Рефлекторный прицел или коллиматорный прицел — оптический прицел , позволяющий 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 по простому оптическому принципу: все, что находится в фокусе линзы или изогнутого зеркала (например, сетка с подсветкой ), будет казаться находящимся перед зрителем в бесконечности. В рефлекторных прицелах используется некоторая форма «отражателя», позволяющая зрителю видеть бесконечное изображение и поле зрения одновременно, либо путем отражения изображения, созданного линзой, от наклонной стеклянной пластины, либо с помощью в основном прозрачного изогнутого стекла. отражатель, который отображает прицельную сетку, пока зритель смотрит через отражатель. Поскольку прицельная сетка находится на бесконечности, она остается на одной линии с устройством, к которому прикреплен прицел, независимо от положения глаз зрителя, устраняя большую часть параллакса и других ошибок прицеливания, обнаруженных в простых прицельных приспособлениях.
С момента своего изобретения в 1900 году рефлекторные прицелы стали использовать в качестве прицелов на различном оружии. Они использовались на истребителях , в ограниченном объеме во время Первой мировой войны , широко использовались во Второй мировой войне и до сих пор используются в качестве базового компонента во многих типах современных проекционных дисплеев . Они также использовались в других типах (обычно крупных) вооружений, таких как прицелы для зенитных орудий , прицелы для противотанковых орудий и в любых других целях, где оператору приходилось поражать быстро движущиеся цели в широком поле зрения. а сам прицел мог быть снабжен достаточной для работы электрической энергией. После Второй мировой войны прицел использовался в стрелковом оружии ограниченно , но широкое распространение он получил в конце 1970-х годов с изобретением коллиматорного прицела . В качестве источника освещения в этом прицеле используется красный светодиод (LED), что делает его прочным и надежным прицелом с чрезвычайно длительным временем работы освещения.
Другие области применения прицелов-рефлекторов включают в себя прицелы на геодезическом оборудовании, средства наведения оптических телескопов и видоискатели камер .
Рефлекторные прицелы работают за счет использования линзы или изогнутого зеркала , формирующего изображение , со светящимся или отражающим наложением изображения или сетки в фокусе, создавая оптический коллиматор , который создает виртуальное изображение этой сетки. Изображение отражается от какого-либо углового светоделителя или от частично посеребренного коллимирующего изогнутого зеркала, так что наблюдатель (смотрящий через светоделитель или зеркало) увидит изображение в фокусе коллимирующей оптики, наложенное на 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 при любом положении глаза в цилиндрическом объеме коллимированного света, создаваемого прицелом за оптическим окном. [2] Но это также означает, что для целей, находящихся ближе, чем бесконечность, визирование к краю оптического окна может привести к перемещению сетки относительно цели, поскольку наблюдатель всматривается в параллельный световой пучок на краю. Движение глаз перпендикулярно оптической оси устройства заставит изображение сетки двигаться в точном соответствии с положением глаз в цилиндрическом столбе света, создаваемом коллимирующей оптикой. [3] [4]
В обычном типе (используемом в таких приложениях, как прицелы для авиационных пушек) используются коллимирующая линза и светоделитель. Этот тип имеет тенденцию быть громоздким, поскольку для него требуется как минимум два оптических компонента: линза и светоделитель/стеклянная пластина. Коллимационная оптика сетки расположена под углом 90° к оптическому пути, что затрудняет освещение, обычно требуется дополнительное электрическое освещение, конденсационные линзы и т. д. В более компактном типе конфигурация линза/светоделитель заменяется наполовину посеребренным или дихроичным изогнутым коллимирующим зеркалом, установленным на угол, который выполняет как задачу фокусировки, так и совмещение изображения смещенной сетки. Этот тип чаще всего рассматривается как тип с красной точкой, используемый в стрелковом оружии. Также возможно разместить сетку между наблюдателем и изогнутым зеркалом в фокусе зеркала. Сама сетка расположена слишком близко к глазу, чтобы быть в фокусе, но изогнутое зеркало представляет зрителю изображение сетки в бесконечности. Этот тип был изобретен голландским инженером-оптиком Лиуве ван Альбада в 1932 году [5] первоначально как видоискатель фотоаппарата, а также использовался в качестве прицела на базуках времен Второй мировой войны : американские M9 и M9A1 «Базука» имели складной « Отражающий » видоискатель D7161556. Прицел в сборе ». [6]
В смотровой части прицела-рефлектора не используются какие-либо преломляющие оптические элементы, это просто проецируемая сетка, отражающаяся от светоделителя или изогнутого зеркала прямо в глаз пользователя. Это дает ему определяющие характеристики, заключающиеся в том, что для использования не требуется значительного опыта и навыков, в отличие от простых механических прицелов, таких как механические прицелы . Прицел с рефлектором также не имеет проблем с полем зрения и выносом зрачка , присущих прицелам на основе оптических телескопов : в зависимости от конструктивных ограничений их поле зрения представляет собой поле зрения невооруженного глаза пользователя, а их нефокусирующий коллимированный характер означает, что они не иметь ограничение выноса зрачка, свойственное оптическим телескопам. Рефлекторные прицелы можно комбинировать с телескопами, обычно размещая телескоп непосредственно за прицелом, чтобы он мог видеть проецируемую сетку, создавая телескопический прицел, но это вновь создает проблемы узкого поля зрения и ограниченного выноса зрачка. [4] Основным недостатком рефлекторного прицела является то, что для его работы требуется какой-то способ освещения сетки. Прицельные сетки, освещаемые окружающим светом, трудно использовать в условиях низкой освещенности, а прицелы с электрической подсветкой вообще перестают работать, если эта система выходит из строя. [7]
Идея рефлекторного прицела возникла в 1900 году у ирландского оптического дизайнера и производителя телескопов Говарда Грабба в патенте № 12108. [8] [9] Грабб задумал свой « Прицел для больших и малых боеприпасов » как лучшую альтернативу сложному в использовании механическому прицелу, избегая при этом ограниченного поля зрения телескопического прицела , большей видимой скорости цели, ошибок параллакса, и опасность задержать взгляд на остановке глаза. В журнале « Научные труды Королевского Дублинского общества» 1901 года он описал свое изобретение так: [10]
Можно было бы придумать устройство, при котором тонкий луч света, подобный тому, который исходит от прожектора, проецировался бы из пушки в направлении ее оси и таким образом регулировался бы так, чтобы соответствовать линии огня, так что, где бы ни находился луч свет падал на объект, в который попал выстрел. Такая схема, конечно, была бы в равной степени неосуществимой по очевидным причинам, но она приведена для того, чтобы показать, что луч света обладает необходимыми качествами для наших целей.
Зрение, которое составляет предмет этой статьи, достигает аналогичного результата не путем проецирования фактического 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 был впервые использован на немецких истребителях в 1918 году [12] [13] и получил широкое распространение на всех типах истребителей и бомбардировщиков в 1930-х годах. Ко времени Второй мировой войны рефлекторный прицел использовался на многих типах вооружения, помимо самолетов, включая зенитные орудия, морские пушки, противотанковые орудия и многие другие виды оружия, где пользователю требовались простота и быстрота обнаружения цели прицела. . Во время своего развития в 1930-х годах и во время Второй мировой войны прицел в некоторых приложениях также назывался аббревиатурой « рефлекторный прицел ». [14] [15]
Рефлекторные прицелы были изобретены как усовершенствованный прицел и с момента их изобретения 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 расположенных на расстоянии друг от друга металлических точек прицеливания, которые необходимо выровнять). [16] Железные прицельные приспособления требуют значительного опыта и навыков от пользователя, который должен удерживать правильное положение глаз и фокусироваться исключительно на мушке, удерживая ее по центру (несфокусированному) целику, сохраняя при этом центрирование всего объекта на цели под разными углами. расстояния, требующие выравнивания всех трех плоскостей фокусировки для достижения попадания. [17] [18] Единое виртуальное изображение рефлекторного прицела без параллакса, сфокусированное на цели, устраняет эту проблему прицеливания, помогая как плохим, так и средним и опытным стрелкам.
Поскольку коллимированное изображение, создаваемое прицелом, действительно лишено параллакса только на бесконечности, прицел имеет круг погрешности, равный диаметру коллимирующей оптики для любой цели на конечном расстоянии. В зависимости от положения глаза за прицелом и близости цели это приводит к некоторой ошибке прицеливания. [3] Для более крупных целей на расстоянии (учитывая неувеличительный характер прицела с быстрым обнаружением цели) эта ошибка прицеливания считается незначительной. [4] На стрелковом оружии, нацеленном на близкие цели, это компенсируется размещением сетки посередине оптического окна (прицеливанием вниз по его оптической оси ). [19] Некоторые производители прицелов для стрелкового оружия также выпускают модели с оптическим коллиматором, установленным на конечное расстояние. Это дает параллакс прицела из-за движения глаз, размер оптического окна на близком расстоянии уменьшается до минимального размера на установленном расстоянии (где-то около желаемой целевой дальности 25–50 ярдов (23–46 м)). [3]
По сравнению со стандартными оптическими прицелами, прицел-рефлектор можно держать на любом расстоянии от глаза (не требует расчетного выноса зрачка ) и практически под любым углом, не искажая при этом ни изображения цели, ни сетки прицела. Их часто используют с открытыми обоими глазами (мозг будет стремиться автоматически накладывать освещенное изображение сетки, исходящее от доминирующего глаза , на беспрепятственный обзор другого глаза), что дает стрелку нормальное восприятие глубины и полное поле зрения . Поскольку прицелы-рефлекторы не зависят от выноса зрачка, их теоретически можно разместить в любом механически удобном монтажном положении на оружии.
Самая ранняя запись об использовании рефлекторного прицела на истребителях относится к 1918 году. Оптическая фирма Optische Anstalt Oigee из Берлина, работая на основе патентов Грабба, разработала две версии, которые стали известны как рефлекторный прицел Oigee. Оба использовали стеклянный светоделитель под углом 45 градусов и электрическое освещение и использовались для наведения пулеметов самолета. Один вариант использовался в эксплуатационных испытаниях на истребителях-бипланах Albatros D.Va и трипланах Fokker Dr.1 . [13] Некоторый интерес к этому прицелу проявился после Первой мировой войны, но рефлекторные прицелы в целом не получили широкого распространения на истребителях и бомбардировщиках до 1930-х годов, сначала во Франции, а затем в большинстве других крупных военно-воздушных сил. [20] Эти прицелы использовались не только для прицеливания истребителей, они использовались с авиационными оборонительными орудиями и в бомбовых прицелах.
Рефлекторные прицелы как авиационные прицелы имеют множество преимуществ. Пилоту/наводчику не нужно располагать голову для точного выравнивания линии прицеливания, как это было в двухточечных механических прицелах, положение головы ограничивается только тем, которое определяется оптикой коллиматора, в основном диаметром линзы коллиматора. Прицел не мешает общему обзору, особенно при выключенном коллиматорном свете. Оба глаза могут использоваться для прицеливания одновременно.
Оптическая природа прицела-рефлектора означала, что в поле зрения можно было вводить другую информацию, например, об изменении точки прицеливания из-за отклонения , определяемого входными данными от гироскопа. [21] В 1939 году британцы разработали первый из этих гироскопических прицелов , рефлекторные прицелы, регулируемые с помощью гироскопа в зависимости от скорости и скорости поворота самолета, что позволяло отображать прицельную сетку с регулировкой упреждения, которая отставала от фактического «прицеливания» оружие(а), позволяющее прицелу опережать цель за ход на необходимую величину для эффективного удара [21]
По мере развития конструкции рефлекторных прицелов после Второй мировой войны, предоставляющих пилоту все больше и больше информации, они в конечном итоге превратились в проекционный дисплей (HUD). [22] Прицельная сетка с подсветкой была в конечном итоге заменена видеоэкраном в фокусе коллимирующей оптики, который давал не только точку прицеливания и информацию от компьютера и радара, но и различные индикаторы самолета (такие как искусственный горизонт, компас, указатели высоты и скорости), облегчающие визуальное сопровождение целей или переход от инструментальных к визуальным методам при посадке.
Идея крепления рефлекторного прицела к огнестрельному оружию возникла с момента его изобретения в 1900 году. [10] Вскоре после Второй мировой войны появились модели для винтовок и ружей, в том числе прицел для дробовика Nydar (1945 г.), [23] в котором использовался изогнутый прицел. полуотражающее зеркало для отражения прицельной сетки с окружающим освещением [24] и электрический прицел Giese (1947 г.), который имел сетку с подсветкой на батарейках. [25] Более поздние типы включали Qwik-Point (1970) и Thompson Insta-Sight. Оба прицела представляли собой рефлекторные прицелы светоделительного типа, в которых использовался окружающий свет: освещение зеленого перекрестия в Insta-Sight и красный пластиковый стержень « световая трубка », который создавал красную прицельную сетку в Qwik-Point. [26]
В середине-конце 1970-х годов были представлены так называемые прицелы с красной точкой , которые дают пользователю простую яркую красную точку в качестве точки прицеливания. [27] Типичная конфигурация этого прицела представляет собой компактный изогнутый зеркальный отражатель с красным светодиодом (LED) в фокусе. Использование светодиода в качестве прицельной сетки — инновация, значительно повышающая надежность и общую полезность прицела: нет необходимости в других оптических элементах для фокусировки света за прицельной сеткой; зеркало может использовать дихроичное покрытие, чтобы отражать только красный спектр, пропуская большую часть остального света; А сам светодиод является полупроводниковым и потребляет очень мало энергии, что позволяет прицелам с батарейным питанием работать сотни и даже десятки тысяч часов.
Для внедрения рефлекторных прицелов для боевого огнестрельного оружия (обычно называемых коллиматорными прицелами) потребовалось много времени. Комитет Палаты представителей США по вооруженным силам еще в 1975 году отметил пригодность использования коллиматорного прицела для винтовки М16 , [28] однако американские военные не стали широко внедрять рефлекторные прицелы до начала 2000-х годов с красной точкой Aimpoint CompM2. прицел, получивший обозначение «Оптика ближнего боя М68».
Доступны различные варианты подсветки и рисунков прицельной сетки. Обычные источники света, используемые в рефлекторных прицелах огнестрельного оружия, включают фонари с батарейным питанием, оптоволоконные светоприемники и даже тритиевые капсулы. Некоторые прицелы специально разработаны так, чтобы их можно было видеть через приборы ночного видения . Цвет сетки прицела часто бывает красным или янтарным, чтобы обеспечить видимость на большинстве фонов. В некоторых прицелах вместо этого используется шевронный или треугольный рисунок, чтобы облегчить точное прицеливание и оценку дальности, а в других предусмотрены выбираемые узоры.
Прицелы, в которых используются точечные сетки, почти всегда измеряются в угловых минутах , иногда называемых «угловыми минутами» или «моа». Моа — удобная мера для стрелков, использующих имперские или традиционные единицы измерения США , поскольку 1 моа составляет примерно 1 дюйм (25 мм) на расстоянии 100 ярдов (91 м), что делает моа удобной единицей для использования в баллистических расчетах. Точка размером 5 моа (1,5 миллирадиан ) достаточно мала, чтобы не заслонять большинство целей, и достаточно велика, чтобы быстро получить правильную «визуальную картину». Для многих видов динамичной съемки традиционно предпочтительнее использовать точку большего размера; Использовалось 7, 10, 15 или даже 20 МОА (2, 3, 4,5 или 6 мил); часто они сочетаются с горизонтальными и/или вертикальными линиями для указания уровня.
Большинство прицелов имеют активную или пассивную регулировку яркости сетки, что помогает стрелку адаптироваться к различным условиям освещения. Очень тусклая сетка поможет предотвратить потерю ночного видения в условиях низкой освещенности, а более яркая сетка будет более четко отображаться при ярком солнечном свете.
Современные оптические рефлекторные прицелы, предназначенные для огнестрельного оружия и других целей, делятся на две конфигурации корпуса: «трубчатые» и «открытые». [29]
Рефлекторные прицелы на протяжении многих лет использовались в морских навигационных устройствах и геодезическом оборудовании. Прицелы типа Альбада использовались на первых фотоаппаратах большого формата , фотоаппаратах типа «Наведи и снимай», а также на простых одноразовых фотоаппаратах. [30]
Эти прицелы также используются в астрономических телескопах в качестве искателей , помогая навести телескоп на нужный объект. Существует множество коммерческих моделей, первой из которых был Телрад, изобретенный астрономом-любителем Стивом Куфельдом в конце 1970-х годов. [31] Другие сейчас доступны от таких компаний, как Apogee, Celestron , Photon, Rigel и Televue . [32]
Рефлекторные прицелы также используются в индустрии развлечений, в таких постановках, как живой театр, в прожекторах «Follow Spot» . Такие прицелы, как адаптированный для использования Telrad, и специально созданный Spot Dot [33] позволяют оператору прожектора направлять свет, не включая его.
grubb для прицельных приспособлений для оружия.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )