... лазера, обеспечивают равномерное поле свечения. В настоящий момент большинство производителей перешли на диодные ИК-осветители мощностью 3-12 мВт.
Механические характеристики ПНВ тем выше, чем меньше его габариты, вес и больше дальность его действия. Однако эти параметры находятся в противоречии друг с другом. Большую дальность при одинаковом ЭОП обеспечивает прибор с большим по размеру объективом. Особо следует сказать о конструкции ночных прицелов. Она должна выдерживать осевые ударные нагрузки до 0,5 кг, при этом прицельная марка не должна сбиваться с первоначального положения и быть хорошо видна при различных условиях эксплуатации. Ряд гражданских изделий, появившихся на Российском и западном рынке в последние 5 лет, не отвечают требованиям по ударной прочности, имеют ограничения по возможности установки, большой увод первоначальной точки прицеливания, вызванный неудачной конструкцией механизма заведения метки или крепления на оружии. Следует сказать, что особенностей конструкции и использования ночных прицелов так много, что их просто невозможно описать в одной статье.
Перед покупкой ПНВ, прежде всего, необходимо определиться, какое поколение приборов необходимо для решения поставленных задач. Чем выше поколение, тем выше характеристики и возможности ПНВ, но тем выше и стоимость изделия. Если к прибору не предъявляется больших требований по хорошей видимости ночью, то выбор можно сделать по внешнему виду с учетом стоимости изделия. Если у ПНВ должна быть лучшая видимость, чем невооруженным глазом, и особенно если это I-ое поколение, нужно выбирать из изделий с объективами с относительным отверстием не менее 1,5. Покупать следует только у тех производителей, кто без проблем обеспечивают гарантийное и послегарантийное обслуживание, оптимально, если будет возможность взять изделие для тестирования перед окончательной покупкой и сравнивать свои ожидания с возможностями ПНВ, так как часто в паспортах и рекламе технические характеристики приборов, в основном, завышаются.
Лазерные целеуказатели
В чем преимущества лазерного целеуказателя по сравнению с уже традиционными прицельными приспособлениями? Практически — в уменьшении времени на прицеливание и в увеличении точности попадания, навел пятно на цель — и стреляй.
Первыми на стрелковом оружии стали использоваться газовые ЛЦУ. Они имели большие габариты и массу, значительное энергопотребление. Аккумуляторы приходилось носить на себе. С появлением полупроводниковых лазеров ситуация в корне изменилась — минимальные габариты и масса, малое потребление тока, простота схемы источника питания — все это стало привлекательным как для пользователей, так и для производителей.
В качестве «сердца» ЛЦУ чаще всего используется японский полупроводниковый лазерный диод мощностью до 5 мВт с длиной волны 670 нм, расходимость луча которого уменьшается обычно трехлинзовым (с просветляющим покрытием) объективом. В идеале схема питания кроме его источников должна иметь и стабилизатор тока. Однако чаще всего она содержит только ограничительный резистор и защиту от неправильной установки источника питания.
Для российских пользователей все, что связано с лазерной техникой, пока малоизвестная экзотика. За рубежом существует жесткое ограничение для ЛЦУ по мощности излучения. Считается, что излучение более 5 мВт при прямом попадании в глаз человека может привести к необратимым последствиям. Поэтому мощность большинства импортных целеуказателей, в том числе и лазерных указок, не превышает 5 мВт, ток потребления от 40 до 70 мА. На этот параметр следует ориентироваться при выборе элементов питания.
Реально время работы ЛЦУ зависит в большой мере от режима и условий его использования. Один из основных факторов — уровень освещенности на цели. Уверенное восприятие пятна возможно в диапазоне освещенности от 2000 люкс (днем в тени) до 2 люкс (полутемное помещение). Дальность видения пятна при этом колеблется от 15 до 200 м. При более высокой освещенности невооруженным глазом на 15 метров пятно практически не видно, а ниже 2 люкс на дальности более 200 м не видно саму цель.
Еще один фактор — контраст яркости и цвету цели и пятна. Чем он хуже для восприятия, тем меньше дальность видения пятна. Так, если цель имеет темно-зеленый фон, при освещенности 2 люкса, дальность видения пятна уменьшается в 2 раза по сравнению со светлым фоном, не говоря при этом об ухудшении обнаружения самой цели. Разрешающая способность глаза человека — 1 минута, а угловая расходимость лазерного луча — 1 мрад (или 4 минуты, что на дальности 100 м соответствует размеру пятна 10 см). Больше делать расходимость нельзя из-за уменьшения яркости пятна и соизмеримости цели и пятна уже на небольших расстояниях, а существующая находится близко к пределу разрешения глаза, поэтому необходимо, чтобы яркость пятна была как можно больше.
Определяющую роль для конструкции ЛЦУ играет тип оружия. Проблема в том и другом случае возникает при повторном наведении пятна на цель из-за того, что в момент выстрела пятно уходит в сторону и может быть потеряно стрелком. Все эти проблемы заставили разработчиков искать пути повышения яркости пятна целеуказателей. Один из них — повышение мощности излучателя, в Туле разработали излучатель мощностью 20 мВт, причем использоваться они могут только в паре со своим видом оружия. Увеличение мощности привело к повышенному энергопотреблению, кроме того, пятно приобрело вытянутую форму.
Альтернативный способ — при мощности 5 мВт уменьшить длину волны излучения до 630 нм, так как чувствительность глаза человека к этому излучению намного выше. Восприятие яркости пятна будет такое же, как от лазера мощностью 20 мВт на длине волны 670 нм. Подобные излучатели серийно выпускаются, могут устанавливаться по заказу, однако стоимость их значительно выше. Для увеличения дальности видения пятна можно предложить использовать дополнительно оптический прицел, совмещенный с целеуказателем, а также оптический фильтр, пропускающий область спектра, близкую к рабочей длине волны ЛЦУ.
Какова же наиболее реальная сфера применения ЛЦУ видимого диапазона? Для спецподразделений — при проведении скоротечных операций в помещениях, в вечернее время. Для тренировки начинающих бойцов — когда наглядно видно процесс прицеливания и стрельбы. И, конечно, для охотников — любителей экзотических наворотов на оружии.
Можно сделать лазерный луч невидимым. Для этого достаточно заменить лазерный диод, на диод с длиной волны 830-870 нм. Однако в таком случае пользователю необходимо иметь устройство ночного видения, позволяющее обнаружить это пятно. Как правило, это очки ночного видения с увеличением 1 крат, причем дальность стрельбы ограничивается не ЛЦУ, а характеристиками «ночника». Однако следует помнить, что в реальных условиях источник лазерного луча и его пятно легко обнаруживаются в приборы ночного видения.
Следует обратить внимание также и на используемые элементы питания. Они должны соответствовать по емкости и другим параметрам условиям применения, а допустимый разрядный ток их должен быть не меньше тока потребления ЛЦУ. В противном случае при длительной работе это может привести к сильному нагреву.
На базе ЛЦУ военными был разработан прицел холодной пристрелки ПХП и трубка холодной пристрелки ТХП. Их устройство заключается в том, что выверку оси канала ствола и прицела, может выполнить один стрелок, подобрав стержень диаметром, соответствующим калибру оружия, он устанавливает ПХП в ствол и фиксирует прибор с помощью магнитов, расположенных на его корпусе. Перекрестие прибора указывает на положение оси канала ствола оружия. Наблюдая через оптический прицел перекрестие ПХП, стрелок выставляет нулевую ось прицела параллельно оси канала ствола, а затем изменяет положение метки прицела по вертикали на величину, соответствующую углу на удобную для него дальность, как правило, соответствующую постоянному прицелу для этого оружия.
Для выверки оружия может быть использован и аналог ТХП с полупроводниковым лазером. Этот компактный прибор состоит из блока, сходного по конструкции с ЛЦУ, и набора стержней с цанговыми зажимами для фиксации в стволе оружия. Оптическая ось прибора, установленного на оружии, совпадает с осью канала ствола — то есть на мишени, расположенной на любом удобном для стрелка расстоянии, пятно указывает положение оси канала ствола. Далее остается ввести необходимые поправки.
Основные достоинства ЛЦУ и приборов на их базе состоят в компактности, простоте устройства и использования.
Коллиматорные прицелы
Коллиматорные прицелы относительно новый и самостоятельный тип оптических прицелов. Они применяются в тех случаях, когда необходимо иметь возможность перемещения головы и глаза в больших пределах, не теряя из вида прицельную марку и цель. Со времен второй мировой войны в авиации применяют именно КП, которые и сегодня установлены на истребителях всех стран мира. В последние годы КП можно все чаще увидеть на различных охотничьих ружьях, пистолетах, пейнтбольных маркерах.
Коллиматор — оптический прибор, формирующий пучок параллельных лучей, создающих бесконечно удаленное изображение марки. Коллиматор содержит объектив и расположенную в его фокусе светящуюся марку (расстояние между объективом и маркой — фокусное расстояние). В большинстве коллиматорных прицелов в качестве объектива используется тонкая линза, установленная под небольшим углом к прицельной линии, а прицельную марку освещает светодиод. Лучи, отраженные от светоделительного покрытия на вогнутой поверхности тонкой линзы, формируют изображение прицельной марки. Светоделительное покрытие позволяет одновременно с прицельной маркой наблюдать через тонкую линзу внешние объекты и цели, без искажения и увеличения. Прицелы, построенные по такой схеме, отличаются простотой, минимальными габаритами и массой.
Можно отметить основные особенности КП, обеспечивающие удобство, быстроту и точность прицеливания. При использовании КП можно смотреть на цель двумя глазами. При этом в поле зрения одного глаза находится объектив, через который без искажения и увеличения одновременно резко видно светящуюся прицельную марку, находящиеся за ним цель и часть окружающего пространства. В поле зрения другого глаза — те же цель и окружающее пространство. За счет объединения изображений от двух глаз стрелок воспринимает прицельную марку, цель и все окружающее пространство целостно, объемно, без ограничения и искажения, Так при стрельбе по подвижной цели легко делать упреждение.
При вскидывании оружия стрелок сразу видит прицельную марку, которую сразу можно совместить с целью и выстрелить, потому что зона видимости прицельной марки имеет форму близкую к цилиндру (диаметром 20-30 мм). Прицельная марка будет хорошо видна, даже если установить прицел на конце ствола, так как нет необходимости располагать глаз вблизи прицела, а во время прицеливания можно свободно пользоваться очками.
Изображение прицельной марки формируется параллельными лучами, и пока ствол оружия не изменит направление, прицельная марка останется неподвижной относительно цели при перемещении глаза в пределах зоны ее видимости. Поэтому стрелок может выполнять прицеливание, когда зрачок его глаза попал в любое место зоны видимости прицельной марки.
Светящаяся прицельная марка обеспечивает прицеливание как днем, так и в условиях недостаточной освещенности, когда обычные прицельная планка, мушка с целиком или прицельная сетка большинства ОП не видны (за исключением ОП с подсветкой сетки).
Можно выделить два варианта конструкции КП. У первого варианта корпус выполнен в виде трубы, внутри которой размещены оптические детали и элементы регулировки. Его достоинства — защищенность всех компонентов, эстетичный внешний вид и крепления, аналогичные ОП. Недостатки — существенное затенение зоны прицеливания, возможность запотевания его внутреннего объема, потери света на защитных стеклах трубы. Второй вариант открытый, у которого объектив имеет тонкую оправу, практически не затеняющую зону прицеливания. Это самое главное его преимущество. Он обычно легче, имеет собственные узлы крепления, не имеет недостатков первого, но хуже защищен от дождя и снега, имеет менее привычный вид.
КП обычно имеют следующие обозначения и соответствующие параметры, например: 1×30, где 1 — увеличение, а 30 мм диаметр объектива и зоны видимости прицельной марки.
При выборе КП необходимо учесть и оценить параллакс — параметр, приводящий к ошибке прицеливания. Параллакс КП вызван непараллельностью лучей, идущих от прицельной марки, в пределах зоны ее видимости и выражается в виде появления смещения изображения прицельной марки относительно удаленного объекта, возникающего при перемещении глаза влево — вправо и вверх — вниз в пределах зоны видимости марки. Свойством оптической схемы КП на основе тонкой линзы, установленной под углом к прицельной линии, является резкое, нелинейное увеличение параллакса по мере уменьшения фокусного расстояния (укорочения прицела), увеличения диаметра линзы и связанного с этим увеличения угла наклона линзы. В такой схеме параллакс может резко возрастать в дальней от марки крайней части зоны ее видимости и быть небольшим в остальной части зоны. Любой КП имеет параллакс, поэтому качество прицела определяет величина параллакса. У хорошего, грамотно спроектированного КП, параллакс не превышает 1-2 угловых минуты в крайних участках зоны видимости марки, что соизмеримо с разрешающей способностью глаза, и не оказывает влияния на точность стрельбы. Что приводит к ошибке всего 1 см на дальности 35 м. Такой прицел при диаметре объектива 25 мм должен иметь фокусное расстояние не менее 100 мм и длину не менее 110 мм. Он может быть эффективно использован для прицеливания на дальности 30-100 метров.
Малогабаритный прицел с объективом диаметром 25 мм, длиной 80-60 мм и фокусным расстоянием не более 70-50 мм может иметь соответственно параллакс до 15 мин. -1 град. (ошибка 15-60 см на дальности 35 м). Но такой прицел можно свободно применять совместно с пневматическим оружием для прицеливания на небольшие дальности.
Параллакс в таком типе прицела деформирует, искажает форму прицельной марки. У прицела с малым параллаксом это искажение меньше разрешения глаза и потому незаметно и несущественно. Для того чтобы скрыть искажения формы марки у прицела с большим (15 мин. — 1 град.) параллаксом, прицельную марку выполняют в виде точки. Для самостоятельной оценки параллакса можно установить прицел на неподвижное основание, посмотреть через объектив на любой удаленный на 30-100 м контрастный объект и сместить глаз вверх — вниз и влево — вправо, взаимного смещения марки и объекта не должно быть заметно.
Следует также оценить равномерность яркости марки при перемещении глаза и прозрачность светоделительного покрытия объектива. Изменения яркости марки в пределах всей зоны ее видимости не должно быть заметно. Видимые через объектив предметы не должны быть окрашены или сильно затемнены, как бывает при наблюдении через цветной или темный солнцезащитный светофильтр. Лучше использовать КП, у которого яркость свечения марки плавно регулируется в больших пределах. Максимальная яркость должна быть достаточной для того, чтобы видеть прицельную марку на светлом фоне, а минимальная яркость не должна ослеплять стрелка при прицеливании в сумерки.
Прицельная марка может иметь вид точки — RED DOT, «птички» или перекрестия. Точка -самый технически простой и дешевый вариант, но ее сложнее заметить на фоне цели, так как она закрывает точку прицеливания. В этом плане прицельная марка в виде перекрестия с разрывом, лучше заметна, позволяет оценивать дальность до цели по соотношению угловых размеров цели и перекрестия.
Голографические прицелы
Голографические прицелы также можно отнести к КП. Голограмма формирует изображение прицельной марки и выполняет функции асферического отражателя, как линза в обычном КП. Голографический асферический отражатель обеспечивает существенно меньшие, чем обычная сферическая тонкая линза, параллактические ошибки, позволяет сделать прицел компактным. Обычно ГП существенно дороже своих коллиматорных аналогов, поскольку голограмма может быть получена в результате дорогого и сложного технологического процесса. При несоблюдении технических требований голограмма может искажать и разлагать в спектр яркие объекты, наблюдаемые через нее. Необходимо оберегать голограмму от механических воздействий и нагрева.
В 1948 году венгерский ученый Денис Габор предложил метод получения изображения, основанный на интерференции волн, за что в 1971 году был удостоен Нобелевской премии. Для своего метода Габор придумал термин «Голография», что в переводе с греческого означает «полная запись» (от греческого hоlоs — весь, полный и grapho — пишу).
Чтобы понять принцип работы такого прицела можно провести аналогию с фотографией. Свет, отраженный или рассеянный фотографируемым объектом, собирается при помощи объектива на светочувствительном материале. Фотография дает плоское двухмерное амплитудное изображение, поскольку на ней фиксируется величина отраженного от объекта света (амплитуда отраженного света) и нет информации о расположении объекта и его частей в пространстве (фазе отраженного света). Но если направить на снимаемый объект, а также на светочувствительный материал, на котором фиксируется изображение, излучение от одного источника, то волновое поле от объекта и опорное волновое поле от источника взаимодействуют между собой — интерферируют, образуя пространственную интерференционную картину, которая и регистрируется на светочувствительном материале голограммы. В этой интерференционной картине заключена амплитудная и фазовая информация об объекте.
Устройство для получения голограммы представляет собой фотопластинку, на которой не видно никакого изображения, если ее не осветить опорным излучением, которое использовалось при записи. При соблюдении данного условия можно увидеть трехмерное, объемное изображение объекта, не отличимое от оригинала.
Голография получила широкое распространение в различных областях науки и техники. И вот настало время, когда голография пришла в стрелковое дело. Собственно, сам ГП представляет собой плоскую, прозрачную пластину, сквозь которую стрелок наблюдает за местностью. На этой пластине записана голограмма прицельного знака.
При освещении голограммы лазерным (когерентным) пучком света в плоскости мишени возникает изображение прицельного знака, для наблюдения которого не требуется переаккомодации (перенастройки) глаза.
ГП предельно упрощает процесс стрельбы. На голографический экран прицела может быть записан какой угодно прицельный знак, в том числе, и трехмерный. Смена окошка прицела занимает несколько секунд, при сохранении линии визирования.
ГП — единственный из всех видов прицелов, позволяющий оперативно подобрать прицельный знак, исходя из условий окружающей среды, типа мишени, расстояния до цели, что приводит к значительному повышению скорости и точности стрельбы.
Голографический прицел может располагаться на произвольном расстоянии от глаза, его можно устанавливать на любые типы пистолетов, ружей и винтовок. Поле зрения остается полностью открытым: обод голографического экрана практически незаметен, что дает стрелку возможность смотреть обоими глазами и оптимально контролировать ситуацию во время выстрела. Прицельный знак, окружающая местность и цель всегда находятся в поле зрения, обеспечивая непрерывность наблюдения при поиске и обнаружении цели, а также между выстрелами.
Расположение изображения прицельного знака и цели в одной плоскости полностью исключает параллакс и позволяет производить выстрел при наведении прицельного знака на цель независимо от угла наблюдения цели и положения стрельбы. Эта особенность ГП дает возможность пользоваться им как целеуказателем, когда выстрел производится при совмещении прицельного пятна и цели, при произвольном положении стрелка или оружия.
В состав прицела обычно включают систему индикации состояния источника питания и систему автоматического или ручного изменения яркости прицельного знака. ГП — новый шаг в развитии стрелкового дела, позволяющий повысить скорость, уверенность и точность выполнения различных стрелковых упражнений и обеспечить стопроцентный успех. Сегодня ГП еще находятся в процессе своего развития.
