Глава 1. Принцип действия и виды
Глава 1. Принцип действия и виды коллиматорных прицелов
Как известно, действие обычных механических прицелов (визиров) основано на схеме наводки оружия, при которой луч зрения глаза стрелка должен проходить через прорезь целика, вершину мушки и точку наводки (цель). Иначе говоря, глаз должен видеть одновременно три объекта, расположенные относительно глаза на различных расстояниях.
Способность глаза отчетливо видеть удаленные предметы и предметы, расположенные близко, заключается в особом свойстве хрусталика, называемом аккомодацией. Это свойство, тем не менее, не позволяет видеть одновременно резко предметы, расположенные на разных расстояниях. В процессе визирования глаз наводчика оружия вынужден быстро и последовательно приспосабливаться к тому, чтобы видеть сначала один объект, затем другой и третий. У стрелков с хорошо натренированным и, в целом, здоровым зрением процесс аккомодации проходит быстро и без значительных усилий мышц хрусталика, в то время как для других визирование по трем точкам достаточно сложное действие, вызывающее утомление зрения. При стрельбе по движущимся целям время на проведение наводки крайне ограничено, поэтому количество ошибок прицеливания возрастает.
В отличие от механических визиров, в оптических прицелах стрелок видит одновременно прицельное приспособление (сетку или так называемую марку) и изображение предмета (цели), находящиеся в одной плоскости и на одном видимом удалении. Это достигается за счет оптического переноса изображения сетки в бесконечность. Следовательно, в оптических прицелах глаз должен аккомодировать только на одно расстояние, что значительно облегчает процесс наводки оружия и повышает точность стрельбы.
Оптические визиры не лишены недостатков, главным из которых является ограниченное поле зрения. И чем больше в прицеле оптическое увеличение, тем, при прочих равных условиях, меньше поле зрения. В свою очередь, ограничение поля зрения затрудняет перенос прицельного огня по фронту, а также наводку оружия при стрельбе по движущимся целям. В таких условиях более пригодны визиры, не имеющие видимого оптического увеличения, так называемые коллиматорные. Коллиматором называют оптическую систему, дающую на выходе пучок параллельных лучей, т.е. имитирующую бесконечно удаленную точку.
Прицелы, созданные на основе коллиматора, называют коллиматорными прицелами. Коллиматорный прицел (далее КП) простейшей конструкции (рис. 1) состоит из линзы 2, в фокальной плоскости которой установлена плоскопараллельная пластина 1 с изображением прицельной марки, поэтому при наблюдении со стороны линзы глаз видит изображение марки как бы отнесенное в бесконечность. Процесс визирования с использованием такого прицела заключается в совмещении изображения перекрестия с выбранной целью (точкой наводки), которая при этом наблюдается вторым глазом.
Вышеописанный коллиматорный прицел называют прицелом "закрытого" или "бинокулярного" типа. Такие прицелы являются весьма простыми и компактными приборами, однако из-за того, что их действие основано на использовании обоих глаз, точность наводки зависит от способности зрения наводчика сохранять параллельность зрительных осей правого и левого глаза.
Более совершенным видом КП является прицел "открытого" типа, состоящий из объектива 2 и пластинки с сеткой 1, расположенной в фокальной плоскости объектива (рис. 2). Сетка обычно освещается каким-либо источником света. Над объективом имеется установленная под углом 45° к оптической оси объектива плоскопараллельная пластина 3, являющаяся полупрозрачным зеркалом. Поэтому наводчик видит отраженное от пластины 3 изображение перекрестия, с которым он совмещает цель, наблюдая её сквозь ту же пластину. Параллельные пучки лучей от прицельной марки воспринимаются глазом, как лучи, поступающие от бесконечно удаленного предмета. Следовательно, наводчик должен аккомодировать свой глаз только на одно расстояние, так как цель и изображение прицельного знака кажутся ему расположенными в одной плоскости.
Благодаря тому, что такие прицелы допускают наведение оружия с использованием одного глаза, в них максимально исключены ошибки визирования, вызванные недостатками зрения стреляющего, а точность прицеливания зависит лишь от особенностей конструкции, качества оптики и конфигурации прицельного знака.
Рекомендуемые материалы
Вышеописанный принцип действия коллиматорных прицелов известен с 1930-1940 гг., но наибольшее распространение такие прицелы получили лишь в зенитной и авиационной артиллерии. С середины 60-х годов стали появляться КП для стрелкового оружия. Однако значительного интереса в то время к таким устройствам не было и поэтому серьезных конструкторских разработок не проводилось. Варианты КП для стрелкового оружия, имеющие практическое значение, были разработаны лишь в последние годы. Отчасти это связано с произошедшей переоценкой роли штурмового оружия и осознанием того, что его применение наиболее эффективно на небольших дальностях.
Конструкции известных в настоящее время КП для стрелкового оружия представлены достаточно широко. Среди них имеются разнообразные варианты, разработанные как для боевого, так и для охотничьего оружия и созданные на основе "закрытой" и "открытой" оптических схем коллиматора. Как было сказано выше, наиболее простыми КП являются прицелы "закрытого" типа. Среди отечественных приборов данного класса можно назвать такие прицелы, как "Светлячок", "Мушка", "Вьюга" и "ВГА". Все они созданы по одной и той же оптической схеме и отличаются друг от друга лишь конструктивным исполнением. На рис. 3 приведен внешний вид прицела "Вьюга-45-2" для автомата Калашникова (на рисунке слева) и охотничьего прицела "Светлячок".
Ещё посмотрите лекцию "Лекция 1" по этой теме.
При проведении стрелковых испытаний прицелов "закрытого" типа имеют место, на первый взгляд, противоречивые результаты: одни военнослужащие стреляют с высокой эффективностью, другие - слабо, третьи - вообще неудовлетворительно, хотя при контрольной стрельбе с механическим прицелом их результаты примерно одинаковы. Это объясняется тем, что качество бинокулярного зрения стрелков может иметь различные отклонения от нормы. В отдельных случаях эти отклонения проявляются в виде скрытого косоглазия (гетерофории). При этом пороке зрения у человека с внешне безупречным расположением глаз могут наблюдаться самопроизвольные (неуправляемые) отклонения зрительных осей, вызванные разобщением зрительных образов, которое является характерной особенностью "закрытых" прицелов. Данные офтальмологических исследований показывают, что различными формами гетерофории обладают более 50% населения. По действующей Инструкции ВМК для подавляющего большинства военных специальностей скрытое косоглазие не выявляется. В связи с этим среди основной массы военнослужащих лица с нарушениями бинокулярного зрения встречаются также часто. Кроме этого известно, что скрытое косоглазие может проявляться у человека в условиях расстроенного психофизиологического состояния (возбуждения, усталости, под действием медицинских препаратов и т.п.). Следовательно, главным недостатком прицелов "закрытого" типа является то, что прицеливание с их помощью носит мало предсказуемый характер. Именно поэтому прицелы "закрытого" типа не применяются в войсковой практике, то есть там, где эффективность боевой стрельбы любым бойцом, по возможности, должна быть вполне определенной.
Среди прицелов "открытого" типа наибольшее распространение получили два варианта оптической схемы. Один из них предполагает использование в качестве коллиматора дихроичного вогнутого зеркала рефлектора 1. Плоскость рефлектора наклонена к визирной оси, а в его фокальной плоскости размещается светящаяся марка 2, например, светодиод (рис. 4).
Для свечения светодиода эти прицелы должны в своем составе обязательно иметь электрический источник энергии (батарею или аккумулятор). Благодаря яркому источнику света (чаще всего красного цвета), возможности легкого управления его яркостью и избирательному отражению зеркала в таких прицелах можно обеспечить очень хорошую видимость прицельной марки и высокое светопропускание. Среди известных отечественных КП такого типа можно назвать прицелы "Тайга" и "Компакт". На рис. 5 изображен охотничий прицел "Тайга".
Отличительной особенностью прицелов, подобных прицелу "Тайга", является то, что рефлектор и светящийся прицельный знак не находятся в общем корпусе и между ними имеется незащищенный от влаги и пыли промежуток. С одной стороны, это снижает вес и габариты прибора, с другой - ухудшает эксплуатационные свойства, так как малейшее загрязнение светодиода существенно влияет на возможность точного прицеливания. Иногда вместо светодиода в прицелах с рефлектором устанавливают светодиодную матрицу с ярко светящимися элементами. Это позволяет, используя различные святящиеся точки матрицы, обеспечивать высокое качество изображения прицельного знака, изменять его вид, а также вводить углы прицеливания. Такие возможности реализованы, например, в прицелах "Кобра" и "Лайка", но "незащищенная" конструкция этих прицелов, как и прицела "Тайга", не соответствует войсковым требованиям по условиям эксплуатации. Кроме этого, существенным недостатком прицелов "Кобра" и "Лайка" является то, что используемые источники с высокой яркостью создают демаскирующий свет в осевом направлении прицела. То есть такие прицелы могут легко обнаруживаться противником в темное время суток.
Второй вариант открытых КП строится по классической схеме (рис. 2) с использованием светоделительных элементов (кубиков или полупрозрачных зеркал). К известным прицелам с такой схемой относятся "Нить-А", "ПК-1" и "Запев-2". В этих изделиях изображение прицельной марки объединяется с изображением предметов на местности в соответствии с коэффициентом светоделения. Как правило, 1/2 часть света поступает от наблюдаемой местности, а вторая половина -от объектива, формирующего изображение прицельного знака. На рис. 6 показан экспериментальный образец прицела "Запев-2".
Боевые условия применения прицелов характеризуются широким диапазоном освещения (от яркого солнечного дня до полной темноты) и сменой разнообразных фонов местности, поэтому прицельный знак должен быть наилучшим образом освещен. По способу подсветки прицельного знака коллиматорные прицелы подразделяются на конструкции, использующие дополнительные источники света, и без них, то есть с подсветкой от естественного освещения. В качестве дополнительных источников света, как правило, применяются светодиоды, светодиодные матрицы или радиолюминесцентные светоэлементы. Прицелы, использующие естественный свет, отличаются надежностью и простотой, однако в ночных условиях прицельный знак в них не виден. В прицелах с электрическими источниками света, как правило, может быть достигнута очень высокая контрастность прицельного знака на любых фонах местности, однако из-за малого времени необслуживаемой работы такие прицелы в войсковой практике могут найти лишь ограниченное применение. В настоящее время в КП для боевого оружия используют комбинацию двух способов освещения прицельного знака: днем - с использованием естественного света, а ночью, если яркость прицельного знака недостаточна, - с подключением дополнительного источника, чаще всего на основе тритиевых светоэлементов, срок необслуживаемой эксплуатации которых может быть более 5 лет.
