az energiaveszteség viszonylag nagy.
A fő műszaki teljesítmények a következők: hatótávolság 300-6000m, hatótávolság ±5-10m, ismétlési frekvencia 1-5Hz, sugár divergencia szöge 1-1,5mrad.
