Поле зрения, выходной зрачок, сумеречное число - Объяснение терминологии оптики. Сумеречное число в оптическом прицеле


Поле зрения, выходной зрачок, сумрачное число

В процессе выбора нового прицела легко запутаться и не понять всю техническую составляющую оптического прибора. Если вы хотите лучше понимать и сравнивать ваш выбор с аналогами - не только по размеру, весу и цене, то лучше изучить характеристики устройства. Как раз под этот случай компания Swarovski Optik в своем блоге выпустила руководство по технической составляющей прицелов и их характеристик. Вот несколько важных терминов, объясненных общедоступным языком:

Диаметр линз объектива определяет размер входного светового потока в оптическую систему. Чем больше линзы объектива, тем больше в прибор попадает света. Однако размер линз не определяет размер поля зрения.

Диаметр выходного зрачка определяется за счет диаметра линз объектива и увеличения прибора. Если вы посмотрите на окуляр с расстояния 30 см. выходной зрачок будет виден как яркий диск.

для расчета диаметра выходного зрачка нужно поделить диаметр линз объектива на увеличение (в числовом значении)

чем больше выходной зрачок тем больше света поступает на глаз*

Поле зрения

Поле зрения это размер мнимого изображения (круглой картинки) которое вы видите, если будете смотреть через оптический прибор. В случае с оптическими прицелами для оружия, оно чаще всего указывается на дистанции 100 метров или 100 ярдов. К примеру, может быть указано 42,5 м. на 100 м. или 127,5" дюймов @ на 100 yrd ярдов. Как альтернативная величина, поле зрения может выражаться в градусах прим. 6.6°.

Заметка: Технически видимое изображение поля зрения зависит от увеличения. Чем выше кратность, тем меньше поле зрения.

Сумеречное число

Фактор сумерек описывает производительность оптической системы в условиях слабой освещенности. Заявление " чем выше сумеречное число, тем лучше пригодность оптики для сумерек " правдиво лишь в том случае если выходной зрачок больше или по крайней мере такой же большой как человеческий глаз. Зрачок человека может быть открыт на прим.8 мм. Чем мы становимся старше, тем меньше наши глаза "пластичны" в настройке к свету, что определяет нашу возможность видеть в сумерках или ночью. *Поэтому выходной зрачок не всегда может быть полностью использован.

Для вычисления сумрачного числа есть формула: корень из ( кратности (увеличения) умноженной (Х) на диаметр линз объектива )

Заметка: Зрительные трубы могут иметь очень высокие показатели сумеречного числа из-за большого увеличения и диаметров линз объектива. Но при использовании на высоких кратностях их малый выходной зрачок может помешать их эффективному использованию в сумерках

maksim-guns.ru

2.2.6 Сумеречное число

Сумеречное число зависит от отношения яркости изображения предмета, даваемого наблюдательным прибором, к яркости того же предмета, рассматриваемого невооруженным глазом. Практически сумеречное число С определяют по следующему выражению:

С = √(ГxDвх)

Предположим, что мы имеем четыре бинокля с разным увеличением, но одинаковой светосилы: БПС-4Х20, БПЦ-7Х35, БПЦ-8Х40 и БПЦ-10Х50. Геометрическая светосила всех этих приборов одна и та же и равна 25, а сумеречное число имеет соответственно следующие значения: 8,95; 15,65; 17,9 и 22,3. Очевидно, что из этих четырех приборов наиболее эффективным для наблюдений в условиях пониженной освещенности будет бинокль модели БПЦ-10Х50.

2.2.7 Пластика

Бинокулярный оптический наблюдательный прибор увеличивает глубину стереоскопического зрения, иначе говоря — объемного восприятия видимого в прибор пространства. Считается, что для человека острота стереоскопического зрения, при котором он еще различает отдельно расположенные по глубине пространства предметы, составляет примерно 10 угловых секунд, или иначе — 4,82 • 10-5 радиан, т.е. δ≈ 4,82 • 10-5 рад. Исходя из этого положения, можно определить радиус R стереоскопического зрения человека, имеющего глазную дистанцию (расстояние между центрами зрачков глаз) b=65 мм=0,065 м, следующим образом:

R = b/δ = 0,065/4,82•10-5 =1350 м.

При использовании бинокля с базой В (расстояние между оптическими осями объективов) стереоскопичность увеличивается за счет отношения В/b и за счет увеличения Г прибора, т.е. имеем:

R=(b/δ)(ВГ/b) = (b/δ)Р

где P = BГ/b - пластика бинокля.

   Из последнего выражения следует, что пластика бинокля повышается с увеличением параметров В и Г. Необходимо отметить, что в современных конструкциях биноклей наблюдается тенденция к уменьшению базы В, что связано со стремлением сократить габаритные размеры и массу приборов. Но это приводит к уменьшению пластики бинокля, если сравнить пластику биноклей новых моделей БПЦ-7Х35, БП-7Х35, БП2-7Х35, (особенно БКФЦ-7Х35) с пластикой биноклей более старых моделей БПВ-7Х50, БПВ1-7X50.

2.3 Некоторые образцы оптических систем наблюдения

2.3.1 Бинокль «БПЦ 6 8х30»

Изготовитель: Казанский оптико-механический завод

Рис.2.8 Бинокль «БПЦ 8х30»

2.3.1.1Назначение

 Предназначен для наблюдения за удаленными объектами при температуре от минус 40 до плюс 50°С.

2.3.1.2 Конструктивные особенности

Бинокль на основе призмы Порро, с центральной фокусировкой и диоптрийной поправкой на аметрию глаз, выполнен в прочном металлическом корпусе, способном выдержать жесткие климатические условия эксплуатации (-40° … +50°С).     Многослойное просветляющее покрытие и высококачественное изготовление всех оптических деталей обеспечивают прекрасное качество изображения по всему полю зрения.

2.3.2 «Б7х30», бинокль бесфутлярный

Изготовитель «ЦКБ «Фотон»

Предназначен для наблюдения в дневное время и глубоких сумерках

Рис.2.9 «Б7х30», бинокль бесфутлярный

2.3.2.1 Назначение

Бинокли бесфутлярные Б7х30 и Б10х42 с раздельной фокусировкой предназначены для наблюдения в дневное время и глубоких сумерках за полем боя, поиска целей, измерения дальностей по угломерной сетке, углов между целями и корректировки стрельбы.

2.3.2.2 Конструктивные особенности

Бинокль Б7х30, изготавливаются в обрезиненном корпусе, что позволяет эксплуатировать их без футляра. Конструкция не допускает проникновения пыли и влаги внутрь бинокля. Защита окуляра обеспечена специальной крышкой. Обрезиненный корпус дополнительно защищает прибор от воздействия ударов. Бинокль обладает высокой разрешающей способностью, вследствие чего возможно успешное наблюдение в пасмурную погоду и в сумерки. Благодаря уникальному удалению выходного зрачка биноклем можно пользоваться, не снимая очков. В этом случае наблюдателю достаточно ввернуть наглазники в окуляры на необходимую величину и он получит великолепный эффект от обзора. Поле зрения, как это происходит при наблюдении в очках через обычный бинокль, не сужается.

studfiles.net

Технические параметры оптических прицелов - одна из важных составляющих при выборе прицела

Рассмотрим чуть подробнее характеристики оптических прицелов, озвученные в предыдущей статье, чтобы понять, насколько они важны при выборе и покупке прицела.

  • Различие в производителе, как и для любых других товаров весьма ощутимо. Понятно, что фирмы серьезные, давно работающие на рынке, имеют опыт, традиции и средства для менеджмента качества продукции. Поэтому и доверие к их продукции априори  выше, что, в принципе, соответствует реальному положению дел. Но не все так просто. Некоторые сравнительно молодые в области оружейной оптики фирмы, на­пример,  Swarovski  или Leica, не так давно начавшие выпуск оптических прицелов, точно не уступают сравнительно старым японским фирмам Nikon или Hakko, которые полностью перевели производство в Ки­тай. Достаточно молодая фирма Шмит и Бендер точно не уступит ВОМЗу или Зениту. Есть также множество небольших и не очень старых фирм, которые вы­пускают весьма качественную продукцию. Скорее для того, чтобы рассортировать оптические прицелы по признаку производителя их удобнее разделить на три категории: 1) европейские и американские, 2) российские + китайские лицензионные и 3) китайские просто. По убыванию уровня качества такая последовательность вполне наглядна. Наверное, кто-то возразит, что давно пользуется китайской оптикой и никаких проблем. Согласны, исключения бывают, тем более такое возможно, если не приходилось  сравнивать с другими производителями. Хотя, как говорится, «На вкус и цвет – товарищей нет», тем более, что китайские умельцы по традиции, комплектуют свои изделия максимальным количеством наспех сработанных опций, что привлекает не очень опытных покупателей.
  • Диаметр трубы оптического прицела никакой принципиальной разницы не несет и не влияет на количество света, о чем иногда, ошибочно, пишут в литературе. Возможно, больший диаметр придает несколько большую прочность трубе при одной и той же толщине стенок, но этого, как правило, и не требуется. Традиционно диаметр 30 мм считается европейским, и большинство европейских производителей прицелов действительно выпускают их в этом диаметре, а диаметр 25 мм   (1 дюйм) считается американским.  Здесь дело в исторически сложившихся традициях, и не более того. Как, скажем, в ряде стран левостороннее движение, которое ничем не отличается от правостороннего. В любом случае европейцы часть своей продукции делают для американского рынка и американцы для европейского с учетом требований потенциального потребителя. То есть приобрести прицел американской фирмы Leopold модель European диаметром 30 мм и с механизмом поправок, градуированным в сантиметрах – не проблема. Также и наоборот.    Увеличенные, экзотические, диаметры трубы встречаются у весьма продвинутых производителей и, как правило, это связано с дополнительными возможностями прицелов. Так, например, фирма Zeiss выпускает прицел Victory 8 HD с диаметром трубы 36 мм, который необходим для того, чтобы разместить механизм баллистического компенсатора.  А прицел той же фирмы Victory 8 HТ характеризующийся наибольшей светосилой обычного диаметра 30 мм.
  • Диаметр объектива влияет на количество света (лучистой энергии) попадающей в прицел, поле зрения и кратность, одновременно увеличивая габариты и массу прицела. Понятно, что при выборе прицела для карабина этот параметр должен быть разумно оптимальным. Диаметр окуляра – параметр мало на что влияющий, но чем он меньше, тем потенциально лучше. Потому что в районе окуляра, в основном, выполняются все действия по зарядке и перезаряжанию оружия и иногда большой диаметр окуляра становится препятствием для движения затвора или ручного досылания патрона в магазин.
  • Противоударность – параметр, который почти ничего не значит для малокалиберных карабинов, и является  одним из ключевых параметров для карабинов средней и высокой мощности. Понятно,  если прицел «не держит отдачу», т.е. меняет свои установки в процессе стрельбы, или «ссыпается», т.е. какие-то его элементы выходят из строя; то он совершенно не пригоден для решения поставленных задач.
  • Кратность постоянная или переменная – вопрос творческий. Если для биноклей и фотоаппаратов наличие зума, безусловно, приветствуется, то для прицелов о пользе этой опции следует говорить с осторожностью. Во-первых, Zoom усложняет конструкцию, что может привести к снижению надежности, во-вторых, как правило, способствует возникновению параллакса и, соответственно, механизмов его компенсации. И в то же время увеличивает оптические возможности прицела и расширяет его универсальность. Поэтому, в первом приближении, наличие переменной кратности, следует считать положительным для прицелов дорогих, от известных производителей, и малополезной опцией для прицелов дешевых. Как подтверждение этой мысли можно рассматривать тот факт, что военные прицелы, как правило,  постоянной кратности.
  • Верхний предел увеличения (либо значение постоянной кратности) – параметр соответствующий задачам, которые должны решаться с помощью прицела. То есть, если для охот загонных больше 4х не требуется, то для стрельбы сусликов и 24х может оказаться недостаточно. Решение по выбору кратности прицела следует принимать, исходя из поставленных задач, с учетом замечаний, изложенных в  предыдущем абзаце.
  • Удаление зрачка выхода или фокусное расстояние окуляра (оно же плотно связано с диаметром зрачка выхода) параметр достаточно важный, который желательно внимательно изучить при выборе прицела. От него зависит безопасность и, в значительной степени удобство обращения с оружием. Если калибр карабина мощный, имеется в виду импульс отдачи, то расстояние должно быть не менее 90 мм, а то и 120 мм, для того, что бы при стрельбе под разными углами к горизонту не травмировать область глаза трубой прицела при отдаче. Чем больше диаметр зрачка выхода, тем легче поймать изображение в прицеле, тем большие погрешности ориентации глаза относительно окуляра допускаются при прицеливании. В наших прицелах, с военным происхождением до сих пор применяются наглазники, которые никаких особых преимуществ не дают и которые довольно ощутимо «дерутся» на оружии типа СВД. Параметры, которые мы сейчас рассматриваем, пусть не напрямую, но зависят от кратности прицела (чем меньше кратность, тем их сочетание лучше), поэтому при выборе прицела их необходимо учитывать в комплексе с желаемой кратностью и находить приемлемые компромиссы.
  • Механизмы внесения поправок горизонтальных и вертикальных снабжены шкалами для отсчета введенных корректировок. Они чаще всего закрываются завинчивающимися крышками для предохранения механизма от случайных смещений, но бывают  и открытые, надежно фиксирующие маховики отсчетных механизмов после введения поправок. Цена деления шкал отсчетных барабанов нормируется в долях минуты (МОА) и  изредка в сантиметрах на 100 метров. Никакой принципиальной разницы между ними нет. Значения цены деления чаще всего бывают  ¼ МОА, ½ МОА, 1 МОА, … 3 МОА или 0,5 …. 5 см/100 м; встречаются и другие значения, но редко.  Критерии выбора по этому параметру чрезвычайно просты: чем дальше и точнее предполагается стрелять из карабина, тем меньше должна быть цена деления. Для стрельбы быстрой и близкой малая цена деления скорее будет обузой для пристрелки и здесь целесообразно выбирать цену деления в 1 МОА или 2 МОА
  • Форма прицельной сетки – один из ключевых параметров, от которого в немалой степени зависит результативность охоты и стрельбы в целом. Важно, чтобы прицельная сетка была удобна, конкретно, для Вас. Разнообразие прицельных марок, применяемых  в оптических прицелах, чрезвычайно велико. Практически каждая фирма, производящая прицелы, имеет линейку, как традиционных прицельных сеток, так и собственных оригинальных, причем, названия, как правило, тоже оригинальные. Здесь, с одной стороны, стремление «отличиться», а проще говоря – завоевать рынок продукцией непохожей на других, а с другой стороны, творческий поиск наиболее удобной и универсальной, в разумных пределах, системы прицеливания. Надо отметить, что совсем плохих прицельных сеток сейчас, пожалуй, не встретишь. Такие прицельные сетки, как «пенек» или «трезубец» уже отошли в историю. Современные прицельные сетки скорее можно разделить на удобные большему количеству стрелков и меньшему, потому что есть любители и «дуплексов» и «шевронов», хотя большинство охотников предпочтет при выборе другие, более современные варианты. С технической точки зрения прицельные сетки современных прицелов целесообразно разделить на две категории; для дальней стрельбы и для ближней (быстрой) стрельбы.
  • Полезность подсветки прицельной сетки – вопрос спорный. Многие начинающие пользователи оптических прицелов при покупке считают этот фактор определяющим, но это не совсем так. Подсветка сетки хороша, когда она сделана качественно, имеет четкие грани, плавную, а не дискретную, регулировку яркости, удобно включается. Подсветка сетки, как правило, применяется в двух случаях, когда мишень находится на темном фоне и очертания обычной сетки трудно различимы и в качестве коллиматорной марки в «загонных» прицелах при кратности увеличения близкой к единице. Во всех остальных случаях вступает в действие простой закон оптики: если между глазом и объектом расположить светящийся предмет (лампу или свечу) то сам объект становится невидимым, так как глаз, в каждом конкретном случае,  может фокусироваться только на один объект. В данном случае это будет более яркий предмет. Поэтому толку от светящейся яркой грубой сетки, особенно в сумерках, не будет никакого. Двухцветные сетки, которыми чаще всего снабжают дешевые прицелы, для привлечения покупателя, также не имеют особого смысла. Хотя под их существование подведена теория, принято считать, что зеленый диапазон подсветки удобен зимой на снегу, а красный летом на фоне зеленых деревьев. Определенная логика в этом есть, но на практике не подтверждается.
  • Параллакс – явление свойственное оптическим системам, особенно переменной кратности. Оно состоит в том, что при изменении кратности и сохранении фокусировки, происходит смещение прицельной сетки относительно оптической оси. Для устранения это вредного явления применяются механизмы компенсации, состоящие в дополнительной фокусировке объектива. Эта фокусировка, как правило, выполнятся в виде дополнительного кольца на объективе или в виде бокового маховика на боковой стороне оптической трубы. Боковая регулировка значительно удобнее, так как маховик кремальеры, с фокусирующей линзой находится в доступном для левой руки месте, а в случае регулируемого кольца нужно тянуться рукой к началу объектива, на ощупь, и пытаться произвести необходимые регулировки. Но для стрельбы в тире (на фиксированные дистанции) это обстоятельство не имеет значения.
  • Показателем качества изображения при слабой освещенности является сумеречное число.  Оно равно корню квадратному из произведения увеличения на диаметр объектива. Это, принятая в оптике, количественная мера для сравнения возможностей оптических систем в условиях слабой освещенности. Но на деле сумеречные свойства прицелов также зависят от коэффициентов пропускания и рассеяния, контрастности и разрешающей способности оптических элементов. Производители дорогих качественных прицелов в своей деятельности учитывают такой параметр, как спектральная составляющая пропускаемого света. Для того, чтобы повысить разрешающую способность оптики в сумерках, разработаны и применяются специальные сорта стекла и покрытия линз позволяющие смещать спектральный баланс  пропускаемого света в сторону фиолетовой области. Это позволяет улучшать качество изображения в сумеречной обстановке. Эти разработки рассчитаны отнюдь не для охоты на вампиров. Большинство самых интересных зверовых охот совершаются рано утром или поздно вечером.
  • Размер выходного зрачка – это диаметр линзы объектива, деленный на кратность объектива, а физически – это диаметр изображения, которое попадает из окуляра на хрусталик глаза.  Диаметр зрачка человеческого глаза переменный и меняется, в зависимости от освещенности, примерно, от 2 до 8 мм. Для качественного восприятия информации и комфортного прицеливания диаметр зрачка прицела должен быть больше диаметра зрачка глаза.  Таким образом, чем больше выходной зрачок прицела, тем лучше. Для длительного наблюдения, особенно в плохих условиях освещенности, оптимальными считаются значения от 5 до 7 мм. Такие значения выходной зрачок приобретает в сочетаниях 7х50 (7,1 мм) и 8х40 (5,0 мм). У прицелов с большим диаметром линзы объектива также большая светосила, то есть они пропускают больше света, обеспечивая более яркое и детальное изображение, и имеют более широкий угол зрения.
  • Встроенный дальномер – вещь полезная для универсальных прицелов, но он удорожает и утяжеляет изделие. Эта функция до сих пор считается эксклюзивной и встречается далеко не у каждого производителя. Для прицелов, использующихся для охоты с вышек и в загоне он не нужен. На охотах в степи и в горах может оказаться удобным подспорьем. Но не следует забывать, что он утяжеляет и без того не легкий карабин с прицелом, а именно эти охоты сопряжены с высокими физическими нагрузками.
  • Наличие внешних дополнительных планок типа Пикатини для установки дополнительного оборудования: фонарей ЛЦУ вещь скорее бесполезная, но есть любители дополнительных обвесов и с этим ничего не поделаешь. Up great успешно проникает во все области жизни, принося пользователям удовлетворение от творческой деятельности.
  • Собственные базы для крепления прицелов выпускают лишь очень солидные производители. Делается это для того, чтобы устранить недостатки крепления, свойственные универсальным кронштейнам. Эти базы позволяют закрепить прицел на оружии максимально низко, надежно и, самое главное, равномерно распределить ударные нагрузки на корпус, тем самым повышая ударопрочность и ресурс изделия. Поэтому наличие собственной специальной базы на прицеле следует рассматривать как явление положительное, но специально за ним гоняться, пожалуй, не стоит. Существует множество известных универсальных систем крепления прицела на оружие «способных удовлетворить самого взыскательного пользователя». Это -  MAK, EAW, Recknagel, Leupold, Weaver и многие другие. О кронштейнах  к прицелам речь пойдет в следующей статье.
  • Габариты напрямую связаны с массой, с ценой отнюдь не всегда. Даже у одного производителя малогабаритный загонный прицел может быть настолько «накручен», что легко может стоить в два раза дороже, чем прицел постоянной кратности с большим увеличением и объективом.

Примечание: Вопросы  влагозащиты, морозостойкости и газонаполнении  мы опускаем, так как сейчас уже трудно «попасть» на негерметичный прицел. Хотя эти параметры тоже подчиняются измерению и сравнению. В разных моделях разных производителей применяются разные «сухие» газы, под разным давлением; водонепроницаемость нормируется в метрах погружения в воду и времени безопасной выдержки; диапазон рабочих температур нормируется верхним и нижним допустимыми пределами. Если вы не экстремал, то Вам нет смысла забивать голову лишней информацией, здесь и так есть над чем поразмыслить.

Объем информации, изложенный выше, выглядит несколько перегруженным, но мы вынуждены были его привести, потому, что это тот самый минимум, без которого трудно сориентироваться при выборе конкретной модели. Для того, чтобы наконец приступить к выбору прицела следует перейти к следующей статье>>>

www.grand-oxota.ru

Глава 22. Выбор оптического прицела.

Выбор кратности, поля зрения и светосилы оптического прицела.

 

Выбирая оптический прицел охотник, выбирает, прежде всего, его характеристики, а точнее сказать компромисс между ними. Уже известно, что кратность оптического прицела находится в тесной взаимосвязи с полем зрения оптического прицела. Как подобрать необходимую кратность (увеличение) оптического прицела так, чтобы сохранить его поле зрения, так необходимое на охоте. Обратимся к (Рис. 17), на котором даны три изображения разных увеличений оптических прицелов на дистанции 150м.

На рисунке видно, что при четырехкратном  увеличении оптического прицела охотнику, будет, очень сложно прицелится и попасть в убойную зону. Восьмикратное увеличение дает лучшую «картинку». При двенадцатикратном увеличении цель охоты прекрасно различима, но очень мало поле зрения. Как правильно подобрать нужное в данном случае увеличение? Для этого и других случаев будет дана таблица, с ее помощью подбор необходимой кратности оптического прицела будет очень быстро решен. Зная диаметр убойной зоны, в данном случае он будет равен 10см и дистанцию предполагаемого выстрела – 150м, найдем, используя, (Табл. 4) необходимое увеличение оптического прицела для данного примера. Оно будет находиться в приделах от 9х до 10х.

Выбор в таком случае прицела переменной или постоянной кратности сугубо индивидуален и зависит от многих причин. Таким же способом охотник может подобрать кратность необходимого для него оптического прицела, для конкретных условий охоты. Следует заметить, что в таблице даны наиболее часто используемые варианты кратностей оптических прицелов, которые будут наиболее удобны, сейчас их существует очень большое количество.

Очень часто охотнику приходится охотиться в пасмурную погоду или даже в сумерках, на какие характеристики в этом случае надо обратить внимание. В условиях пониженной освещенности на первое место становится поле зрения оптического прицела и его светосила. Но охотнику не хочется терять и увеличение, так нужное при охоте, как же увязать кратность прицела, поле зрения и его светосилу? Для  примера рассмотрим оптические прицелы, которые сегодня на рынке пользуются популярностью. Обратимся к (Табл.5), в ней приведены семь разных типовых вариантов прицелов, с разными техническими и геометрическими характеристиками. Прицелы, приведенные в таблице, являются одними из наиболее используемых охотниками. Их увеличение находится в приделах от 1,5х до 20х. Поле зрения оптических прицелов дано в градусах и метрах на дистанции 100 метров. В конце таблицы приведены значения диаметра выходного зрачка, по которому и судят о пригодности оптического прицела к условиям охоты с пониженной освещенностью.

Из приведенных оптических прицелов к нашим условиям охоты наиболее подходит N5 – это прицел переменной кратности. Он имеет  самое большое значение диаметра выходного зрачка, на минимальной кратности, но не самое большое поле зрения. По этому показателю он уступает N1 – представителю  прицелов для загонных охот. По величине поля зрения безусловный лидер N1, кроме того он занимает одно из первых  мест по диаметру выходного зрачка. Самые небольшие значения диаметра выходного зрачка и поля зрения имеет прицел N7, это неизбежная плата за большое увеличение. Выделенные значения диаметра выходного зрачка не предполагают использование данных прицелов в сумерках – это прицелы N3 и N7. Прицелы под номерами 4-6 при установлении минимальной кратности также могут применяться. Приведенные в таблице оптические прицелы еще раз показывают, насколько важны все их характеристики, давая понять, что выбор прицела достаточно серьёзное занятие и ему нужно уделить достаточное внимание.

Общее правило выбора оптического прицела состоит в соотношении его кратности, к полю зрения, и светосиле.

savegun.com

К вопросу о светлости афокальной оптики | Прицелы | Библиотека

 

Евгений (yevogre)

 

Вопрос светлости или способности видеть через оптические приборы то, что неразличимо глазом, последнее время ставится очень остро.

Действительно – какой прибор выбрать? По каким критериям? Как будет видно ясным днём и в сумерках? Вопросы не праздные, тем более, что производители оптики всё чаще публикуют различные данные и показатели, которые, вроде, должны участвовать в сравнительных тестах (при чтении дата-шитов), а с другой стороны при внимательном взгляде не несут никакой смысловой нагрузки.

Не будем загружать читателя действующими терминами – рассмотрим их в конце данного труда. Просто давайте пройдём весь путь от предмета до глаза (его сетчатки, при помощи которой и формируется изображение) вместе с лучами света, несущими информацию от предмета к глазу.

Единственное, что необходимо кратко пояснить, это термин «афокальный». Это означает, что прибор не строит окончательное изображение сам по себе, а просто передаёт пучок света от предмета, соответствующим образом его преобразуя, к чувствительному элементу (в нашем случае – к глазу наблюдателя), который сам по себе приспособлен для восприятия светового пучка такой-же формы.

Итак, начнём. А начнём мы с элементарного – что-же такое предметы вокруг нас с точки зрения света и оптических приборов. В академических книгах по оптике они именуются пространством предметов

Оптические системы в основном предназначены для формирования изображения (изображающие оптические системы). Для таких систем вводится понятие предмета и изображения. Для оптических систем, не строящих изображение, понятие предмета и изображения вводится условно.

В геометрической оптике предмет - это совокупность точек, из которых выходят лучи, попадающие в оптическую систему.

Из каждой точки предмета выходит гомоцентрический пучок лучей. Вся возможная совокупность точек (от -∞ до+∞ ) образует пространство предметов. Пространство предметов может быть действительным или мнимым.

 

СОВОКУПНОСТЬ ТОЧЕК – вот отправная точка нашего дальнейшего путешествия.

Это означает, что для понимания формирования изображения достаточно оперировать точками предмета, а не всем предметом целиком. В астрономии оперируют звездой – идеальный точечный источник света – и совокупностью звёзд для формирования изображения оптического прибора по всему полю зрения.

В «наземной» оптике мы будем оперировать не ТОЧКОЙ предмета, а некой совокупностью точек – излучающей площадкой – изображение которой в момент рассматривания предмета покрывает минимальный чувствительный элемент нашей сетчатки – назовём его пиксель.

Пиксель, его размер, и будет конечной точкой нашего путешествия совместно со световым пучком. Впрочем, линейный размер (в долях миллиметра) нас интересует мало, более интересен угловой размер пикселя, который и определяет размер минимально различимой площадки на определённой дистанции.

Угловым размером, или угловым разрешением глаза, принято считать одну угловую минуту = 1/60 градуса. Это соответствует, например, линейному размеру в 3 см на дистанции в 100 м.

Но непосредственно к площадкам мы перейдём несколько позже, когда начнём рассматривать уже изображение. Для начала пойдём от точки предмета.

Итак, на рисунке видно (слева), что каждая из выбраных точек мишени излучает в сторону наблюдателя гомоцентрический пучок лучей. Расстояние до наблюдателя солидное, поэтому на рисунке разделительные линии.

Гомоцентрический пучок лучей (от гомо... и лат. centrum - средоточие, центр), пучок световых лучей, в котором или сами лучи или их продолжения пересекаются в одной точке.

 

Справа мы видим, как эти пучки входят в переднюю линзу наблюдательного прибора. Так как дистанция от мишени до наблюдателя относительно большая (сотни метров), а диаметр объектива относительно мал (десятки миллиметров), то угол при вершине пучка будет очень маленьким. В оптике принято оперировать понятием параллельный пучок лучей, близким к которому и будет пучок, входящий в оптику.

Это допущение тем ближе к истине, чем больше дистанция до предмета – мишени.

И тем более параллельным будет пучок лучей, который входит в зрачок глаза наблюдателя при рассматривании мишени без оптики – в этом случае диаметр «передней линзы» будет всего несколько миллиметров.

Что-ж, до передней линзы прибора мы добрались. Посмотрим, что-же дальше.

Цвет пучков сохранили, но оставили только 2 из них: центральный (красный) и один наклонный (голубой). Как видно на рисунке, оптическая система (в данном случае прицела) преобразует пучок лучей, сжимая и перенаправляя его. При этом наша условная мишень имеет такой размер, что наклонный пучок от её края проходит через край окуляра прицела или, другими словами, мишень полностью покрывает поле зрения нашего прибора. Это, конечно, условно, но позволит нам перейти к дальнейшему анализу пути наших пучков и их преобразованию.

Итак, каждая точка мишени при помощи оптического прибора преобразуется в точку изображения на сетчатке глаза (самая правая часть рисунка). Соответственно, совокупность всех точек мишени построит на сетчатке глаза избражение полного поля зрения прибора.

Теперь можно перейти к первому параметру оптического прибора, которым является геометрическое увеличение в данном случае оптического прицела. Геометрическое потому, что чуть позже мы рассмотрим энергетическое увеличение, непосредственно влияющее на светлость прибора.

Итак, мы имеем пучок лучей, который входит в прибор под определённым углом А, преобразуется оптической системой и направляется в глаз наблюдателя под углом В.

Увеличением оптического прицела называется отношение угла, под которым прибор показывает, к углу, под которым прибор видит.

В нашем случае это будет отношение В/А. Это и есть исходный параметр оптического прибора, называемый увеличением. В литературе встречаются другие определения увеличения (соотношение фокусных расстояний, соотношение линейных размеров предмета и изображения), но все они являются производными от вышеописаного.

Общие принципы работы прицела мы рассмотрели, ход лучей увидели, так что в дальнейшем на схемах и рисунках будем показывать прицел в виде некоего «чёрного ящика», в который пучок света входит и из которого он выходит и направляется в глаз.

Это необходимо чтобы сделать наши схемы более компактными и понятными.

Итак, на рисунке схематически изображён весь путь лучей от точек мишени к глазу. Прицел изображён в виде «чёрного ящика», имеющего входной зрачок диаметром В и выходной зрачок диаметром А. Указаны пути двух пучков лучей – центрального и от края поля зрения. На выходе пучки пересекаются только в определённой позиции на определённом расстоянии от последней линзы прицела, которое именуется английским термином Eye Relief (АйРелиф).

Переходим к энергии света.

Если продолжить выходной центральный пучок лучей до точки их излучения, то его края пересекут конус гомоцентрического пучка на определённом расстоянии от мишени – расстоянии А. В этом положении диаметр гомоцентрического пучка будет равен диаметру выходного пучка прицела и равен диаметру зрачка глаза. Т.е. в этом положении глаз получит такое-же количество света, какое получает передняя линза прицела и тот-же глаз за прицелом. Это говорит о том, что оптический прибор – прицел – как-бы приближает вас к объекту (мишени) в количество раз, равное отношению диаметров входного и выходного пучков, что тоже характеризуется параметром увеличение. Т.е. увеличение оптического прибора может быть определено как отношение диаметра входного зрачка к диаметру выходного. Соответственно, зная увеличение оптического прибора и диаметр его входного зрачка можно определить диаметр выходного зрачка. Или наоборот, зная диаметр зрачка глаза и увеличение прицела, можно определить эффективный (используемый) диаметр входного зрачка прицела. При оперировании зрачками разговор идёт об энергетическом увеличении, которое управляет количеством света, получаемого глазом.

Последний рисунок может показаться несколько сумбурным, с одинаковыми буквами обозначений, но это сделано специально. Ранее мы говорили, что увеличение определяется соотношением В/А. Если взять любую пару В и А (углы входа-выхода, диаметры входного и выходного зрачка или дистанцию до цели), то это соотношение даст один и тот-же результат, а именно увеличение оптического прицела.

При переходе к следующему шагу надобно ввести ещё один параметр, который является наиболее важным в дальнейших наших исследованиях. Собственно, это даже не параметр, а характеристика параметра увеличение. Эта характеристика – равнозрачковость. Соответственно в дальнейшем мы будем пользоваться только равнозрачковым увеличением. Это обусловлено тем, что собраный прицелом свет должен без потерь попасть в глаз наблюдателя. Если диаметр выходного зрачка будет больше диаметра зрачка глаза, то часть света в глаз не попадёт просто пройдя мимо. Если выходной зрачок будет меньше зрачка глаза, то глаз получит меньше света, чем при разглядывании без прицела, что сделает рассчёты и сравнения менее информативными.

При пользовании прицелом с переменным увеличением всегда можно подобрать такое увеличение, которое будет равнозрачковым в данных условиях освещённости.

Для того, чтобы наши выводы были более информативными и почти приближались к реальности, надобно рассмотреть не точку предмета, а некую излучающую площадку, изображение которой покрывает один чувствительный элемент сетчатки глаза – пиксель.

Ранее уже указывалось, что глаз имеет некое угловое разрешение. Это обусловлено тем, что точки предмета в пределах одного пикселя сетчатки будут восприниматься глазом наблюдателя как одно целое. Соответственно, площадь предмета в пределах этого угла будет информативна только для одного пикселя сетчатки. Ранее писал – угол этот есть одна угловая минута или 1/60 градуса.

Но как мы уже определили ранее, угол, под которым пучки лучей входят в глаз, преобразован оптическим прибором – увеличен – в количество раз, соответствующее увеличению прибора. Для наглядности возьмём фиксированое и ровное увеличение прицела – 10Х (10 крат). Минимальный угол ЗА прицелом = 1/60 градуса, стало быть минимальный угол ПЕРЕД прицелом будет 1/60 : 10Х = 1/600 или 6 угловых секунд.

Как видно из рассчёта, чем больше увеличение прицела, тем меньше выдимый прицелом (и наблюдателем) угол минимального элемента-площадки.

Для определения светлости – эффективности оптического прибора проведём небольшой рассчёт с конкретными цифрами. Это будет более наглядно.

Сразу оговорюсь – количество света, попадающее на один пиксель сетчатки, будет неизменным вне зависимости от кратности и светлости прицела. Оно регулируется только диаметром зрачка глаза и зависит от условий освещённости рассматриваемой цели.

Итак, условия нашего эксперимента (чисто теоретического):

Цель – различимый на фоне глазом квадрат 3 см Х 3 см и второй 3 мм Х 3 мм

Расстояние до цели 100 метров.

При наблюдении без прибора первый квадрат будет различим, т.к. излучаемый им свет покроет пиксель сетчатки. Условимся, что он ЕЛЕ различим – т.е. света хватает для того, чтобы пиксель на него отреагировал.

Соответственно т.к. второй квадрат имеет излучающую площадь в 100 раз меньше, энергии света от него не хватит для реакции пикселя глаза – он будет невидим.

Но если сократить расстояние в 10 раз – подойти на 10 метров – второй квадратик можно разглядеть, т.к. света от него уже хватит для реакции. Это обусловлено увеличением т.н. телесного угла – то-же самое, как на нашем последнем рисунке при сокращении дистанции до А.

Если теперь с расстояния 100 метров разглядывать цель через прицел, то мы разглядим оба квадратика. Самое главное – увидим маленький с расстояния в 10 раз большего, чем это мог сделать глаз без прибора.

Что-же получается? Пиксель глаза получает то-же количество света, которое он получал без прицела, ничего для глаза не меняется. В чём суть прицела?

А суть в том, что достаточный для реагирования свет при пользовании прицелом получен с площадки, площадь которой в 100(!!!) раз меньше различимой глазом без прибора!

Естесственно, всё достаточно упрощённо – не учтены потери света в самом приборе, интегральное количество света, которое прибор способен пропустить (это определяется величиной поля зрения прибора), но первоначальную оценку эффективности при выборе можно произвести. Делается это по упрощённой формуле выдающегося российского фотометриста А.А.Гершуна

Е = Г2

Эффективность оптического наблюдательного прибора определяется как квадрат его равнозрачкового увеличения.

Для оценки конкретного прибора необходимо пройти обратным путём – от зрачка глаза.

Ниже приведена диаграмма, которая поможет приблизительно определить размер зрачка глаза в разных условиях освещённости предметов и в зависимости от возраста наблюдателя.

Если проще – график 1 соответствует дневному зрению, а график 2 – сумеречному.

Для примера определим и сравним эффективность двух популярных оптических прицелов без привязки к конкретному производителю.

Итак, прицел 1, переменной кратности, 2.5 – 10 Х 50

Прицел 2, переменной кратности 3 – 12 Х 56

Размер зрачка глаза выберем 4 мм для дневных условий и 6 мм для сумерек.

Начнём:

Прицел № 1

Максимальное увеличение при дневном зрении = 50 / 4 = 12,5 Х

Максимальное увеличение при сумеречном зрении = 50 / 6 = 8,3 Х

Максимальное технически возможное = 10 Х

Эффективность при дневном зрении ограничивается штатным увеличением 10 Х и равняется 100 единицам, эффективность при сумеречном зрении ограничивается рассчётным увеличением 8,3 Х и равняется 69 единицам.

Прицел № 2

Максимальное увеличение при дневном зрении = 56 / 4 = 14 Х

Максимальное увеличение при сумеречном зрении = 56 / 6 = 9,3 Х

Максимальное технически возможное = 12 Х

Эффективность при дневном зрении ограничивается штатным увеличением 12 Х и равняется 144 единицам, эффективность при сумеречном зрении ограничивается рассчётным увеличением 9,3 Х и равняется 87 единицам.

С точки зрения светлости предпочтительнее прицел 2.

Немного о существующих параметрах, которые указываются в паспортных данных на прицелы. Их всего 2, один из них уже забыт, но раньше указывался (просто по ошибке). Это параметр Brightness, который определялся, как квадрат диаметра выходного зрачка. Ошибочность в том, что это никак не связано со зрачком глаза наблюдателя.

Основной указываемый параметр – Twilight Factor (сумеречное число). Он определяется как квадратный корень из произведения диаметра входного зрачка на увеличение прибора:

TF = √ D * Г

Для сравнивания вышеприведёных прицелов он, можно сказать, пригоден, ибо в итоге прицел 2 также выиграет. Но вот если взять для сравнения прицел с несколько другим диапазоном увеличений, получится несколько странный результат.

Попробуем включить в наше сравнение прицел с диапазоном увеличений 5 – 25 и с объективом 56 мм.

Сравним для начала по сумеречному числу с нашим победителем – прицелом 2:

Максимальное сумеречное число прицела 3 – 12 Х 56 составляет 25.92

Максимальное сумеречное число прицела 5 – 25 Х 56 составляет 37,4

Выигрыш 5 – 25 очевиден! Но если мы посчитаем по методике, которую составили выше, то эффективность прицелов 3 – 12 и 5 – 25 будет абсолютно одинаковой и равной 87 единицам в сумерках, т.к. эффективное увеличение (без потерь света) у них одинаково и равно 9.3 Х

Всё вышеописаное вовсе не повод уменьшить преимущества прицела 5 – 25, а только показывает, что сумеречное число есть параметр весьма ограниченый и не являющийся универсальным. Да и смысловой нагрузки этот параметр, в общем-то, не несёт. Просто перемноженые цифры.....

Евгений (yevogre)

Статья выложена с любезного разрешения автора

Часть вторая: Другие факторы световосприимчивости оптических наблюдательных приборов

 

piterhunt.ru

Характеристики оптических прицелов

1. Увеличение. Поле зрения. Выбор кратности.

Оптический прицел — оптический прибор, предназначенный для точной наводки оружия на цель. Прицел можно использовать для наблюдения за местностью, а также для определения расстояний до предметов, если прицел имеет дальномерную функцию.

Главное преимущество оптического прицела перед обычным открытым прицелом — отсутствие необходимости постоянно перефокусировать глаз, чтобы совместить на одной линии цель, мушку и прорезь целика при прицеливании. Оптический прицел позволяет видеть прицельную сетку и цель одновременно и одинаково четко. Это свойство улучшает не только точность прицеливания, но и скорострельность.

В отличие от прочих оптических приборов, к прицелу предъявляется ряд дополнительных специфических требований, обусловленных совместным использованием с огнестрельным оружием. Помимо хороших оптических характеристик, качество прицела определяется также механической прочностью, виброустойчивостью, размером, весом, герметичностью.

С точки зрения увеличения оптические прицелы можно разделить на две основные группы: прицелы с постоянной кратностью и с переменной (панкратические).

  • Прицелы с постоянной кратностью отличаются большой светосилой и дают более четкое изображение. В их конструкции мало подвижных элементов, а оптическая система состоит из меньшего количества линз. Эти особенности повышают надежность и светосилу прицела. Прицелы с постоянной кратностью предпочтительнее, если точно известно в каких условиях и на каких дистанциях стрельбы они будут использоваться.
  • Прицелы с переменной кратностью (панкратические) дают более темное изображение за счет поглощения света большим количеством линз. Поэтому для их производства требуются более качественные линзы с высоким коэффициентом светопропускания. Их конструкция более сложная, что снижает надежность. Однако с практической точки зрения панкратические прицелы значительно удобнее за счет универсальности. Изменение кратности увеличения позволяет выбрать оптимальный видимый размер цели и необходимое поле зрения.

Поле зрения — важный параметр для практикующего снайпера. Чем больше поле зрения, тем проще осуществлять захват и сопровождение цели. Однако угол, определяющий поле зрения, обратно пропорционален кратности: чем больше кратность, тем меньше поле зрения. Например, прицел ПСО-1М2-1 с кратностью х4 обеспечивает угол обзора в 6°, что на расстоянии 1000м дает поле зрения размером около 100м. А прицел ПСО-3 с кратностью х8 дает обзор только 3°. Соответственно, размер поля зрения при таком увеличении уменьшится в 2 раза и составит около 50м на дистанции 1000м.

Вопреки типичному заблуждению, поле зрения не зависит от диаметра объектива. Большой объектив повышает светосилу, но не расширяет поле зрения.

Для панкратических прицелов, т.е. для прицелов с переменной кратностью, плоскость размещения прицельной сетки является важнейшим параметром по следующей причине.

Сетка в первой фокальной плоскости (FFP) изменяет видимый размер вместе с кратностью увеличения, т.е. масштабируется синхронно с целью. Таким образом, сетка с дальномерной шкалой в первой фокальной плоскости позволяет измерять дистанцию при любой кратности.

Сетка во второй фокальной плоскости (SFP) сохраняет свой вид неизменным, независимо от выбранной кратности. В этом случае дальномерная шкала сетки может использоваться только при том значении кратности, под который она рассчитана.

Выбор кратности прицела зависит от того, на каком оружии, для каких целей и в каких условиях предполагается его использовать. Для стрельбы на небольших дистанциях до 60м лучше использовать прицелы с небольшой кратностью — не более 6х. Такие прицелы имеют небольшой вес и размер. А за счет большого поля зрения они дают возможность вести точную и быструю стрельбу без тщательного прицеливания и даже с двумя открытыми глазами.

Прицелы с кратностью больше 6х предназначены для стрельбы на дальние дистанции с тщательным выцеливанием. Такие прицелы должны иметь качественную оптику, что определяется такими параметрами, как большая светосила, высокое светопропускание оптической системы, высокое сумеречное число, высокая контрастность изображения и точность системы ввода баллистических поправок.

Прицелы большой кратности выдвигают особые требования к точности оружия, на которое они устанавливаются. Точность прицеливания не имеет смысла, если само оружие не обеспечивает достаточную кучность. Также важна точность и жесткость установки прицела. Даже незначительное нарушение соосности ствола и прицела может внести заметную погрешность при стрельбе на дальних дистанциях.  

 

Прицел фиксированной кратности 4x ELCAN Specter OS производства Armament Technology, Канада

 

 

Прицел переменной кратности ПОСП 2-6х24 с креплением на верхнюю планку Weaver

2. Прицельная сетка. Дальномерные сетки. Прицельная сетка — еще один элемент прицела, который влияет на точность стрельбы. Нити прицельной сетки должны быть четкими и тонкими, чтобы не ухудшать обзор цели. Подсветка сетки существенно расширяет световой диапазон использования прицела и позволяет целиться в сумерках.

Сетка с дальномерной шкалой позволяет определять расстояние до цели по ее видимым размерам. Зная расстояние, стрелок задает в прицеле соответствующие баллистические поправки, которые нужны, чтобы компенсировать спад траектории пули.

По своему рисунку сетки отличаются большим разнообразием. Прицельная марка может иметь любую форму — точка, круг, крест, "шеврон" и т.д. Горизонтальные и вертикальные линии, нанесенные на сетку, помогают стрелку точнее выровнять оружие в вертикальной плоскости и избежать "сваливания", т.е. наклона вбок. Дополнительные изображения на сетке, как правило, имеют дальномерные функции. Также на сетке могут быть нанесены вспомогательные прицельные марки, которые используются для корректировки баллистики пули на различных дистанциях.  

3. Система ввода баллистических поправок может служить не только для пристрелки оружия, но и для оперативной корректировки траектории пули под определенную дистанцию. Такая система позволяет быстро и точно настроить прицельную марку в соответствии с расстоянием до цели. При этом, если прицеливание на разных дистанциях корректируется барабанчиками ввода поправок, то отпадает необходимость в нанесении на сетку дополнительных прицельных марок.  

Прицельная сетка с дальномерной шкалой на 200-1000м под ростовую фигуру высотой 1,7м

4. Параллакс. Системы отстройки параллакса.

Оптическая система прицела устроена таким образом, что изображение удаленной цели проецируется объективом в плоскость, где расположена прицельная сетка. Параллаксом в прицелах называют несовпадение плоскости изображения цели, сформированного объективом, с плоскостью прицельной сетки (см. рисунок), что ухудшает зрительное восприятие. Параллакс может проявляться в любых прицелах, независимо от фокальной плоскости расположения сетки.

Заметить параллакс нетрудно. В старых прицелах с сеткой в фокальной плоскости объектива при смещении глаза в сторону от оптической оси прицела можно было заметить, что изображение цели "плывет" относительно центра сетки и прицельная точка как бы съезжает с цели.

В современных же прицелах с сеткой в задней фокальной плоскости смещение глаза стрелка с оптической оси не дает заметного смещения сетки относительно цели. Однако параллакс в них тоже есть но проявляется он по-другому — сетку и цель невозможно наблюдать с одинаковой четкостью. Чтобы видеть одновременно изображение цели и прицельной сетки с одинаково высокой четкостью нужно вносить поправку в настройки оптической системы прицела, меняющую межфокальное расстояние. Эта поправка будет зависеть от расстояния до цели.

Для устранения параллакса в высококлассных прицелах имеется механизм фокусировки объектива, позволяющий поместить изображение от объектива точно в плоскость прицельной сетки. Обычно для этого перемещают всю систему линз объектива прицела или только внутреннюю его часть, расположенную ближе к сетке. Как правило, система регулировки межфокального расстояния имеет шкалу в единицах дистанции. Для устранения параллакса достаточно только выставить соответствующую дистанцию до цели.

Различают две системы отстройки параллакса — AO (Adjustable Objective) и SF (Side Focusing):

  • AO — кольцо отстройки параллакса расположено прямо на объективе прицела. Этот способ более распространен в виду простоты реализации. Однако при такой системе крутить кольцо отстройки параллакса на объективе не очень удобно, поскольку нужно менять положение изготовки для стрельбы.
  • SF — механизм отстройки параллакса размещен сбоку прицела. Его часто снабжают большим колесом, служащим для удобства и плавности отстройки параллакса, не меняя изготовки и положения головы и тела стрелка при прицеливании.

 

5. Механическая прочность —

важнейшая качественная характеристика прицела. Из-за жесткого крепления на оружии прицел испытывает ударное физическое воздействие, вызванное отдачей. Такое воздействие расшатывает элементы настройки и крепления оптических систем. В конечном итоге прицел может выйти из строя. Поэтому "время жизни" прицела измеряют в количестве выстрелов — один прицел способен выдержать тысячи выстрелов, а другой может "сойти с дистанции" и после сотни. И самое неприятное, что при выборе прицела никакая проверка и никакой осмотр прибора не даст достоверной информации о его устойчивости к отдаче.

Формально механическую прочность изделия принято оценивать в g, где g — ускорение свободного падения 9,8м/с². Количество g показывает, какую нагрузку способно выдержать изделие. Производители прицелов проверяют их устойчивость к ударным нагрузкам и часто включают этот показатель в паспорт изделия. Так, например, прицелы Elcan, известные своей живучестью, согласно данным паспорта способны выдерживать нагрузку в 450g. Это очень хороший показатель. Однако его величина не дает полностью достоверную информацию о долговечности изделия. Ведь конструкция, которая выдерживает разовую большую нагрузку, не обязательно сохраняет свою прочность со временем после большого количества таких нагрузок.

Чтобы обеспечить достаточную прочность, для изготовления прицелов раньше использовали сталь. Однако стальной прицел существенно увеличивает вес оружия, что нежелательно по понятным причинам. Поэтому корпус современных прицелов делается, как правило, из сплавов алюминия, обладающих высокой прочностью при малом весе.  

  6. Крепление оптического прицела —

еще одна характеристика, которая может повлиять на меткость стрельбы. Крепеж объединяет прицел и оружие в одно целое. Поэтому форма установки и качество крепления требуют тщательного рассмотрения. Часто кронштейн является частью прицела, что однозначно определяет вариант установки. В таких случаях особенно важно рассмотреть такие показатели, как высота прицела над стволом, возможность использования открытого прицела, удаленность окуляра от глаза, смещение прицела в сторону относительно оси ствола и пр.  

7. Устойчивость к природным воздействиям. Герметичность.

Устойчивость прицела к внешним природным воздействиям является необходимым качеством при стрельбе на открытом воздухе. Помимо ударопрочности прицел должен быть устойчив к воздействию влаги. Герметичность необходима, чтобы не допустить проникновение воды внутрь прицела и предотвратить запотевание линз. Часто корпус прицела наполняют азотом для дополнительной защиты от запотевания.

Не менее важно иметь возможность использовать прицел при экстремальных температурах. Хороший прицел имеет широкий диапазон рабочих температур, например, от +50° до -50°С. Однако надо понимать, что элемент питания подсветки может ограничить этот диапазон. Так, например, если для питания используется простая щелочная батарейка, то система подсветки может отказать при температуре ниже -10°С.  

8. Основные критерии выбора прицела.

Характеристики прицелов имеют еще множество нюансов. Специфика их установки и функциональности выходит далеко за рамки этой публикации. Однако основные параметры прицелов, рассмотренные выше, позволяют получить представление о качестве изделия. Таким образом, хорошим можно считать оптический прицел, имеющий следующие свойства:

  • Высокий коэффициент светопропускания, резкость и контрастность картинки
  • Широкое поле зрения
  • Удаление выходного зрачка, обеспечивающее удобное прицеливание
  • Высокая герметизация корпуса, исключающая проникновение пыли и влаги
  • Заполнение полости прицела азотом и защита внутренних поверхностей линз от запотевания
  • Широкий диапазон рабочих температур
  • Высокая устойчивость систем и механизмов прицела к ударным нагрузкам при стрельбе
  • Высокая точность и надежность установки линз, прицельной сетки и механизма ее юстировки
  • Высокая точность и прочность изготовления механических элементов и соединений
  • Относительно малый вес
  • Наличие дальномерной функции
  • Возможность оперативного ввода баллистических поправок

puscopes.ru

Левша-ДВ

Оптический прицел (история, устройство, особеннности, прицельные сетки)

Оптический прицел — оптический прибор, предназначенный для точной наводки оружия на цель. Может быть также использован для наблюдения за местностью и для аналитического расчета расстояний до предметов (если известны их размеры).

История

Годом изобретения телескопа считают 1608 год, когда голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей продемонстрировал своё изобретение в Гааге. Тем не менее в выдаче патента на телескоп ему было отказано, поскольку другие мастера, в частности Захарий Янсен из Мидделбурга и Якоб Метиус из Алкмара, уже обладали экземплярами подзорных труб, а последний вскоре после Липперсгея подал вГенеральные штаты (голландский парламент) запрос на патент. Позднейшие исследования показали, что подзорные трубы были известны ещё в 1605 году.

В 1850 году, И.Порро применил на телескопах «обращающиеся» призмы. Затем призматическую коленчатую трубу усовершенствовал Э. Аббе, и затем К.Цейс в Германии. Ружейные телескопы с 1860-х годов получили значительное применение на охотничьем нарезном оружии за границей, и очень мало на военных винтовках. Первое применение винтовки с оптическим прицелом нашли во время гражданской войны 1861—1865 гг., где командиром первых стрелков-снайперов был полковник Х.Бердан, будущий американской изобретатель. В дальнейшем первые нерегулируемые телескопы, имеющие большую длину до 80см (и более) постепенно совершенствовались за границей, к концу 19-го века в телескопах были устроены установки прицелов по расстоянию (высотный лимб), улучшена оптика и усовершенствованы узлы.

В 1880 году Август Фидлер из Штронсдорфа (Австро-Венгрия) создал современный тип оптического прицела. Некоторое значение оптические прицелы имели в англо-бурской войне 1899—1902 годов. Только во время первой мировой войны в связи с новой тактикой ведения боя, введённой иностранными военными специалистами, развитие снайпинга и распространение оптических прицелов пошло быстрыми шагами.

В 1949 году, Фредерик Калес изобрел оптический прицел с переменной кратностью увеличения. В 1972 году, компания «Калес» патентует многослойное просветление оптики (AMV Современный оптический прицел имеет устройство целиком и полностью разработанное заграницей. Увеличение (кратность) оптических прицелов составляет от 2Х до 20Х. Светосила, или ясность изображения оптических прицелов должна составлять не менее 36, при этом ещё в начале 20-го века светосила прицелов могла составлять 100 и более. Переменные кратность и светосила в оптических прицелах позволяют увеличивать светосилу путем уменьшения кратности. Первый способ изменения кратности и светосилы изобрел Ляпорт, а затем способ значительно усовершенствовали фирмы «Гер» и «Цейс». В настоящее время существует множество оптических прицелов с переменным увеличением и изменением светосилы. Поле зрения, или кругозор оптическим прицелов может быть различным в зависимости от назначения и обычно бывает от 2,5° при десятикратном увеличении, до более чем 20° при двукратном увеличении. Глазное расстояние на винтовках с большой отдачей составляет около 8 см, на винтовках с ничтожной отдачей, например калибра 5,6 мм бокового огня, может уменьшаться до 2-3 см. Прицельные приспособления оптических прицелов сначала состояли из двух тонких нитей, перекрещивающихся под прямым углом.

Такое положение телескопа оставалось далее неизменным. Современные оптические прицелы позволяют перемещать глаз вдоль оптической оси окуляра и в сторону от неё до 4 мм без параллактической ошибки в прицеливании. Современные оптические прицелы имеют для установок по горизонтали суппорт или боковой лимб. Такие приспособления были изобретены фирмами «Коллят», «Буш», «Цейс» и др. Вес и габариты оптических прицелов практически неизменны с начала 20 века. Вес оптических прицелов изменяется в пределах от 300 до 600г, длина прицелов — от 200 до 400мм.

Устройство

Объектив — система из двух (или более) линз. Чем больше диаметр объектива, тем больше он собирает света и обеспечивает большую светосилу прицела и яркую «картинку» поля зрения. Первая (наружная) линза объектива обычно имеет специальное напыление, так называемое «просветляющее напыление» или просто «просветление», обычно оно имеет оранжевый или зелено-синий цвет, который зависит от материала, который был использован для нанесения напыления. Просветляющее напыление не позволяет свету, попавшему внутрь объектива отражаться обратно наружу — поскольку это потеря части светосилы прицела и изображение в окуляре будет тусклым и темным.

Оборачивающая система — обычно линзовая, служит для превращения перевернутого изображения, создаваемого объективом в прямое.

Прицельная сетка — предназначена для точного наведения на цель оружия на котором установлен прицел. Прицельная сетка располагается в одной из фокальных плоскостей прицела (объективной или окулярной) и поэтому изображение цели и прицельная сетка как бы находятся в одной плоскости и видны глазу одинаково резко. В самом простом случае прицельная сетка выглядит как крест или полу-крест и выполнена из проволочек или получена путем травления рисунка на прочной металлической фольге, размещенной внутри втулки. Рисунок прицельной сетки может иметь различную конфигурацию и нанесен на прозрачную пластину внутри оборачивающей системы или прямо на линзу. Помимо перекрестья некоторые прицелы имеют дальномерную шкалу, позволяющую рассчитать расстояние до цели если известны её размеры. Главное преимущество оптического прицела перед обычным, механическим — не нужно постоянно перефокусировать глаз, чтобы совместить на одной линии и четко видеть цель, мушку и прорезь целика при прицеливании, что позволяет видеть прицельную сетку и цель одновременно и одинаково четко.

Окуляр — представляет собой многолинзовую конструкцию и предназначен для рассматривания увеличенного прямого изображения цели и прицельной сетки. Фокусное расстояние окуляра обычно равно 50…70 мм для винтовочных прицелов и более 300мм — для пистолетных. Это расстояние с которого нужно смотреть в прицел, чтобы видеть поле зрения прицела полностью без затемнения по краям изображения. Чтобы быстро и точно зафиксировать положение глаза в зоне полной видимости поля зрения прицела, а также избежать бликов и засветок на линзе на окуляр часто надевают резиновый наглазник. Окуляры прицелов обычно имеют диоптрийное кольцо для подстройки окуляра под зрение стрелка.

Механизм ввода вертикальных и горизонтальных поправок — служит для при пристрелки оружия и совмещения центра прицельной сетки с точкой попадания пули. Прицел может иметь одну из разновидностей механизма ввода поправок — постоянную — вращение барабанчиков происходит однократно при пристрелке оружия под конкретный боеприпас, после чего дальнейшее вращение барабанчиков для стрельбы уже не требуется или тактические барабанчики — когда поправки вводятся для каждого выстрела. Барабанчики ввода поправок нужны для корректировки точки попадания пули из-за смены условий стрельбы: перемещение сетки по вертикали позволяет настраивать прицел для стрельбы по целям на различном удалении. При перемещении прицельной сетки вниз, ствол оружия как бы приподнимается, пуля летит по более высокой траектории и наоборот. Перемещая прицельную сетку по горизонтали можно компенсировать снос пули боковым ветром, внос боковых поправок так же облегчает стрельбу с опережением по движущейся цели. На барабанах маховичков ввода поправок нанесена шкала, а их вращение происходит с фиксирующими щелчками. Это позволяет точно определить параметры регулировки и при необходимости вернуть настройки прицела в первоначальное положение «на слух», не отрывая глаз от наблюдения за целью. Вращение маховичка поправок на один щелчок приводит к сдвигу точки прицеливания и смещению прицельной сетки на определенный угол. Величина этого угла или сдвига точки прицеливания указывается в технических характеристиках прицела и часто указана прямо на самих барабанчиках ввода поправок. В отличие от прицелов с сеткой в фокальной плоскости объектива, в прицелах с прицельной сеткой в фокальной плоскости окуляра перемещение точки прицеливания происходит одновременно с перемещением оборачивающей системы и поэтому кажется что сетка стоит на месте.

Подсветка прицельной сетки. Тонкие прицельные сетки иногда могут быть плохо видны в сумерках или на фоне растительности. Чтобы избежать этого в некоторых прицелах предусмотрена подсветка прицельной сетки. Предпочтительнее прицелы, в которых есть регулировка яркости подсветки, так как при низкой освещенности слишком ярко подсвеченная сетка может даже мешать видеть цель. Некоторые модели прицелов имеют двойную подсветку сетки, чаще всего красную и зелёную, что особенно удобно в глубокие сумерки. Иногда узел подсветки совмещают с узлом ввода поправок. В старинных и армейских прицелах сетка выполнялась из нитей по принципу спирали лампы накаливания — такие элементы ещё совсем недавно можно было увидеть в кассовых аппаратах, табло на вокзалах и древних калькуляторах, где светились проволочные цифры. Проволочная сетка выглядит чёрной, когда выключено питание и оранжевой, когда питание включено. В современных прицелах установлен светодиод, который засвечивает либо изображение всей прицельной сетки целиком или только её полупрозрачную центральную часть, иногда даже просто точку в перекрестье сетки.

Корпус прицела — изготавливается из прочных легких сплавов и объединяет все узлы прицела в единую конструкцию, которая должна обеспечивать высокую стойкость систем и механизмов прицела к воздействию ударных нагрузок возникающих при стрельбе.

Особенности

1.Увеличение

Оптические прицелы можно разделить на две основные группы:

Прицелы с постоянной кратностью. Отличаются большой светосилой и потенциально дают более чёткое изображение. В их конструкции нет массивных подвижных элементов (за исключением линз и узла поправок прицельной сетки), их оптическая система состоит из меньшего количества линз, которые, как бы не были совершенны, всё же поглощают свет. Прицелы с постоянной кратностью предпочтительнее, если точно известно в каких условиях и на каких дистанциях стрельбы они будут использоваться.

Прицелы с переменной кратностью (панкратические). Прицелы с переменной кратностью потенциально темнее, поэтому для их производства требуются более качественные линзы, но такие прицелы и более универсальны, поскольку позволяют изменять поле зрения, угол которого обратно пропорционален кратности: чем больше кратность, тем меньше поле зрения.

Если у прицела с переменной кратностью сетка находится в фокальной плоскости объектива, т. н. передней плоскости, FFP, то с ростом увеличения укрупняются видимые размеры и цели и прицельной сетки. У прицела с сеткой в фокальной плоскости окуляра, т. н. задней плоскости, SFP, при изменении кратности растет только изображение цели, а видимые размеры прицельной сетки и толщина её нитей остаются неизменными.

Выбор кратности прицела зависит от того, на каком оружии для каких целей и в каких условиях предполагается его использовать: для спортивной стрельбы по мишеням в тире или для охоты, а также от её разновидности. Для стрельбы на небольших дистанциях — до 60 м лучше использовать прицелы с небольшой кратностью (1,5 : 4-6х). Эти прицелы легкие, небольших размеров, позволяют вести уверенную стрельбу быстро, иногда даже навскидку, без тщательного прицеливания, возможно с двумя открытыми глазами. Прицелы с кратностью больше 6х предназначены для стрельбы не спеша, хорошо выцеливая. Такие прицелы должны иметь качественную оптику — большую светосилу, высокое светопропускание оптической системы, высокое сумеречное число, большую контрастность изображения и точную работу механизмов поправок. И первые и вторые независимо от кратности могут иметь подсветку прицельной марки. Недостатком всех прицелов с большой кратностью увеличения является малое поле зрения, затрудняющее поиск цели на больших дистанциях и стрельбу вблизи по движущимся целям. Этого недостатка частично лишены панкратические прицелы — можно установить минимальную кратность, чтобы быстро прицеливаться с двумя открытыми глазами для стрельбы на малую дистанцию или по движущейся цели. По удобству применения это сравнимо с колиматорными прицелами, при этом сохраняются все достоинства прицелов с большой кратностью увеличения.

2.Параллакс

Оптическая система прицела устроена таким образом, что изображение удаленной цели проецируется объективом в плоскость, где расположена прицельная сетка. Параллаксом в прицелах называют несовпадение плоскости сформированного объективом изображения цели с плоскостью прицельной сетки. Это может быть как передняя фокальная плоскость (объектива, FFP), так и задняя фокальная плоскость (окуляра, SFP). Заметить параллакс нетрудно: в старинные времена, когда все прицелы имели прицельную сетку только в фокальной плоскости объектива, можно было заметить что при смещении глаза перпендикулярно оси прицела изображение цели как бы «плывет» относительно центра сетки и прицельная точка "съезжает" с цели. Для точной стрельбы необходимо, но без навыка достаточно нелегко — уметь во время прицеливания быстро найти и удерживать нужное положении глаза в точности на оптической оси прицела.

В современных прицелах, где сетка расположена в задней фокальной плоскости (окуляра) при смещении глаза стрелка с оптической оси прицела заметного смещения прицельной сетки не происходит. Но, как это ни удивительно, параллакс в них тоже есть и увидеть его так же легко, вот только проявляется он совсем по другому — размытостью прицельной сетки и невозможностью видеть одновременно и с одинаковой четкостью изображение цели и прицельной сетки, если цель находится не на бесконечно-удаленной дистанции (обычно в жизни имеет место стрельба на расстояния, несколько меньшие бесконечности). Чтобы видеть одновременно изображение цели и прицельной сетки с одинаково высокой четкостью на небесконечно удаленной (малой) дистанции нужно вносить поправку в настройки оптической системы прицела для каждой конкретной дальности стрельбы, меняя межфокальное расстояние объектива и окуляра.

Для устранения параллакса в высококлассных прицелах имеется механизм фокусировки объектива, позволяющий поместить изображение от объектива точно в плоскость прицельной сетки. Обычно для этого перемещают всю систему линз объектива прицела или только внутреннюю его часть, расположенную ближе к сетке. Различают два вида устройства отстройки параллакса — AO (Adjustable Objective) и SF (Side Focusing). Первый способ, (AO) — кольцо отстройки параллакса расположено прямо на оправе объектива прицела (отсюда и название). На кольцо нанесена шкала, обозначающая дистанцию фокусировки, чаще в ярдах или метрах (редко). Параллакс устраняется настройкой объектива на нужное деление дистанции стрельбы. Этот способ более распространен в виду его незатейливости и простоты реализации, а проще говоря — незначительного удорожания прицела с AO. Но дешевизна, как всегда, имеет и обратную сторону — невозможно крутить кольцо отстройки параллакса объектива не меняя положения изготовки для стрельбы, что не всегда удобно.

SF — механизм отстройки параллакса размещен сбоку прицела и его часто снабжают огромным штурвалом, служащим для удобства и плавности отстройки параллакса, не меняя изготовки и положения головы и тела стрелка при прицеливании.

Достоинства:

1.Изображение цели и прицельной сетки находится на одном расстоянии от глаза, что позволяет чётко их видеть и снижает утомляемость глаза.

2.Оптический прицел увеличивает размеры цели, что позволяет производить точное наведение оружия на удалённые и/или малоразмерные цели.

3.Оптический прицел собирает большее количество света, чем глаз, что позволяет чётко видеть предметы при низкой освещённости. Некоторые прицелы дополнительно оснащены устройством подсветки прицельной сетки, что позволяет видеть её чётко на фоне тёмной цели.

4.Используя прицельную сетку, можно определить угловые размеры цели, что позволяет рассчитать расстояние до неё.

5.Оптический прицел, как правило, позволяет настроить его под стрелка с дефектами зрения (близорукостью или дальнозоркостью), что позволяет стрелять без очков.

Недостатки:

1.Оптический прицел уменьшает поле зрения, что может мешать поиску цели и замедляет прицеливание. При стрельбе с оптическим прицелом особенно усложняется ведение огня по движущейся мишени.

2.При оптическом увеличении присутствует фактор дыхания и дрожания рук, что тоже усложняет прицеливание.

3.При стрельбе с использованием оптического прицела стрелок часто закрывает один глаз, сосредоточиваясь на виде цели в прицел. Это создаёт опасность для стрелка, потому что с закрытым глазом он не сумеет заметить противника, если тот появится сбоку (скажем, при выполнении противником патрульного обхода местности), вне поля зрения оптического прицела. Поэтому опытные стрелки уделяют много времени маскировке своей позиции и ведут прицеливание, держа открытыми оба глаза.

4.На малых расстояниях (менее 20-30 м) прицел создаёт размытое изображение и появляется параллакс (при движении глаза относительно прицела прицельная сетка движется относительно изображения цели), что снижает точность прицеливания. Некоторые прицелы позволяют отрегулировать их для стрельбы на малых расстояниях.

5.При стрельбе глаз должен находиться на определённом расстоянии от прицела (как правило, это расстояние находится в пределах 5-10 см), в противном случае возникают искажения, уменьшается поле зрения и возникает угроза травмирования глаза из-за отдачи оружия. Если прицел оснащён резиновым наглазником, то глаз необходимо размещать вплотную к нему.

6.Блеск линз способен демаскировать позицию снайпера.

7.Оптические прицелы легко могут быть обнаружены лазерными системами снайперского обнаружения.

8.Применение оптического прицела вынуждает снайпера держать голову на несколько сантиметров выше, что значительно повышает риск быть убитым.

9.При использовании оптических прицелов низкого качества снайпер может столкнуться с проблемой запотевания или инееобразования на линзах.

Прицельные сетки

Прицельная сетка представляет собой либо металлический трафарет (в простейшем случае — две пересекающиеся проволочки), либо стекло с нанесённым на него рисунком. Прицельная сетка размещается либо в первой (находится в середине прицела, изображение в ней перевёрнутое), либо во второй (находится в районе окуляра, изображение прямое) фокальной плоскости прицела.

Для наводки оружия на цель необходимо совместить изображение цели с изображением определённой части прицельной сетки (это может быть пенёк, перекрестье, уголок и т. д.). При пристрелке специальными маховичками перемещают сетку, совмещая её со средней точкой попадания. Существуют различные прицельные сетки, удобные в различных ситуациях:

Сетка «крест»

Позволяет с высокой точностью навести оружие на небольшую и/или удалённую неподвижную цель. Зная угловое расстояние от перекрестья до утолщения нитей, можно оценить угловые размеры цели.

Сетка «пенек»

Позволяет быстро наводить оружие на цель. Зная промежуток между боковыми линиями, можно оценить угловые размеры цели.

Сетка «ПСО-1»

Прицельная сетка ПСО-1. 1 — шкала боковых поправок; 2 — основной угольник для стрельбы до 1000 м; 3 — дополнительные угольники; 4 — дальномерная шкала

Впервые была применена на советском оптическом прицеле ПСО-1, сейчас применяется на многих прицелах, в основном производства СНГ.

Сетка позволяет с высокой точностью навести оружие на небольшую и/или удалённую неподвижную цель и точно определить её угловые размеры. Имеет дополнительную дальнометрическую шкалу, которая позволяет быстро определить расстояние до стоящего в полный рост человека 1,7 м (есть версии, рассчитанные на иную высоту цели — 1,8 м). Дополнительные прицельные уголки позволяют стрелять на различные расстояния, не перенастраивая прицел.

Одно деление шкалы равно приблизительно 1/1000 радиана или просто одной «тысячной». Расстояние до предмета в единицах длины равняется его размеру в единицах длины, умноженному на 1000 и делённому на его угловой размер в тысячных. Например, если предмет имеет ширину 0,7 м и угловую ширину 4 тысячных, то расстояние до него 0,7⋅1000/4 = 175 м.

Сетка «Mil-Dot»

Такая сетка также позволяет с высокой точностью навести оружие на небольшую и/или удалённую неподвижную цель и точно определить расстояние до цели. Угловое расстояние между точками на сетке — 1 мил. Угловые размеры самих точек, как правило, 0,25 мила, а угловое расстояние между краями соседних точек — 0,75 мила.

Назад к списку статей

levsha-dv.ru