|
|
|
|
|
|
||
На стадии габаритного расчета в соответствии с техническим заданием на проектирование обычно известны такие тактические параметры, как поле зрения прибора 2 a, удаление выходного зрачка, дальность действия прибора, вид объектов, подлежащих изучению с помощью ПНВ. Обычно этих данных недостаточно для проектирования, поэтому недостающие на основе принципа преемственности могут быть заимствованы из аналога и приняты как ориентировочные.
Схема расположения оптических элементов вытекает из условий эксплуатации прибора, что и определяет общую длину корпуса прибора Z: Z=f ' об + L ЭОП + f ок.. Увеличение прибора: Г = ГОПТ · ГЭОП = (f об ' /f ок ) · ГЭОП. Требуемое из тактических соображений увеличение Г должно обеспечивать уверенное рассмотрение на экране ЭОП структуры объекта, другими словами, должно выполняться условие: a · Г _ g зр , откуда следует, что Г= g зр / a . В этих выражениях a - угловой размер структуры объекта, требуемый для разрешения; g зр - разрешающая способность зрительной системы человека. В реальных условиях наблюдения с экрана ЭОП разрешающая способность глаза принимается равной 3 ' -5 ' .
Угол a не должен быть бесконечно малой величиной. Он должен быть больше угла, разрешаемого ПНВ. При этом для обнаружения объекта размер его изображения на фотокатоде ЭОП должен превышать элемент разрешения прибора, который равен 1/ N , где N - разрешающая способность ПНВ, выраженная в лин/мм. В то же время для опознавания структуры объекта с вероятностью 50% ПНВ должен различать на объекте не менее 6-8 точек по каждой координате.
Угол a находят по формуле a = (l/L) Ч 3400 угл. мин., где l - элемент разрешения объекта; L - дистанция до объекта. Если l - размер разрешаемого элемента, то в плоскости фотокатода размер его изображения определится выражением:
Связь между разрешающей способностью ПНВ и разрешающей способностью его оптических звеньев определяется следующим эмпирически найденным выражением:
где N об - разрешающая способность объектива; N ЭОП - разрешающая способность ЭОП; N гл - разрешающая способность глаза, вооруженного лупой с заданной кратностью увеличения.
Зная N, можно определить требуемое фокусное расстояние объектива, позволяющее обеспечить необходимое тактическое разрешение ПНВ, т.е. f ' об і L /(N · l).
Диаметр объектива находят в зависимости от относительного отверстия объектива, полученного на основании энергетического расчета: D = q · f ' . Если такие расчеты еще не выполнены, то относительное отверстие можно принять равным q = 1:1.
Так как угол поля зрения задан и известно фокусное расстояние объектива, удается определить размер фотокатода ЭОП: d Ф/К = f ' об · tg a .
Фокусное расстояние окуляра должно обеспечивать требуемое увеличение прибора и возможность наблюдения изображения, не различая зернистой структуры экрана. Последнее условие ограничивает увеличение окуляра более 15 _ . Если увеличение окуляра Гок =250/f ' ок _ 15_ , его фокусное расстояние найдем из выражения: Г=( f об ' /f ок ) · ГЭОП, откуда f ок =(f об ' · ГЭОП )/ Г.
При проектировании ПНВ стараются выбирать готовые оптические элементы из каталогов. При несовпадении расчетных значений с основными параметрами, указанными в каталоге, не более чем на 25%, используют пересчет конструктивных параметров с помощью коэффициента подобия k п =f ' р /f ' к, где f ' р и f ' к - соответственно расчетное и приведенное в каталоге значения фокусного расстояния. Пересчету подлежат радиусы кривизны, толщины линз и межлинзовые промежутки.
Если типовые оптические узлы отсутствуют, то по результатам габаритного расчета проводят конструктивный расчет оптики и определяют остаточные аберрации. Эти расчеты производят в специализированных отделах.
При практических расчетах добиться идеальных параметров ПНВ не удается, тем более за один проход расчетов. Оптимизируют параметры на основе компромисса, т.е. добиваются желаемых значений только для одного-двух параметров за счет снижения остальных, при этом, разумеется, расчеты повторяются неоднократно.