stringtranslate.com

Перископ

Принцип перископа. Перископ слева использует зеркала, а справа — призмы.
a Зеркала
b Призмы
c Глаз наблюдателя
Принцип линзового перископа. Два перископа отличаются способом возведения изображения. Левый использует возводящую призму, тогда как правый использует возводящую линзу и вторую плоскость изображения.
a Объективная линза
b Полевая линза
c Линза, возводящая изображение
d Окулярная линза
e Линза глаза наблюдателя
f Прямоугольная призма
g Призма, возводящая изображение

Перископ это прибор для наблюдения за объектом, препятствием или условием, которые мешают прямому наблюдению из текущего положения наблюдателя. [1] [2]

В своей простейшей форме он состоит из внешнего корпуса с зеркалами на каждом конце, установленными параллельно друг другу под углом 45°. Эта форма перископа, с добавлением двух простых линз, служила для целей наблюдения в окопах во время Первой мировой войны . Военнослужащие также используют перископы в некоторых орудийных башнях и в бронетехнике . [1]

Более сложные перископы, использующие призмы или усовершенствованную волоконную оптику вместо зеркал и обеспечивающие увеличение, работают на подводных лодках и в различных областях науки. Общая конструкция классического подводного перископа очень проста: два телескопа, направленных друг на друга. Если два телескопа имеют разное индивидуальное увеличение, разница между ними вызывает общее увеличение или уменьшение.

Ранние примеры

Иоганн Гевелий описал ранний перископ (который он назвал «полемоскопом») с линзами в 1647 году в своей работе Selenographia, sive Lunae descriptio [Селенография, или описание Луны]. Гевелий видел военное применение своего изобретения.

Михаил Ломоносов изобрел «оптическую трубу», похожую на перископ. В 1834 году она была использована в подводной лодке, спроектированной Карлом Андреевичем Шильдером. [3]

В 1854 году Ипполит Мари-Дэви изобрел первый военно-морской перископ, состоящий из вертикальной трубы с двумя небольшими зеркалами, закрепленными на каждом конце под углом 45°. Саймон Лейк использовал перископы на своих подводных лодках в 1902 году. Сэр Говард Грабб усовершенствовал устройство во время Первой мировой войны. [4] Морган Робертсон (1861–1915) утверждал [5] , что пытался запатентовать перископ: он описал подводную лодку, использующую перископ, в своих вымышленных произведениях.

Перископы, в некоторых случаях прикрепленные к винтовкам , служили во время Первой мировой войны (1914–1918), позволяя солдатам видеть поверх окопов , тем самым избегая попадания под вражеский огонь (особенно снайперов). [6] Перископическая винтовка также нашла применение во время войны — это была пехотная винтовка, прицеливание которой осуществлялось с помощью перископа, поэтому стрелок мог целиться и стрелять из оружия из безопасного положения под бруствером траншеи.

Во время Второй мировой войны (1939–1945) артиллерийские наблюдатели и офицеры использовали специально изготовленные перископические бинокли с различными креплениями. Некоторые из них также позволяли оценивать расстояние до цели, поскольку были спроектированы как стереоскопические дальномеры . [ необходима цитата ]

Перископы бронетехники

Танки и бронетехника используют перископы: они позволяют водителям, командирам танков и другим пассажирам машины осматривать свое положение через крышу машины. До появления перископов в броне прорезались щели прямого обзора, чтобы пассажиры могли видеть наружу. Перископы позволяют видеть снаружи машины без необходимости прорезать эти более слабые отверстия для обзора в передней и боковой броне, что лучше защищает машину и пассажиров.

Протектоскоп — это родственное перископическое смотровое устройство, предназначенное для создания окна в бронепластине, похожего на щель прямого видения. Компактный перископ внутри протектоскопа позволяет закрыть щель видения разнесенной бронепластиной. Это предотвращает потенциальную точку проникновения для огня из стрелкового оружия, с небольшой разницей в высоте видения, но все равно требует разрезания брони.

В контексте бронированных боевых машин , таких как танки , перископическое смотровое устройство может также называться эпископом . В этом контексте перископ относится к устройству, которое может вращаться для обеспечения более широкого поля зрения (или закреплено в сборке, которая может), в то время как эпископ закреплен в определенном положении.

Перископы также могут называться на сленге, например, «шуфти-скоп». [7]

Перископы Gundlach и Vickers 360 градусов

Важной разработкой, вращающимся перископом Гундлаха , была вращающаяся верхняя часть с выбираемой дополнительной призмой, которая меняла вид. Это позволяло командиру танка получать обзор на 360 градусов, не перемещая свое сиденье, включая обзор сзади, задействуя дополнительную призму. Эта конструкция, запатентованная Рудольфом Гундлахом в 1936 году, впервые была использована в польском легком танке 7-TP (выпускался с 1935 по 1939 год).

В рамках польско-британского военного сотрудничества до Второй мировой войны патент был продан компании Vickers-Armstrong, где он получил дальнейшее развитие для использования в британских танках, включая модели Crusader , Churchill , Valentine и Cromwell , как Vickers Tank Periscope MK.IV.

Технология Gundlach-Vickers была передана американской армии для использования в ее танках, включая Sherman , построенных для удовлетворения совместных британских и американских требований. Это вызвало послевоенные споры в виде судебных разбирательств: «После Второй мировой войны и долгой судебной тяжбы, в 1947 году он, Рудольф Гундлах, получил большую компенсацию за свой патент на перископ от некоторых из его производителей». [8]

СССР также скопировал конструкцию и широко использовал ее в своих танках, включая Т-34 и Т-70 . Копии были основаны на ленд-лизовских британских машинах, и многие детали остаются взаимозаменяемыми. Германия также делала и использовала копии. [8]

Перископические прицелы

Перископические прицелы также были введены во время Второй мировой войны. В британском использовании перископ Vickers был снабжен линиями прицеливания, что позволяло напрямую совмещать переднюю и заднюю призмы для получения точного направления. На более поздних танках, таких как Churchill и Cromwell, аналогично отмеченный эпископ обеспечивал резервный прицельный механизм, совмещенный с флюгерным прицелом на крыше башни.

Позже, американские танки Sherman и британские танки Centurion и Charioteer заменили основной телескопический прицел настоящим перископическим прицелом в главной роли. Перископический прицел был связан с самим орудием, позволяя захватывать высоту (вращение фиксировалось как часть вращающейся башни). Прицелы составляли часть общего перископа, предоставляя стрелку больший общий обзор, чем ранее было возможно с телескопическим прицелом. FV4201 Chieftain использовал TESS (систему телескопического прицеливания), разработанную в начале 1980-х годов, которая позже была продана как излишки для использования на самолете Phantom Королевских ВВС . [9] [10]

Современные специализированные перископы ББМ

В современном использовании специализированные перископы также могут обеспечивать ночное видение. Перископ встроенного изображения (EIP), разработанный и запатентованный Kent Periscopes, обеспечивает стандартную функциональность перископа Unity Vision для обычного дневного обзора окрестностей транспортного средства, а также возможность отображения цифровых изображений с ряда датчиков и камер на транспортном средстве (включая тепловизионные и слабоосвещенные), так что полученное изображение кажется «встроенным» внутрь устройства и проецируется в удобных для просмотра положениях.

Использование в военно-морских силах

1889 Перископ Артура Кребса и Жана Рея для французской подводной лодки Gymnote

Перископы позволяют подводной лодке , находящейся под водой на относительно небольшой глубине, визуально искать близлежащие цели и угрозы на поверхности воды и в воздухе. Когда перископ подводной лодки не используется, он убирается в корпус . Командир подводной лодки в тактических условиях должен проявлять осмотрительность при использовании перископа, поскольку он создает видимый след (и может также стать заметным для радаров ), [11] [12] выдавая местоположение подводной лодки.

В 1854 году Мари-Дэви построила простой стационарный морской перископ с использованием зеркал. Томас Х. Доути из ВМС США позже изобрел призматическую версию для использования в Гражданской войне в США 1861–1865 годов.

Подводные лодки рано приняли перископы. Капитан Артур Кребс приспособил два на экспериментальной французской подводной лодке Gymnote в 1888 и 1889 годах. Испанский изобретатель Исаак Пераль оснастил свою подводную лодку Peral (разработанную в 1886 году, но спущенную на воду 8 сентября 1888 года) фиксированным, невыдвижным перископом, который использовал комбинацию призм для передачи изображения подводнику. (Пераль также разработал примитивный гироскоп для навигации подводных лодок и стал пионером в области стрельбы боевыми торпедами , находясь под водой. [13] [ ненадежный источник? ] )

Изобретение складного перископа для использования в подводной войне обычно приписывают [ кем? ] Саймону Лейку в 1902 году. Лейк назвал свое устройство «омнископом» или «скаломнископом». [ нужна цитата ]

По состоянию на 2009 год современные перископы подводных лодок включают линзы для увеличения и функционируют как телескопы . Обычно они используют призмы и полное внутреннее отражение вместо зеркал, поскольку призмы, которым не требуется покрытие на отражающей поверхности, намного прочнее зеркал. Они могут иметь дополнительные оптические возможности, такие как определение расстояния и наведение. Механические системы перископов подводных лодок обычно используют гидравлику и должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать сопротивление воды. Шасси перископа также может поддерживать радио- или радиолокационную антенну.

Подводные лодки традиционно имели два перископа: навигационный или наблюдательный перископ и перископ наведения, или командирский перископ. Первоначально военно-морские силы устанавливали эти перископы в боевой рубке , один впереди другого в узких корпусах дизель-электрических подводных лодок. В гораздо более широких корпусах современных подводных лодок ВМС США они работают бок о бок. Прицельная труба, используемая для сканирования морской поверхности и неба, обычно имела широкое поле зрения и не имела увеличения или имела маломощное увеличение. Перископ наведения или «атаки», для сравнения, имел более узкое поле зрения и большее увеличение. Во время Второй мировой войны и на более ранних подводных лодках это было единственное средство сбора данных о цели для точного выстрела торпедой, поскольку гидролокатор еще не был достаточно продвинут для этой цели (дальномер с помощью гидролокатора требовал испускания акустического «пинга», который выдавал местоположение подводной лодки), и большинство торпед были неуправляемыми.

Подводные лодки двадцать первого века не обязательно имеют перископы. Подводные лодки класса Virginia ВМС США и подводные лодки класса Astute Королевского флота вместо этого используют фотонные мачты [14] , впервые примененные на HMS  Trenchant Королевского флота , которые поднимают электронный датчик изображения над водой. Сигналы от датчика передаются в электронном виде на рабочие станции в центре управления подлодки. В то время как кабели, несущие сигнал, должны проходить через корпус подлодки, они используют гораздо меньшее и более легко герметизируемое — и, следовательно, менее дорогое и безопасное — отверстие в корпусе, чем те, которые требуются для перископов. Устранение телескопической трубы, проходящей через боевую рубку, также обеспечивает большую свободу при проектировании прочного корпуса и размещении внутреннего оборудования.

Использование самолетов

Перископы также использовались на самолетах для секций с ограниченным обзором. Первое известное использование перископа на самолете было на Spirit of St. Louis . Vickers VC10 имел перископ, который можно было использовать в четырех местах фюзеляжа самолета, [15] V-бомбардировщики, такие как Avro Vulcan и Handley Page Victor [16] и Nimrod MR1 в качестве «верхнего прицела». [17] Различные американские бомбардировщики, такие как B-52, использовали секстантные перископы для астронавигации до появления GPS . [18] Это также позволяло экипажу осуществлять навигацию без использования астрокупола в фюзеляже. [19] [20] Аварийный перископ использовался на всех моделях Boeing 737, выпущенных до 1997 года, и находился под «местом D» за рядом выходов над крылом для регулировки шасси. Высокоскоростные и гиперзвуковые самолеты, такие как North American X-15, использовали перископ.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Walker, Bruce H. (2000). Оптическое проектирование визуальных систем. SPIE Press. стр. 117. ISBN 978-0-8194-3886-7.
  2. Подводный перископ: объяснение принципов его конструкции, а также описание основных характеристик перископов Барра и Страуда. Barr and Stroud Limited. 1928.
  3. ^ "HI Sutton - Covert Shores". www.hisutton.com . Получено 2024-05-23 .
  4. ^ История перископа – Изобретатели. About.com
  5. Робертсон, Морган (26 марта 1913 г.) The Schenectady Gazette , пятница, утро, стр. 19
  6. ^ Уиллмотт, HP (2003) Первая мировая война . Дорлинг Киндерсли . стр. 111. ISBN 1405300299 
  7. ^ Партридж, Эрик (2006). Словарь сленга и нетрадиционного английского языка. Routledge. С. 1065–. ISBN 978-1-134-96365-2.
  8. ^ ab Лукомский, Гжегож и Столарский, Рафал Э. (1999) Nie tylko Enigma... Mjr Rudolf Gundlach (1892–1957) i jego wynalazek (Не только загадка... Майор Рудольф Гундлах (1892–1957) и его изобретение) , Варшава-Лондон.
  9. ^ "TESS :: Дэвид Гледхилл".
  10. ^ «Путь J. – British Phantom Aviation Group».
  11. ^ Петти, Дэн. «ВМС США – Файл фактов: радар AN/SPS-74(V)». www.navy.mil . Архивировано из оригинала 2019-02-14 . Получено 2017-11-29 .
  12. ^ Оусборн, Джеффри; Гриффит, Дейл; Юань, Ребекка В. (1997). "Перископный радар обнаружения" (PDF) . Johns Hopkins APL Technical Digest . 18 : 125. Архивировано из оригинала (PDF) 2017-08-08 . Получено 2017-11-29 .
  13. ^ "El Arma Submarina Española". Архивировано из оригинала 2009-12-17 . Получено 2009-10-21 .
  14. Война на море и в воздухе. Britannica Educational Publishing. 1 ноября 2011 г. стр. 65. ISBN 978-1-61530-753-1.
  15. ^ «Странности и инновации».
  16. ^ «Рассказ Боба о призраках – Виктор XM715».
  17. ^ Уилсон, Майкл (1968-06-13). "Hawker Siddeley Nimrod MR.1". Flight International . стр. 892. Архивировано из оригинала 2023-12-25.
  18. ^ «Перископический секстант для самолетов | Военный музей и библиотека Притцкера | Чикаго».
  19. ^ Райхель, Джек. "Перскопический секстант". Музей навигации ION . Архивировано из оригинала 2023-07-05.
  20. ^ Кэмпбелл, Чарльз Дж.; Макихерн, Лоуренс Дж.; Марг, Элвин (1956). «Полет самолета через оптический перископ». Журнал Оптического общества Америки . 46 (11): 944. doi :10.1364/JOSA.46.000944.

Внешние ссылки