Сборка и юстировка сборочных единиц с призмами и зеркалами. Решение пространственных и юстировочных задач, возникающих в сканирующих устройствах оэп. Векторный и матричный способы решения. Примеры.

Сборка и юстировка узлов с призмами и зеркалами, работающими в параллельных и сходящихся пучках лучей.

Призмы и плоские зеркала обычно применяют в приборах для изменения направления оптической оси системы (например, в перископических приборах), для поворота изображения на некоторый угол (например, призма Дове) или оборачивания изображения (например, призменная система бинокля). Призмы и зеркала уста­навливают в параллельных пучках (перед объективами телескопических приборов) или в сходящихся пучках (за объективами). Часто призмы и зеркала устанавливают во вращающиеся оправы, что обеспечивает изменение направления оси визирования при неподвижном корпусе прибора.

В зависимости от места расположения призмы непра­вильная ее установка оказывает различное влияние на ход лучей в приборе. На рис. 1 показано два случая неправильной установки призмы, работающей в парал­лельных пучках. При малом параллельном смещении приз­мы (рис. 1, а) происходит лишь смещение пучка лучей, выходящего из призмы, что мо­жет привести к небольшому срезанию зрачка в приборе. Это смещение призмы не ока­зывает влияния на работу при­бора.

Рис.1Влияние на ход лучей параллельного смещения и наклона призмы для параллельного пучка.

При наклоне призмы (рис. 1, б) происходит наклон визирной оси прибора, что всегда сказы­вается на работе прибора. На­клон визирной оси устраняют разворотом призмы. На рис. 2 показано влияние на ход лучей смещения призмы, установлен­ной в сходящемся пучке лу­чей за объективом визира. Из рисунка видно, что и парал­лельное смещение призмы (рис. 2, а) в плоскости чер­тежа, и наклон ее (рис. 2, б) — вызывают смещение изображения относительно перекрестия сетки, а следо­вательно и наклон визирной оси прибора. При юстировке призмы в этом случае необходимо устранить обе ошибки установки призмы.

Рис.2 Влияние на ход лучей параллельного смещения и наклона призмы, для сходящегося пучка.

Небольшой наклон призмы с четным числом отражаю­щих граней (например, пентапризмы или ромб-призмы) в плоскости главного сечения не приводит к изменению направления выходящего из призмы луча, а приводит лишь к смещению луча в поперечном направлении.

Требования, предъявляемые к точности установки призм в приборе, рассмотрим на примере артиллерийской панорамы (рис. 3).

Рис.3 Схема артиллерийской панорамы

Панорама позволяет наблюдателю, находящемуся у окуляра 7 прибора, обозревать окружаю­щие предметы в пределах угла 360° по азимуту путем вращения головной части прибора червячной передачей 4—5. Одновременно, наклоняя головную призму 1 червяком 2, можно визировать по вертикали, т.е. по углу места цели.

При вращении головной призмы вокруг вертикальной оси прибора, при панорамировании, происходит поворот изображения относительно сетки прибора (рис. 4, а).

Рис.4 Влияние поворота головной призмы на разворот изображения в панораме без призмы Дове и с призмой.

Поворот изображения компенсируют введением в схему прибора призмы Дове (в параллельных пучках — перед объективом) или призмы Пехана (за объективом, в сходя­щихся пучках лучей).

Поворот изображения можно компенсировать, если призму Дове вращать в ту же сторону, что и головную призму, но на угол, вдвое мень­ший (рис. 4, б). Для этого в при­боре предусмотрена планетар­ная зубчатая передача, в кото­рой нижнее коническое колесо 6 (см. рис. 3) неподвижное, а верхнее колесо 3 соединено с головной частью 13 прибора и вращается вместе с головной призмой. Оправа 10 призмы Дове 12 соединена с осью сател­лита 11 и поворачивается на угол, равный половине угла поворота головной призмы.

На правильность отсчета панорамой горизонтальных и вертикальных углов оказывают влияние следующие ошибки:

коллимационная ошибка К (неперпендикулярность нормали гипотенузной грани призмы к оси ее вращения) и неперпендикулярность l горизонтальной оси вращения головной призмы к вертикальной оси вращения;

боковой наклон q оси визира (в панораме визир со­стоит из объектива 9, призмы с крышей 8 и окуляра 7 с сеткой);

наклон вертикальной оси вращения т к оси вращения головной призмы;

коллимационная ошибка К_д призмы Дове (непарал­лельность отражающей грани призмы и оси вращения призмы);

наклон S оси вращения призмы Дове относительно вертикальной оси вращения головной призмы;

наклон r оси визира относительно оси вращения призмы Дове.

Формулы, оценивающие влияние этих ошибок на пра­вильность отсчета углов, приведены в работе Г. В. Погарева.

При проверке панорамы на многоколлиматорной уста­новке указанные ошибки проявляются в виде «увода» перекрестия панорамы от отвеса при визировании по вертикали и «увода» от горизонта при панорамировании. «Уводы» являются ошибками отсчета горизонтальных и вертикальных углов, и их необходимо устранять.

На «увод» визирной оси влияет сразу несколько оши­бок юстировки, и выявить их из общей ошибки трудно. Поэтому первичные ошибки юстировки устраняют при поузловой сборке прибора, когда влияние каждой ошибки выявить проще.

Устранение наклона оси визира. Наклон q оси визира в панораме обусловлен неправильной установкой крышеобразной прямоугольной призмы в сходящемся пучке лучей.

Рис. 5 Влияние ошибок установки крышеобразной прямоугольной призмы на наклон визирной оси.

Смещение ребра призмы 2 относительно точки пе­ресечения оптической оси объектива 1 и линии, проходя­щей через центр сетки 3 перпендикулярно оптической оси объектива, вызывает наклон визирной оси (рис. 5, а). Отклонение величины угла между оптической осью объек­тива и ребром призмы от значения 45° также вызывает наклон визирной оси (рис. 5, б). Боковое смещение ребра призмы 2 с оптической оси объектива (рис. 5, в) вызывает боковой наклон визирной оси.

В панораме наклон призмы в плоскости чертежа исклю­чен, так как катетные грани призмы опираются непосред­ственно на торцы тубусов окуляра 4 и объектива.

Взаимная перпендикулярность торцов тубусов обеспе­чивается технологически. Наклон визирной оси, показан­ный на рис. 5, а, устраняют путем перемещения оправы объектива 6 и разрезной втулки 4, на которые опирается призма. Боковой наклон оси визира 2 можно устранить боковым смещением призмы с крышей 5 с по­мощью стопорных винтов 3 и разрезной втулки 4. Наклон оси визира можно наблюдать с помощью коллиматора l, базой которого является посадочная поверхность оправы призмы Дове.

Для юстировки оси визира в подобных приборах не­редко используют эксцентриковую оправу объектива или юстировку проводят за счет поперечного смещения сетки окуляра.