По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 535.8 DOI:10.33920/pro-2-2104-05

Области применения уголкового отражателя

Юренкова Л. Р. канд. техн. наук, доцент, МГТУ им Н.Э. Баумана, 105005, Москва ул. 2-я Бауманская, д. 5, e-mail: julia-nebova@mail.ru
Яковук О. А. канд. техн. наук, доцент, МГТУ им Н.Э. Баумана, 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, e-mail: olegyakovuk@bmstu.ru
Морозов И. В. МГТУ им Н.Э. Баумана, 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, e-mail: ivmorozow@rambler.ru

В статье приведены примеры того, как известное еще несколько десятилетий назад устройство под названием «уголковый отражатель» находит в последние годы все более широкое применение в различных областях науки и техники. Уголковые отражатели предназначены для изменения (отражения) оптических и радиолокационных лучей в направлении, противоположном первоначальному направлению. В настоящее время уголковые отражатели широко используются для обеспечения безопасности движения автомобильного транспорта на опасных участках дорог. Отражатели радиоволн имеют такую же конструкцию, как оптические, поэтому в радиолокации уголковые отражатели служат для подачи предупредительных сигналов радиолокаторам судов на опорах мостов, бакенах и буйках. Современные уголковые отражатели, прикрепленные к метеорологическим зондам, позволяют определить направление и скорость ветра на большой высоте, что особенно актуально в исследовании космического пространства. В последние годы разработаны устройства для повышения точности калибровки радиолокационных станций. Представленные в статье примеры графического расчета уголковых отражателей наглядно демонстрируют первостепенную роль геометрии в конструкторской деятельности инженера. Графический расчет основан на теоретических положениях начертательной геометрии. Проектирование и расчет оптических систем осуществляется графоаналитическим способом, так как только при сочетании графического и аналитического способов можно точно рассчитать ход луча света, лазера, радиоволны и тем самым определить конструктивные параметры приборов. Основное внимание в статье уделено графическому способу расчета двух типов уголковых отражателей с использованием ортогонального проецирования, благодаря которому современные инженеры смогут создавать более современные конструкции оптических систем широкого спектра применения.

Литература:

1. Боголюбов, А.Н. Математики. Механики: биографический справочник / А.Н. Боголюбов. — Киев: Наукова думка, 1983. — 639 с.

2. Слюсарев, Г.Г. Расчет оптических систем / Г.Г. Слюсарев. — Москва: Машиностроение, 1975. — 640 с.

3. Афанасьев, В.А. Оптические измерения: учебник / В.А. Афанасьев. — Москва: Высшая школа, 1981. — 229 с.

4. Фролов, С.А. Начертательная геометрия: учебник / С.А. Фролов. — Москва: ИНФРА-М, 2007. — 285 с.

5. Кравцов, В. Уголковые отражатели / В. Кравцов, И. Сербин // Квант. — 1978. — №. 12. — С. 7–9.

6. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных / Н. Джонсон, Ф. Лион. — Москва: Мир, 1980. — С. 14–19.

7. Алёшкина, Е.Ю. Лазерная локация Луны / Е.Ю. Алёшкина // Наука. — 2002. — №9. — С. 57–66.

8. Майзельс, Е.Н. Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей / Е.Н. Майзельс, В.А. Торгованов; под общ. ред. М.А. Колосова. — Москва: Советское радио, 1972. — 232 с.

9. Олин, (I.D. Olin) Динамические измерения радиолокационных поперечных сечений / I.D. Olin // ТИИЭР. — 1965. — Т. 53, №8.

10. Кобак, В.О. Радиолокационные отражатели / В.О. Кобак; под общ. ред. О.Н. Леонтьевского. — Москва: Советское радио, 1975. — 348 с.

11. Испытания РЛС: оценка характеристик / А.И. Леонов [и др.]; под общ. ред. А.И. Леонова. — Москва: Радио и связь, 1990. — 208 с.

12. Ягольников, С.В. Методы исследования радиолокационных характеристик объектов / С.В. Ягольников; под ред. С.В. Ягольникова. — Москва: Радиотехника, 2012. — С. 75–77.

13. Сколник, М. Справочник по радиолокации. Т. 1. / М. Сколник; под ред. Я.С. Ицхоки. — Москва: Советское радио, 1976. — 456 с.

14. Бондаренко, А.П. К вопросу о создании группировки легких космических аппаратов для калибровки РЛС РКО / А.П. Бондаренко [и др.] // Успехи современной радиоэлектроники. — 2010. — №3. — С. 5.

15. Кокурин, Ю.Л. Лазерная локация Луны: 40 лет исследований / Ю.Л. Кокурин // Квантовая электроника. — 2003. — Т. 33, №1. — С. 45–47.

1. Bogolyubov, A.N. Matematiki. Mexaniki: biograficheskij spravochnik / A.N. Bogolyubov. — Kiev: Naukova dumka, 1983. — 639 s.

2. Slyusarev, G.G. Raschet opticheskix sistem / G.G. Slyusarev. — M.: Mashinostroenie, 1975. — 640 s.

3. Afanas'ev, V.A. Opticheskie izmereniya: uchebnik / V.A. Afanas'ev. — M.: Vysshaya shkola, 1981. — 229 s.

4. Frolov, S.A. Nachertatelnaya geometriya: uchebnik / S.A. Frolov. — M.: INFRA-M, 2007. — 285 s.

5. Kravczov, V. Ugolkovye otrazhateli / V. Kravczov, I. Serbin // Kvant. — 1978. — №. 12. — S. 7–9.

6. Dzhonson, N. Statistika i planirovanie eksperimenta v texnike i nauke: Metody obrabotki dannyx / N. Dzhonson, F. Lion. — M.: Mir, 1980. — S. 14–19.

7. Alyoshkina, E.Yu Lazernaya lokaciya Luny / E.Yu. Alyoshkina // Nauka. — 2002. — №9. — S. 57–66.

8. Majzels, E.N. Izmerenie xarakteristik rasseyaniya radiolokacionnyx celej / E.N. Majzels, V.A. Torgovanov; pod obshh. red. M.A. Kolosova. — M.: Sovetskoe radio, 1972. — 232 s.

9. Olin, (I.D. Olin) Dinamicheskie izmereniya radiolokacionnyx poperechnyx sechenij / I.D. Olin // TIIER. — 1965. — T. 53. — №8.

10. Kobak, V.O. Radiolokacionnye otrazhateli / V.O. Kobak; pod obshh. red. O.N. Leont'evskogo. — M.: Sovetskoe radio, 1975. — 348 s.

11. Ispytaniya RLS: ocenka xarakteristik / A.I. Leonov [i dr.]; pod obshh. red. A.I. Leonova. — M.: Radio i svyaz', 1990. — 208 s.

12. Yagolnikov, S.V. Metody issledovaniya radiolokacionnyx xarakteristik obektov / S.V. Yagolnikov; pod red. S.V. Yagolnikova. — M.: Radiotexnika, 2012. S. 75–77.

13. Skolnik, M. Spravochnik po radiolokacii: T. 1. / M. Skolnik; pod red. Ya.S. Iczxoki. — M.: Sovetskoe radio, 1976. — 456 s.

14. Bondarenko, A.P. K voprosu o sozdanii gruppirovki legkix kosmicheskix apparatov dlya kalibrovki RLS RKO / A.P. Bondarenko [i dr.] // Uspexi sovremennoj radioelektroniki. — 2010. — №3. S. 5.

15. Kokurin, Yu.L. Lazernaya lokaciya Luny: 40 let issledovanij / Yu.L. Kokurin // Kvantovaya elektronika. — 2003. — T. 33. — №1. — S. 45–47.

Первоначально уголковый отражатель применялся как предупредительное устройство в велосипедах, автомобилях, на дорожных указателях под названием «катафоты». Конструкция уголкового отражателя может представлять собой прямую треугольную призму с двумя взаимно перпендикулярными боковыми гранями, покрытыми светоотражающим материалом (зеркалом). Такой отражатель «обращает» лучи, расположенные в одной плоскости, перпендикулярно ребру двугранного угла. Благодаря этому катафот кажется светящимся [1–3]. На рис. 1 схематично показано, как луч, падающий на вертикальное зеркало, отражается от горизонтального зеркала. Графический расчет уголкового отражателя с использованием ортогонального проецирования подробно иллюстрирует его принцип действия (рис. 2) [4].

Уголковые отражатели с тремя взаимно перпендикулярными гранями также меняют направление падающего луча на противоположное, отражаясь последовательно от трех граней-зеркал. В отличие от уголкового отражателя с двумя отражающими гранями отраженный луч трехгранного отражателя не лежит в плоскости, перпендикулярной одному ребру отражателя.

Луч, попадая на систему трех взаимно перпендикулярных зеркал, отражается от последнего зеркала в параллельном направлении и строго в обратном противоположном направлении (рис. 3) [5].

На рис. 3 (а) (схематично) и (б) показано, как луч, падающий на два вертикальных зеркала, окончательно отражается от горизонтального зеркала. Графический расчет уголкового отражателя с использованием ортогонального проецирования подробно иллюстрирует его принцип действия (рис. 4).

Двухгранные уголковые отражатели используются в радиолокации, например бакенах, буйках, на опорах мостов, судах и спасательных шлюпках для подачи сигнала радиолокаторам судов. Отражатели радиоволн имеют такую же конструкцию, как оптические, но сделаны из металла, являющегося зеркалом для радиоволн. Радиолокационные волны попадают на восемь уголковых отражателей (так называемый восьмиуголковый отражатель), размещенных в форме октаэдра (рис. 5). Если уголковые отражатели прикрепить к метеорологическим шарам-зондам, то возможно определить направление и скорость ветра на большой высоте.

Для Цитирования:
Юренкова Л. Р., Яковук О. А., Морозов И. В., Области применения уголкового отражателя. Главный механик. 2021;4.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: