Эфрос (Эфрос И.Е., 1947 - Основы устройства прицелов для бомбометания), страница 5

диоптрийнаи вкала, 5. СВОЙСТВА ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИХ СИСТЕМ Одним из основных свойств телескопических систем является у в е л и ч е н и е. Оптические прицелы, имеющие увеличение,. дают возможность рассматривать предметы под большим углом. зрения, чем это возможно простым глазом. Из рис. 37 видно,. что если на один и тот же предмет смотреть через линзу или невооруженным глазом, то угол зрения а в первом случае больше угла зрения а, во втором.

Предмет кажется как бьч приближенным к наблюдателю. Рие. Зт. уаеличеиие линзой Чем больше угол зрения,' под которым рассматриваетсы предмет (или его изображение), тем отчетливее он представляется глазу. Поэтому стараются увеличить угол зрения, но настолько, чтобы глав не утомлялся. Расстояние наилучшего зрения для нормального глаза около 25 слт.

Увеличение в телескопических системах достигается подбором объектива и окуляра. Рассмотрим простейшую телескопическую систему, состоящую из объектива и окуляра, и ход лучей в ней (рнс. 38). Обычно, как было уже указано, объектив н окуляр состоят из нескольких различных линз,:как склеенных, так и не склеенных одна с другой. На данной схеме для простоты они показаны в виде одной линзы каждый. Рис. 39. Ход лучей в телескопической системе Световые лучи, идущие от какой-либо удаленной точки (такие лучи можно считать без особой погрешности параллельными), пройдя через об'ь ктив, образуют в заднем фокусе действительное изображение этой удаленной точки.

Затем пучок лучей попадает на окуляр и выходит из него опять в виде пучка параллельных лучей. Это происходит в том случае, когда задний фокус объектива совмещен с передним фокусом окуляра. Каждая точка предмета посылает пучок лучей, которые в фокальной плоскости объектива в целом дают изображение предмета, а затем поступают на окуляр и после него в глаз наблюдателя. Место пересечения этих пучков за окуляром носит название выходного зрачка.

При наблюдении зрачок глаза должен быть совмещен с выходным зрачком прибора. Пучки параллельных лучей, идущие от каких-либо двух точек предмета, попадая на объектив, образуют угол р, а из окуляра выходит под углом рт. Зависимость между этими углами может быть определена нз треугольников О,А,В, и О,А,В,. Из обоих треугольников выразим общую сторону А,В,. Из треугольника А,О,В, А,В, =У„!ае; из треугольника А,ОвВ, А,В, =У.„~я 8„ 82 следовательно, У.б.

1ар =А. ар, где у'„— заднее фокусное расстояние объектива; у„ †передн фокусное расстояние окуляра. Из полученного выражения можно найти отношение между тангенсами углов р и р,: Ф~1е у,б гх р = Х.„ Отношение тангенсов этих углов называется увеличением Г, т. е. Уоб Г= —; уои следовательно, прицел увеличивает во столько раз, во сколько фокусное расстояние его объектива у„ больше фокусного расстояния окуляра у;„. Это верно в том случае, если увеличение оборачивающей системы прицела равно единице.

Увеличение прицелов обычно бывает от 1,2 до 3. Для бомбометания с больших высот иметь большое увеличение очень важно, так как это облегчает выполнение прицеливания. Увеличение прибора также можно выразить в зависимости от диаметров входного и выходного зрачков: еи Г=— > вих где ΄— диаметр входного зрачка; В,„, — диаметр выходного зрачка. Входной и выходной зрачки являются изображением действующей диафрагмы, Действующая диафрагма ограничивает диаметр пучков лучей, проходящих через оптическую систему, и тем самым количество энергии, пропускаемой прицелом к глазу наблюдателя. Действующзя диафРагма определяет яркость изображения.

Действующей диафрагмой может быть оправа объектива или специально установленная перегородка. Из рис. 39 видно, что когда диафрагма установлена за объективом, то степень ограничения пучков лучей зависит не только от размеров отверстия Рва. 6З. диафрагма: диафрагмы, но и от 1 и а — повомеииа аиефрегии удаления ее от объектива. При одинаковых отверстияхдиафрагма, расположенная ближе к объективу (положение 2), срежет больше пучков света, чем диафрагма в положении 1. Если бы на пути параллельного пучка стояли только диафрагмы, то действующей была бы диафрагма с наименьшим диаметром отверстия.

В прицелах установлены линзы, которые меняют направление пучков световых лучей и преобразовывают эти пучки, поэтому действующую диафрагму определяют не по диаметру отверстия, а по ее изображению, построенному при обратном ходе лучей (т.

е. по изображению перед объективом). Изображение действующей диафрагмы перед объективом является наименьшим и называется входным зрачком, а изображение за окуляром — выходным зрачком оптической системы. Эти зрачки можно определить практически, если отодвинуть глаз от окуляра на расстояние 30 — 40 слт; перед окуляром будет видна перегородка с круглым отверстием, не дающая возможности видеть всю сетку прицела. Это кажущееся отверстие и есть выходной зрачок прицела. Диаметр выходного зрачка должен быть не меньше зрачка глаза, потому что в противном случае на сетчатку глаза попадет меньшее количество света, чем при наблюдении без прибора, и тогда предметы будут казаться менее освещенными.

Кроме того, это необходимо и для удобства работы наблюдателя„так как при этом он имеет возможность слегка отклонять глаз от оптической оси прицела без уменьшения участка видимой местности через прицел. Расстояние от последней поверхности окуляра до выходного зрачка должно быть не менее 25 лтм. Это расстояние позволяет пользоваться прицелом в кислородной маске или противогазе. Телескопические прицелы имеют определенный у г ол п о ля з р е н и я, ограничивающий участок видимой местности в зависимости от высоты полета.

Поле зрения определяется наибольшим углом наклона центральных лучей, световых пучков, проходящих через оптическую систему. Диафрагма, которая определяет поле зрения, называется диафрагмой поля зрения, Эта диафрагма помещается в фокальной плоскости объектива или окуляра. Величина поля зрения определяется диаметром отверстия этой диафрагмы и фокусным расстоянием объектива. В бомбардировочных прицелах угол поля зрения обычно равен 20 — 32о. Практически угол поля зрения прицела определяется или на коллиматоре' по шкале, или же приближенно, путем измерения расстояния между двумя точками, видимыми на противоположных краях поля зрения, и расстояний от этих точек до прицела (т.

е. простым построением треугольника). ' Коллинатор — контрольно-нанерительплй оптический прибор. 34 В зависимости от высоты полета важнее иметь или большое увеличение илн большое поле зрения. На малых высотах необходимо иметь большое поле зрения, в то время как на больших высотах прицел должен иметь максимально возможное увеличение. Так, например, с высоты 6000 м при угле поля зрения 30о диаметр видимого участка местности равен Н«д 15о + 1д 15о) 6 000.0,536 = = 3216 м, %1 а с высоты 1000 м только536 м 3 ( ис. 40).

Р При угле поля зрения 20' и высоте полета 1000 м диаметр видимого участка местности еще меньше и равен только О«д 10'+ (я10') =' = 1000 (0,176+ 0,176) = 352 м, а с высоты 8000 м равен 2816м. Так как на малых высотах относительное угловое переме- щение местности происходит рне. зв. Изменение анаметрз зиии- быстрее, чем на больших высо- мой местности з зависимости от тах, то ясно, что прицелом высоты с малым полем зрения чрезвычайно, трудно не только производить прицеливание, но и найти цель.

При бомбометании с больших высот, даже при небольшом угле поля зрения, диаметр участка видимой местности достаточен для выполнения прицеливания, но для того, чтобы иметь возможность находить цель и ориентиры небольших размеров, необходимо достаточное увеличение. Для прицелов, которые применяются для большого диапа- зона высот, целесообразно иметь переменные увеличение и угол поля зрения.

Для малых высот необходимо иметь большое поле зрения, а для больших высот большое увеличение. При наблюдении в телескопический прицел по вертикали. под самолетом поле зрения представляет собой круг, а прн визировании под некоторым углом р к вертикали поле зрения становится эллипсовидным (рис.

41). Наименьшее угловое расстояние между двумя точками, расположенными близко одна к другой, но еще видимыми глазом, Зз 35 как отдельные, определяет разрешающую силу глаза. В среднем предельная разрешающая сила глаза равна 1'. При такой разрешающей силе можно видеть отдельно две точки, удаленные одна от другой на 29 сж н находящиеся на расстоянии 1 мла от наблюдателя.

Рне. 41. Изменение формм поля зрения в зави- симости ог угла визирования Разрешающая сила оптической системы определяется тем минимальным угловым расстоянием между двумя точками, при котором они через оптическую систему воспринимаются глазом раздельно. Разрешающая сила прицела зависит в основном от объектива. Разрешающую силу объектива приближенно можно определять по формуле 140 У где г" — разрешающая сила объектива в секундах; В в диаметр объектива в мм. В прицелах разрешающая сила обычно около 30". Необходимо указать, что при прохождении света через линзы и призмы происходит потеря световой энергии. Потери получаются вследствие отражения от поверхности и поглощения внутри стекла. На каждой поверхности теряется около 4'/, поступающей на эту поверхность световой энергии. Вследствие этого в телескопических прицелах потеря освещенности больше 60"/а.

Качество изображения, даваемого прицелом, зависит от того, насколько в этой системе уничтожены явления аберраций. Аберрации зависят не только от качества оптических деталей прицела, но также от качества его сборки и регулировки. Особенно вредным для точности прицелов является п ар алла к с. Под параллаксом в телескопической системе понн- 36 мают несовпадение плоскости изображения удаленного предмета с плоскостью сетки. Обнаруживается параллакс перемещением глаза в пределах выходного зрачка. При наличии параллакса изображение предмета и перекрестие сетки будут смещаться относительно друг друга.