Рефлекторный прицел или рефлексный прицел — это оптический прицел , который позволяет пользователю смотреть через частично отражающий стеклянный элемент и видеть освещенную проекцию точки прицеливания или какое-либо другое изображение, наложенное на поле зрения . [1] [2] Эти прицелы работают на простом оптическом принципе, что все, что находится в фокусе линзы или изогнутого зеркала (например, освещенная сетка ), будет казаться находящимся перед зрителем в бесконечности. Рефлекторные прицелы используют некоторую форму «отражателя», чтобы позволить зрителю видеть изображение бесконечности и поле зрения одновременно, либо путем отражения изображения, созданного линзой, от наклонной стеклянной пластины, либо путем использования в основном прозрачного изогнутого стеклянного отражателя, который отображает сетку, пока зритель смотрит через отражатель. Поскольку сетка находится в бесконечности, она остается совмещенной с устройством, к которому прикреплен прицел, независимо от положения глаз наблюдателя, устраняя большую часть параллакса и других ошибок прицеливания, обнаруженных в простых прицельных устройствах.
С момента своего изобретения в 1900 году рефлекторные прицелы стали использоваться в качестве прицелов на различном оружии. Они использовались на истребителях , в ограниченном объеме в Первой мировой войне , широко использовались во Второй мировой войне и до сих пор используются в качестве базового компонента во многих типах современных индикаторов на лобовом стекле . Они также использовались в других типах оружия (обычно большого размера), таких как прицелы зенитных орудий , прицелы противотанковых орудий и в любой другой роли, где оператор должен был поражать быстро движущиеся цели в широком поле зрения, а сам прицел мог быть снабжен достаточным количеством электроэнергии для работы. Было некоторое ограниченное использование прицела на стрелковом оружии после Второй мировой войны, но прицел получил широкое распространение в конце 1970-х годов с изобретением прицела с красной точкой . Этот прицел использует красный светодиод (LED) в качестве источника подсветки, что делает его прочным, надежным прицелом с чрезвычайно длительным временем работы подсветки.
Другие области применения рефлекторных прицелов включают прицелы на геодезическом оборудовании, наводчики оптических телескопов и видоискатели камер .
Рефлекторные прицелы работают с использованием линзы или изогнутого зеркала , формирующего изображение , со светящимся или отражающим наложенным изображением или сеткой в фокусе, создавая оптический коллиматор , который создает виртуальное изображение этой сетки. Изображение отражается от некоторой формы углового светоделителя или частично посеребренного коллимирующего изогнутого зеркала, так что наблюдатель (смотрящий через светоделитель или зеркало) увидит изображение в фокусе коллимирующей оптики, наложенное в поле зрения прицела в фокусе на расстояниях до бесконечности . Поскольку оптический коллиматор создает изображение сетки, состоящее из коллимированного света , света, который почти параллелен, свет, составляющий это изображение, теоретически идеально параллелен оси устройства или ствола оружия, с которым он совмещен, то есть без параллакса на бесконечности. Коллимированное изображение сетки также можно увидеть в любом положении глаза в цилиндрическом объеме коллимированного света, созданного прицелом за оптическим окном. [2] Но это также означает, что для целей, находящихся ближе бесконечности, прицеливание по краю оптического окна может заставить сетку сместиться относительно цели, поскольку наблюдатель смотрит вниз на параллельный световой пучок на краю. Движение глаза перпендикулярно оптической оси устройства заставит изображение сетки сместиться в точном соответствии с положением глаза в цилиндрическом столбе света, созданном коллимирующей оптикой. [3] [4]
Распространенный тип (используется в таких приложениях, как авиационные прицелы) использует коллиматорную линзу и светоделитель. Этот тип, как правило, громоздкий, поскольку для него требуется по крайней мере два оптических компонента: линза и светоделитель/стеклянная пластина. Коллимационная оптика сетки расположена под углом 90° к оптическому пути, что затрудняет освещение, обычно требуя дополнительного электрического освещения, конденсирующих линз и т. д. Более компактный тип заменяет конфигурацию линзы/светоделителя на полупосеребренное или дихроичное изогнутое коллиматорное зеркало, установленное под углом, которое выполняет обе задачи фокусировки и объединения изображения смещенной сетки. Этот тип чаще всего встречается как тип с красной точкой, используемый на стрелковом оружии. Также можно поместить сетку между наблюдателем и изогнутым зеркалом в фокусе зеркала. Сама сетка слишком близко к глазу, чтобы быть в фокусе, но изогнутое зеркало представляет наблюдателю изображение сетки на бесконечности. Этот тип был изобретен голландским оптическим инженером Лиуве ван Альбада в 1932 году [5] первоначально как видоискатель для камеры, а также использовался в качестве прицела на базуках времен Второй мировой войны : американские M9 и M9A1 «Bazooka» имели складной « Reflection Sight Assembly » D7161556. [6]
В обзорной части рефлекторного прицела не используются никакие преломляющие оптические элементы, это просто спроецированная сетка, отражающаяся от светоделителя или изогнутого зеркала прямо в глаз пользователя. Это дает ему определяющие характеристики, не требующие значительного опыта и навыков для использования, в отличие от простых механических прицелов, таких как механические прицелы . Рефлекторный прицел также не имеет проблем с полем зрения и выносом выходного зрачка прицелов на основе оптических телескопов : в зависимости от конструктивных ограничений их поле зрения является полем зрения невооруженного глаза пользователя, а их нефокусирующая коллимированная природа означает, что у них нет ограничений оптических телескопов по выносу выходного зрачка. Рефлекторные прицелы можно комбинировать с телескопами, обычно размещая телескоп непосредственно за прицелом, чтобы он мог видеть спроецированную сетку, создавая телескопический прицел, но это снова вносит проблемы узкого поля зрения и ограниченного выноса выходного зрачка. [4] Основным недостатком рефлекторного прицела является то, что для его работы требуется какой-то способ подсветки сетки. Прицельные сетки, освещенные окружающим светом, трудно использовать в условиях низкой освещенности, а прицелы с электрической подсветкой вообще перестают функционировать, если эта система выходит из строя. [7]
Идея рефлекторного прицела возникла в 1900 году у ирландского оптического конструктора и производителя телескопов Говарда Грабба в патенте № 12108. [8] [9] Грабб задумал свой « Прицел для крупных и мелких артиллерийских орудий » как лучшую альтернативу трудному в использовании механическому прицелу, избегая при этом ограниченного поля зрения телескопического прицела , большей видимой скорости цели, ошибок параллакса и опасности удерживания глаза против глазного диафрагмы. В 1901 году в « Научных трудах Королевского Дублинского общества» он описал свое изобретение следующим образом: [10]
Можно было бы представить себе устройство, с помощью которого тонкий луч света, подобный лучу прожектора, проецировался бы из ружья в направлении его оси и так настраивался бы, чтобы соответствовать линии огня, так что где бы луч света ни падал на объект, выстрел попадал бы в цель. Такое устройство, конечно, было бы столь же непрактичным по очевидным причинам, но оно приведено для того, чтобы показать, что луч света имеет необходимые характеристики для наших целей.
Зрение, которое является предметом данной статьи, достигает аналогичного результата не путем проецирования реального пятна света или изображения на объект, а путем проецирования на него того, что на оптическом языке называется виртуальным изображением.
Вскоре после его изобретения было отмечено, что прицел может быть хорошей альтернативой механическим прицелам, а также может использоваться в геодезическом и измерительном оборудовании. [11] Рефлекторный прицел впервые был использован на немецких истребителях в 1918 году [12] [13] и широко применялся на всех видах истребителей и бомбардировщиков в 1930-х годах. К Второй мировой войне рефлекторный прицел использовался на многих типах оружия, помимо самолетов, включая зенитные орудия, морские орудия, противотанковое оружие и многие другие виды оружия, где пользователю требовалась простота и быстрота захвата цели прицелом. Благодаря своей разработке в 1930-х годах и во время Второй мировой войны прицел также упоминался в некоторых приложениях под аббревиатурой « рефлекторный прицел ». [14] [15]
Рефлекторные прицелы были изобретены как усовершенствованный прицел для оружия, и с момента их изобретения они были адаптированы ко многим типам оружия. При использовании с различными типами оружия рефлекторные прицелы считаются улучшением по сравнению с простыми механическими прицелами (прицелы, состоящие из двух разнесенных металлических точек прицеливания, которые должны быть выровнены). [16] Механические прицелы требуют значительного опыта и мастерства от пользователя, который должен удерживать правильное положение глаз и фокусироваться исключительно на мушке, удерживая ее центрированной на (несфокусированном) заднем прицеле, удерживая при этом всю центрированную на цели на разных расстояниях, требуя выравнивания всех трех плоскостей фокусировки для достижения попадания. [17] [18] Единое, свободное от параллакса виртуальное изображение рефлекторного прицела, сфокусированное на цели, устраняет эту проблему прицеливания, помогая как слабым, так и средним и опытным стрелкам.
Поскольку коллимированное изображение, создаваемое прицелом, действительно свободно от параллакса только на бесконечности, прицел имеет круг погрешности, равный диаметру коллиматорной оптики для любой цели на конечном расстоянии. В зависимости от положения глаза за прицелом и близости цели это вызывает некоторую ошибку прицеливания. [3] Для более крупных целей на расстоянии (учитывая неувеличивающую, быструю природу захвата цели прицелом) эта ошибка прицеливания считается незначительной. [4] На стрелковом оружии, нацеленном на близкие цели, это компенсируется удержанием сетки в середине оптического окна (прицеливанием вниз по его оптической оси ). [19] Некоторые производители прицелов для стрелкового оружия также выпускают модели с оптическим коллиматором, установленным на конечном расстоянии. Это дает параллакс прицела из-за движения глаза размер оптического окна на близком расстоянии, который уменьшается до минимального размера на установленном расстоянии (где-то около желаемого диапазона цели 25–50 ярдов (23–46 м)). [3]
По сравнению со стандартными оптическими прицелами, рефлекторный прицел можно удерживать на любом расстоянии от глаза (не требуется специальное удаление выходного зрачка ) и практически под любым углом, не искажая изображение цели или сетки. Они часто используются с обоими открытыми глазами (мозг будет стремиться автоматически накладывать освещенное изображение сетки, поступающее от доминирующего глаза , на беспрепятственный обзор другого глаза), предоставляя стрелку нормальное восприятие глубины и полное поле зрения . Поскольку рефлекторные прицелы не зависят от удаления выходного зрачка, их теоретически можно разместить в любом механически удобном положении крепления на оружии.
Самая ранняя запись об использовании рефлекторного прицела на истребителях относится к 1918 году. Оптическая фирма Optische Anstalt Oigee из Берлина, работающая по патентам Грабба, разработала две версии, которые стали известны как рефлекторный прицел Oigee. Оба использовали стеклянный светоделитель с углом 45 градусов и электрическую подсветку и использовались для наведения пулеметов самолета. Одна версия использовалась в эксплуатационных испытаниях на биплане Albatros D.Va и триплане Fokker Dr.1 . [13] Некоторый интерес к этому прицелу возник после Первой мировой войны, но рефлекторные прицелы в целом не были широко приняты на истребителях и бомбардировщиках до 1930-х годов, сначала французами, а затем большинством других крупных военно-воздушных сил. [20] Эти прицелы использовались не только для наведения истребителей, они использовались с оборонительными орудиями самолетов и в бомбовых прицелах.
Рефлекторные прицелы в качестве авиационных прицелов имеют много преимуществ. Пилот/стрелок не должен позиционировать голову, чтобы точно выровнять линию прицеливания, как это было в двухточечных механических прицелах, положение головы ограничено только тем, что определяется оптикой в коллиматоре, в основном диаметром линзы коллиматора. Прицел не мешает общему обзору, особенно когда выключен свет коллиматора. Оба глаза могут использоваться одновременно для прицеливания.
Оптическая природа рефлекторного прицела означала, что можно было вводить в поле зрения иную информацию, например, изменения точки прицеливания из-за отклонения, определяемого входным сигналом от гироскопа. [21] В 1939 году британцы разработали первый из этих гироскопических прицелов , рефлекторных прицелов, настраиваемых гироскопом на скорость самолета и скорость поворота, что позволяло отображать скорректированную по упреждению прицельную сетку, которая отставала от фактической «точки прицеливания» оружия(й), позволяя точке прицеливания упреждать цель при повороте на необходимую величину для эффективного удара [21]
По мере того, как после Второй мировой войны конструкции рефлекторных прицелов совершенствовались, предоставляя пилоту все больше и больше информации, они в конечном итоге превратились в индикатор на лобовом стекле (HUD). [22] Подсвеченная сетка в конечном итоге была заменена видеоэкраном в фокусе коллиматорной оптики, который не только показывал точку прицеливания и информацию от компьютера упреждения и радара, но и различные индикаторы самолета (такие как искусственный горизонт, компас, индикаторы высоты и скорости полета), облегчая визуальное отслеживание целей или переход от инструментальных к визуальным методам во время посадки.
Идея присоединения рефлекторного прицела к огнестрельному оружию существовала с момента его изобретения в 1900 году. [10] Вскоре после Второй мировой войны появились модели для винтовок и ружей, включая прицел для дробовика Nydar (1945), [23] который использовал изогнутое полуотражающее зеркало для отражения освещенной окружающей среды сетки, [24] и электрический прицел Giese (1947), который имел освещенную сетку с питанием от батареи. [25] Более поздние типы включали Qwik-Point (1970) и Thompson Insta-Sight. Оба были рефлекторными прицелами с разделителем луча, которые использовали окружающий свет: освещая зеленое перекрестье в Insta-Sight, и красный пластиковый стержень « световод », который создавал красную прицельную сетку в Qwik-Point. [26]
В середине-конце 1970-х годов появились так называемые коллиматорные прицелы , тип которых дает пользователю простую яркую красную точку в качестве точки прицеливания. [27] Типичная конфигурация этого прицела представляет собой компактную конструкцию изогнутого зеркального отражателя с красным светодиодом (LED) в фокусе. Использование светодиода в качестве сетки является инновацией, которая значительно повышает надежность и общую полезность прицела: нет необходимости в других оптических элементах для фокусировки света за сеткой; зеркало может использовать дихроичное покрытие для отражения только красного спектра, пропуская большую часть остального света; а сам светодиод является твердотельным и потребляет очень мало энергии, что позволяет прицелам с батарейным питанием работать сотни и даже десятки тысяч часов.
Рефлекторные прицелы для военного огнестрельного оружия (обычно называемые рефлекторными прицелами) потребовали много времени для принятия. Комитет Палаты представителей США по вооруженным силам еще в 1975 году отметил целесообразность использования рефлекторных прицелов для винтовки M16 , [28] но армия США не вводила рефлекторные прицелы широко до начала 2000-х годов с появлением коллиматорного прицела Aimpoint CompM2 , обозначенного как «M68 Close Combat Optic».
Доступно множество вариантов подсветки сетки и рисунка. Обычные источники света, используемые в рефлекторных прицелах огнестрельного оружия, включают в себя фонари на батарейках , волоконно-оптические световые коллекторы и даже тритиевые капсулы. Некоторые прицелы специально разработаны для видимости при просмотре через приборы ночного видения . Цвет сетки прицела часто красный или янтарный для видимости на большинстве фонов. Некоторые прицелы используют вместо этого шевронный или треугольный рисунок, чтобы помочь точному прицеливанию и оценке дальности, а другие предоставляют выбираемые рисунки.
Прицелы, использующие точечные сетки, почти всегда измеряются в угловых минутах , иногда называемых «угловыми минутами» или «моа». Моа — удобная единица измерения для стрелков, использующих имперские или общепринятые единицы США , поскольку 1 моа охватывает приблизительно 1 дюйм (25 мм) на расстоянии 100 ярдов (91 м), что делает моа удобной единицей для использования в баллистических расчетах. Точка в 5 моа (1,5 миллирадиан ) достаточно мала, чтобы не заслонять большинство целей, и достаточно велика, чтобы быстро получить надлежащую «картинку прицела». Для многих видов стрельбы в действии традиционно предпочтительнее большая точка; использовались 7, 10, 15 или даже 20 моа (2, 3, 4,5 или 6 мил); часто они будут сочетаться с горизонтальными и/или вертикальными линиями для обеспечения уровня отсчета.
Большинство прицелов имеют активную или пассивную регулировку яркости сетки, что помогает стрелку адаптироваться к различным условиям освещения. Очень тусклая сетка поможет предотвратить потерю ночного зрения в условиях слабого освещения, в то время как более яркая сетка будет отображать более четко при полном солнечном свете.
Современные оптические рефлекторные прицелы, предназначенные для огнестрельного оружия и других целей, делятся на две конфигурации корпуса: «трубчатые» и «открытые». [29]
Рефлекторные прицелы использовались на протяжении многих лет в навигационных приборах и геодезическом оборудовании. Прицелы типа Albada использовались на ранних камерах большого формата , камерах типа «наведи и снимай» и на простых одноразовых камерах. [30]
Эти прицелы также используются на астрономических телескопах в качестве искателей , чтобы помочь направить телескоп на желаемый объект. Существует много коммерческих моделей, первой из которых была Telrad, изобретенная астрономом-любителем Стивом Куфельдом в конце 1970-х годов. [31] Другие теперь доступны от таких компаний, как Apogee, Celestron , Photon, Rigel и Televue . [32]
Рефлекторные прицелы также используются в индустрии развлечений в постановках, таких как живой театр на прожекторах "Follow Spot" . Прицелы, такие как Telrad, адаптированные для использования, и специально разработанный Spot Dot [33] позволяют оператору прожектора направлять свет, не включая его.
{{cite book}}: |last=имеет общее название ( помощь )Грабб для прицельных приспособлений для орудий.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )