Малогабаритные ночные прицелы.
ВОЛКОВ Виктор Генрихович, кандидат технических наук, доцент
В настоящее время широкое распространение в специальной технике получили приборы ночного видения [1].
Среди них значительную роль играют ночные прицелы, которые широко используются для стрельбы из индивидуального охотничьего, спортивного и боевого оружия.
В данной статье рассмотрены различные типы ночных прицелов, выполненные на основе электронно-оптических преобразователей (ЭОП) различных поколений, телевизионные (ТВ), тепловизионные (ТПВ) прицелы, а также комбинированное двухспектральное прицельное устройство.
Ночные прицелы для легкого индивидуального стрелкового оружия могут быть выполнены на базе ЭОП любых поколений – от нулевого до четвертого.
Технические параметры ночных прицелов сведены в табл. 1.
Отличительной особенностью ночных прицелов является наличие устройства проекции в поле зрения прибора прицельной шкалы (марки, визирного знака).
Возможные варианты схем проекции даны на рис. 1, 2 [2]. В настоящее время используют только проекцию в окулярную часть ночного прицела.
Это связано с отражением излучения подсвета прицельной шкалы от фотокатода ЭОП в сторону противника при проекции шкалы через объектив прицела, что приводит к его демаскировке.
Устройства содержат маховички выверки положения прицельной шкалы по азимуту и по углу места цели. В конструкции ночного прицела предусмотрена возможность его установки на оружии с помощью соответствующего кронштейна бокового или осевого крепления.
Отличительной особенностью ночных прицелов является значительное удаление выходного зрачка окуляра, достигающего 50 – 70 мм во избежание повреждения глаза при отдаче оружия во время стрельбы.
В прицелах используется резиновый наглазник типа “кошачий глаз”, который не только фиксирует глаз по отношению к окуляру, но и плотно охватывает глазное яблоко, исключая демаскирующее отражение света с экрана ЭОП от сетчатки глаза в сторону противника.
В некоторых моделях прицелов предусмотрена возможность автоматического отключения прибора при потере контакта наглазника с глазом стрелка во избежание указанной демаскировки.
В конструкции одних прицелов предусмотрена возможность диоптрийной регулировки окуляра, у других прицелов она отсутствует с целью придания жесткости конструкции.
В основном ночные прицелы имеют постоянное увеличение.
Некоторые прицелы имеют переменное увеличение за счет использования панкратического окуляра, например, модели ПНП-1, ПНП-3 (РФ, ОАО ЗОМЗ).
Внешний вид типичных прицелов на базе ЭОП для легкого стрелкового оружия дан на фото 1.
Таблица 1. Сравнительные характеристики ночных прицелов (по данным проспектов фирм)
a)
б)
в)
г)
Рис. 1. Схемы проекции прицельной марки в поле зрения ночного прицела через его объектив: через входной зрачок объектива (а); через его линзовые компоненты (б); непосредственной проекцией на фотокатод (в); через нерабочее отверстие в центральной части первой линзы-зеркала зеркально-линзового объектива (г), где 1 – объектив, 2 – ЭОП, 3 – окуляр, 4 – источник света (светодиод), 5 – прицельная шкала (марка), 6 – проекционный объектив, 7, 8 призмы, 9 – двухлинзовый компенсатор полевых аберраций
а)
б)
в)
г)
д)
Рис. 2. Схемы проекции прицельной марки в поле зрения прицела через его окулярную систему:
а) через окуляр с применением светоделительного элемента (куб-призмы);
б) с проекцией через периферию линз окуляра;
в) через микроскоп; г – через окуляр с дихроичной оптической поверхностью, где 1 – ЭОП, 2 куб-призма, 3 – окуляр, 4 – источник света, 5 прицельная шкала (марка), 6 – проекционный объектив, 7 – дихроичная оптическая поверхность;
д) типичный вид поля зрения ночного прицела
а) ПН-6К (РФ, ГУП ПО НПЗ);
б) PN15K (РФ, ГУП ПО НПЗ);
в) ПНП-1 (РФ, ОАО ЗОМЗ);
г) NV/S-9 (Беларусь, Беломо);
д) ОВ-50 (Франция, SAGEM);
е) AN/PVS-4A, AN/TVS-5 (США, Litton)
Фото 1. Типичные ночные прицелы на базе ЭОП.
Ночные коллиматорные прицелы используют эффект проекции в бесконечность прицельной шкалы с одновременным наблюдением цели и окружающей ее местности.
Основные параметры таких прицелов сведены в табл. 2, а внешний вид типичного образца показан на фото 2.
Такие прицелы по сравнению с традиционными прицелами более компактны, допускают свободу положения глаза по отношению к прицелу, но не отличаются большим увеличением.
Возможна совместная работа дневного коллиматорного прицела с очками ночного видения или с ночным наголовным монокуляром, который располагается на выходе коллиматорного прицела [3].
Таблица 2. Прицелы ночные коллиматорные (по данным проспектов фирм)
Фото 2. Коллиматорный ночной прицел ПКН-013
Койот” (Республика Беларусь, Беломо)
Для стрельбы с ходу, при десантировании используются ночные прицельные комплексы, состоящие из очков ночного видения и лазерного целеуказателя, монтируемого на оружии [4].
Лазерный целеуказатель выверен так, чтобы при стрельбе пули попадали в формируемое им на цели световое пятно, наблюдаемое в очки ночного видения.
Основные параметры таких прицельных комплексов даны в табл. 3, а внешний вид типичного комплекса – на фото 3.
Таблица 3. Основные параметры ночных прицелов для переносных зенитных ракетных комплексов (по данным проспектов фирм)
Фото 3. Лазерный ночной прицельный комплекс
фирмы ASELSAN (Турция)
Ночные прицелы для группового оружия применяются при стрельбе из станковых пулеметов и гранатометов, из безоткатных орудий (табл. 1).
Типичный вид такого прицела дан на фото 4. Фактически прицелы отличаются главным образом значительным фокусным расстоянием объектива.
Фото 4. Ночной прицел для группового оружия MAXI KITE
(Великобритания, Pilkington P.E. Ltd.)
Ночные прицелы для зенитных ракетных комплексов (табл. 4) имеют внешний вид, представленный на фото 5.
Прицелы допускают обнаружение летательных аппаратов (самолеты, вертолеты) на значительных дальностях и имеют большое поле зрения, которое все же часто бывает недостаточным для работы по быстро перемещающимся целям.
В связи с этим такие прицелы стыкуются с радиолокационной станцией обнаружения, обеспечивающей захват и сопровождение цели до того, как она окажется в поле зрения ночного прицела.
Таблица 4. Основные параметры ночных лазерных прицельных комплексов (по данным проспектов фирм)
а) ГЕО-ЗРК1 (РФ, Геофизика-НВ);
б) ГЕО-ПЗР2 (РФ, Геофизика-НВ);
в) F4960 (США, ITT)
Фото 5. Ночные прицелы для ЗУР:
Прицелы могут быть дополнительно оснащены ИК-осветителем для работы в полной темноте [4] (фото 6), теплообнаружителем для обнаружения скрытых объектов по их тепловому излучению [5] (фото 7) и лазерным дальномером [6] (фото 8).
Наряду с последним, в современных прицелах используется миниатюрная метеорологическая станция с датчиками температуры, давления, влажности и направления ветра, а также микропроцессорный баллистический вычислитель, позволяющий автоматически внести соответствующие поправки на положение линии прицеливания [7].
Пример ночного прицела-дальномера – ночная система NVL-11 (фото 8) фирмы International Technologies (Lasers) Ltd. (Израиль) управления огнем гранатомета (табл. 1).
Встроенный лазерный дальномер системы имеет длину волны 0,84 мкм, мощность излучения 100 мВт, пределы измерения дальности от 20 до 990 м при точности 10 м.
Баллистический вычислитель автоматически устанавливает положение линии визирования при угле места цели до 70 мрад с разрешением по дальности 5 м при угловой точности ±0,5 мрад.
Фото 6. ИК-осветитель-целеуказатель для ночных прицелов
AN/PAQ-2 фирмы Litton (США)
Фото 7. Теплообнаружитель SS50 (позиция 1)
(Великобритания, Rank Precision Industries)
для совместного использования с ночным прицелом (позиция 2)
Фото 8. Ночной прицел-дальномер NVL
фирмы International Technologies (Lasers) Ltd. (Израиль)
Для работы как в дневных, так и в ночных условиях используются дневно-ночные прицелы [8].
В частности, комбинированный охотничий прицел ПДН фирмы ЗОМЗ (РФ) (фото 9а) имеет в режимах “день” и “ночь” соответственно увеличение 2,5 и 6,2х, угол поля зрения 4,5-40 и 7,3-40, массу 1,6 кг, габариты 395х125х86 мм [8].
Фирма Litton (США) также разработала дневно-ночной прицел AN/PVS-10 (табл. 1) (фото 9б).
Дневной прицел Dedal-DN530 Dedal-NV (РФ) имеет сменную окулярную насадку, допускающую переход от режима “день” к режиму ночь” [8].
Применение таких прицелов не получило широкого распространения, т.к. одновременное наличие в них дневного и ночного каналов приводит к увеличению массы и габаритов.
а) ПДН (РФ, ОАО ЗОМЗ);
б) AN/PVS-10 (США, Litton)
Фото 9. Прицелы “день-ночь”.
В ряде случаев используют даже дневные оптические прицелы в сочетании с осветителями видимого света, которые крепятся под стволом оружия (фото 10) [8].
Например, осветитель “Знiч” (Беларусь, Беломо) [8] имеет 100 м, угол подсвета 4,80, питание =4,8 В, массу 0,33 кг, габариты 155х45х42 мм (фото 10а).
Фонарь для оружия с лазерным целеуказателем “Корсак-1” (фото 10б) той же фирмы имеет дальность действия 100 м, угол подсвета 60, напряжение питания =6 – 12 В, массу 0,25 кг, габариты 110х50х65 мм.
Лазерный целеуказатель имеет рабочую длину волны 645 нм, мощность излучения 3 В, угол подсвета 2,40, напряжение питания 3 В, расход выверки по горизонту и по вертикали ±150.
а) подствольный фонарь “ЗНIЧ”;
б) фонарь с лазерным целеуказателем “Корсак-1”
Фото 10. Фонари для оружия для совместной
работы с прицелом (Республика Беларусь, Беломо):
Низкоуровневые телевизионные прицелы могут обеспечивать, подобно описанным выше лазерным прицельным комплексам, возможность стрельбы из любого положения оружия и даже из укрытия при наличии наголовного ТВ-индикатора [9].
Для тренировки спецподразделений в условиях пониженной освещенности был разработан ночной ТВ-визир Арес-1” [9].
Дальность его действия при уровне естественной ночной освещенности 10-3 лк составляет 50 м, угол поля зрения 5х90, масса зрительной трубы и приспособлений, устанавливаемых на оружии – 0,7 кг, габариты зрительной трубы с держателем 214х100х62,5 мм, напряжение питания =12 В [9].
Ночной телевизионный визир Аргус-23” со встроенным малогабаритным осветителем имеет дальность обнаружения ростовой фигуры человека при уровне естественной ночной освещенности 3х10-3 лк свыше 350 м, в полной темноте (с осветителем) до 100 м, угол поля зрения 8 – 100, диапазон выверки линии прицеливания по высоте и по направлению ±(0 20), напряжение питания =12 В.
Визир состоит из устанавливаемого на оружии оптико-электронного модуля (низкоуровневой телевизионной камеры) с массой 1,6 кг и габаритами 222х166х105 мм, модуля визуализации на базе малогабаритного ТВ-монитора, устанавливаемого на лицевой маске оператора с массой 0,9 кг и габаритами 198х175х127 мм, модуля питания (аккумуляторной батареи) с массой 1,3 кг и габаритами 164х120х127 мм (фото 11) [9].
Фото 11. Ночной телевизионный визир для стрельбы из укрытия “Аргус-23” в рабочем положении:
1 – модуль оптико-электронный,
2 – модуль визуализации наголовный,
3 – модуль питания
Тепловизионные прицелы (табл. 5) могут работать в широком диапазоне изменения внешних условий: туман, дождь, снегопад, в некоторых дымах, при воздействии световых помех [10].
Внешний вид типичных тепловизионных прицелов дан на фото 12, 13.
Как и низкоуровневые ТВ-прицелы, тепловизионные прицелы могут быть построены по принципу безопасной стрельбы из укрытия при наличии наголовного индикатора [9].
В частности, ночной тепловизионный прицел “Аргус-31”, выполненный на базе неохлажадемой матрицы микроболометров и работающий в области спектра 8 12 мкм, имеет дальность распознавания ростовой фигуры человека до 100 м (при установке объектива с фокусным расстоянием f’ = 25 мм) и до 750 м (для объектива с f’ = 93 мм) при угле поля зрения соответственно 18х140 и 4019’х3014′ [9].
При этом диапазон выверки прицельной электронной марки по отношению к центру поля зрения составляет по вертикали и по горизонтали не менее ± (0 – 15), потребляемая мощность на более 2,5 Вт при напряжении питания =12В. Состав и компоновка прицела такая же, как показано на фото 11.
Таблица 5. Основные параметры тепловизионных прицелов для индивидуального оружия (по данным проспектов фирм)
Фото 12. Тепловизионный прицел для индивидуального оружия:
модель W1000-9 фирмы Raytheon (США)
Фото 13. Тепловизионный прицел для группового оружия:
модель Heavy TWS фирмы Raytheon (США)
Возможно создание и комбинированных ночных прицелов, состоящих из низкоуровневого ТВ- и тепловизионного каналов [9].
Такие прицелы так же обеспечивают стрельбу с закрытых позиций.
Например, двухспектральная обзорно-прицельная система “Веко” для автоматического оружия состоит из низкоуровневого ТВ-канала для области спектра 0,6 0,9 мкм и неохлаждаемого тепловизионного канала для области спектра 8 – 14 мкм.
Дальность обнаружения ростовой фигуры человека в нормированных условиях составляет 500 м распознавания в тех же условиях – 300 м, угол поля зрения не менее 60, диапазон выверки линии прицеливания по высоте и по направлению – 0-08, напряжение питания =12 В, энергопотребление – 7,5 Вт.
Оптико-электронный модуль имеет массу 3,2 кг, габариты 280,5х210х50,5 мм, модуль визирования наголовный – 0,9 кг и 198,5х175х127 мм, модуль источника питания – 1,3 кг и 164х120,5х63 мм [9].
Наличие двух каналов допускает всепогодную работу в широком диапазоне изменения внешних условий.
Анализ современных тенденций развития приборов ночного видения и ночных прицелов в частности показывает, что использование комбинированных устройств является логическим направлением перспективного совершенствования приборов, которое не исключает и создание простых сравнительно дешевых одноканальных систем.
Литература
1. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучшения видимости в сложных условиях. М.: Недра-Бизнесцентр”, 1999, 286 с.
2. Волков В.Г. Принципы построения ночных визиров. Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России, 2002, №1, с. 20 – 24.
3. C.Q. Cutshaw. The M4A1 Close Quarters Battle Weapon. Jane’s International Defense Review, 2001, № 1, рр. 59 – 61.
4. Волков В.Г. Лазерные осветители и целеуказатели для приборов ночного видения.//Специальная техника. 2002, №2, с. 2 – 10.
5. Волков В.Г. Многоканальные приборы ночного видения наземного применения.//Специальная техника, 2001, №2, с. 13 – 20.
6. Волков В.Г. Портативные лазерные дальномеры.//Специальная техника, 2001, №6, с. 2 – 13.
7. Cutshav C.Q. Blasing a trail with R93. Jane’s International Defense Review, 2002, N4, pp. 60 – 62.
8. Волков В.Г. Технология прицелов “день-ночь”.//Специальная техника, 2001, №4, с. 2 – 7.
9. Каталог приборов. КТИ Прикладной микроэлектроники СО РАН. РФ, Новосибирск, 2003.
10. Волков В.Г., Ковалев А.В., Федчишин В.Г. Тепловизионные приборы нового поколения.//Специальная техника, 2001, №6, с. 16 – 21, 2001, №1, с. 18 – 24, 26.