Установка ограничительного сопротивления.
Ограничительное сопротивление устанавливается на выходе высоковольтного источника питания (ВИП) и ограничивает максимальную величину тока, который протекает через ЭОП в период засветки (рисунок 2).
Величина Rорг выбирается такой, чтобы при нормальной работе падение напряжения на нем не превышало примерно двух процентов от величины рабочего напряжения преобразователя. При оптимальной работе ЭОП фототок составляет
.
Тогда величина
Ом при U=15 кВ
Во время засветки величины тока, протекающего через ЭОП,
будет не более
Применять ограничительные сопротивления, включаемые на выходе ВИЛ для защиты многокамерных ЭОП, практически невозможно, так как напряжение для питания каскадного преобразователя снимается с делителя напряжения, рассчитанного на ток 1 мкА и напряжение U = 45 кВ
Рис. 2. Схема включения ограничительного сопротивления
Тогда
Исходя из этого максимальный ток через ЭОП будет
, что значительно превышает допустимую величину.
Однако ограничительные сопротивления могут быть использованы при включении их между делителями и каждой камерой преобразователя.
Установка диафрагм.
На приборах устанавливаются перед ЭОП диафрагмы с переменным диаметром для обеспечения наблюдения через прибор в дневных условиях. Они могут использоваться и в ночных условиях, когда поле боя освещается сильными источниками излучения. Кроме того, для улучшений условий наблюдения через прибор при повышенной освещенности устанавливаются диафрагмы, при помощи которых можно уменьшить величину входного отверстия объектива в соответствии с уровнем освещенности объектива наблюдения.
Как известно приборы пассивного типа наиболее чувствительны к засветкам. Поэтому в таких приборах применяются специальные светозащитные устройства (СЗУ).
В СЗУ ОЭП нашли применение три типа систем зашиты: механические, магнитные и отключающие.
1. СЗУ механического типа.
Представляет собой механический затвор (или заслонку), который перекрывает фотокатод на время действия засветки. Такие системы защиты относительно просты по устройству, надежны в работе, но обладают значительной инерционностью.
Они включаются на время действия засветки. Конструктивно это выполнено в виде специальных выключателей, срабатывающих при нажатии на спусковой рычаг, или при движении открытых частей орудия.
2. СЗУ магнитного типа.
Представляет собой отклоняющие катушки, накладываемые на первую камеру ЭОП. При прохождении тока через катушки создается магнитное поле, перпендикулярное оси преобразователя. Под действием этого поля электроны, эмитированные из фотокатода, отклоняются и не достигают экрана. Системы защиты магнитного типа просты по устройству, но не защищают входной фотокатод.
3. Система защиты отключающего типа.
Отключает напряжение, подаваемое на ЭОП. Решение этой задачи достигается за счет шунтирования камеры преобразователя или срыва генерации преобразователя напряжения ВПН.
Осуществить защиту прибора от действия засветки только путем отключения аккумуляторной батареи от ВИП невозможно. Емкость элементов схемы ВИП такова, что только через несколько минут после отключения батареи напряжение не его выходе снизится до величины, при которой ЭОП будет защищен от действия засветки.
Рассматривается возможность построения защитных устройств, в основу которых положен процесс преобразования энергии лазерного излучения в тепловую энергии на тонкой отражающей металлической пленке.
При облучении такой металлической пленки лазерным излучением в зависимости от плотности мощности излучения наблюдаются два режима отражения:
- без разрушения отражающей пленки (статистический режим);
- с разрушением отражающей пленки (динамический режим).
С целью оценки возможности построения защитных устройств на основе тонкой металлической пленки необходимо исследовать динамический режим отражения. Количество отраженной энергии до разрушения пленки и определяет возможность защиты органов зрения от лазерного излучения.
С целью определения плотности мощности разрушения алюминиевой пленки были проведены эксперименты, в которых было получено, что для алюминиевых пленок толщиной 1000 А плотность разрушающей мощности равна 0,6·102 Вт/см2 (γ = 1,06 мкм; tu = 10-3 c) и 5·10-6 Вт/см2(tu = 10-8 c). Результаты экспериментов свидетельствуют о реальной возможности применения тонкой металлической пленки в защитных устройствах. Для достижения необходимой плотности разрушающей (способности) мощности пленку необходимо установить в сходящемся пучке лучей.
Плотность разрушающей мощности для алюминиевых пленок переведена в таблице 1.
Таблица 1.
| Плотность мощности, вт/см2 | Длительность импульса, с |
| 0,6 · 10-2 5 · 10-6 | 10-3 10-8 |
Для перекрытия входного зрачка оптических приборов целесообразно использовать шторку электродинамического затвора, который рекомендуется применять для защиты приборов от светового излучения ядерного взрыва. Шторка электродинамического затвора может приводится в действие путем включения микротумблера, установленного в наглазнике. Следует отметить, если между моментом обнаружения оптического средства артиллерийской разведки и облучением мощным лазерным излучением проходит время большее времени срабатывания шторки электродинамического затвора, то затвор может быть использован и для прямой защиты прибора от лазерного излучения. Однако современные электродинамические затворы имеют инерционность порядка 10-3 с, а время «атаки» на 1-3 порядка меньше этого времени.
Защита оптико-электронных приборов «ОЭП» от действующих равномерных излучений обеспечивается, как правило, выбором рационального спектрального диапазона или диапазонов. Возможно, множество случаев, когда равномерное мощное фоновое излучение действует кратковременно, например, при попадании прямых солнечных лучей, лазерного излучения или вспышек орудий в момент выстрелов. За рубежом для защиты от таких помех вводят специальное устройство затворного типа, управляемое индикатором мощной фоновой засветки.
Индикатором мощной фоновой засветки может служить пороговое устройство, установленное на выходе основного оптико-электронного канала ОЭП, либо специальный оптико-электронный канал, содержащий, как, например, предлагается в США, несколько приемников излучения, соединенных через конденсаторы и полевые транзисторы с усилителем, имеющем нелинейную характеристику и широкий динамический диапазон. Каждый приемник излучения работает независимо, и относительно высокая освещенность одного из них не влияет на чувствительность других.
Большое значение имеет разработка автоматических средств оповещения. Принцип работы таких приборов основан на том, что пучок лазерного излучения, попадая на установленное на оси вращающегося электродвигателя зеркало и отразившись от него, поступает на фотоприемник. При определенном уровне плотности потока лазерного излучения срабатывает сигнальное устройство, выдавая сигнал тревоги.
В настоящее время разработаны различные типы автоматических защитных устройств многоразового применения. Они представляют собой различного вида затворы, срабатывающие от датчика, преобразующую световую энергию вспышки в электрический сигнал, который после его усиления приводит в действие светопрерывающий элемент устройства. Преобразование светового импульса в электрический сигнал и дальнейшая его передача к исполнительному механизму занимают относительно немного времени (микросекунды). Поэтому суммарное время срабатывания защитного устройства зависит в основном от времени срабатывания самого исполнительного механизма. По принципу действия светового затвора эти защитные устройства могут быть разделены на несколько групп:
- электромеханические;
- электродинамические;
- электрооптические;
- фотохромные.
К электрооптическим затворам относятся устройства с использованием явления двойного лучепреломления в электрическом или магнитном поле, с прерыванием луча по принципу полного внутреннего отражения, с использованием электрооптических линз из специальной электрооптической керамики. Большое внимание за рубежом уделяется разработке и применению в защитных устройствах электрооптической керамики. Так, одной из фирм были разработаны и предложены электрооптические линзы, темнеющие под действием интенсивного света. Главным достоинствам защитных затворов такого типа считают высокую скорость срабатывания (от 10-4 до 5 · 10-6 с). Однако они обладают и существенным недостатком: в открытом состоянии такой затвор в лучшем случае пропускает 30-40 % падающего света. В настоящее время для защиты органов зрения оператора оптико-электронных приборов от интенсивных засветок, источниками которых являются световое излучение ядерных взрывов и мощные прожекторы, применяются фотохромные материалы. Однако они имеют малую оптическую плотность, и они не в состоянии защитить от монохроматического излучения (света).
Заключение
Опыт Великой Отечественной войны, локальных войск и военных конфликтов последних десятилетий свидетельствует о том, что от эффективного применения комплексов ракетно-артиллерийского вооружения зависит выполнение боевой задачи, сохранение жизни и здоровья личного состава подразделений своих войск. Знания назначения, технических характеристик, боевых возможностей, комплектности, устройства, порядка подготовки прибора (комплекса) к работе и боевого применения прибора (комплекса) необходимо будущему специалисту по оптическим и оптико-электронным приборам и системам. Без этих знаний невозможно эффективно эксплуатировать образцы ракетно-артиллерийского вооружения и выполнять задачи в бою.