Оптические прицелы

Первые прицелы для оружия стали появляться очень давно. Изначально огнестрельное оружие снабжали мушкой. Впоследствии появился целик. В начале 17 столетия мушки и целики (так называемый открытый механический прицел) были уже практически на всех экземплярах огнестрельного оружия. Простейший открытый прицел состоит из поперечной планки (щитка, целика) укрепленной на казенной части ствола. На середине верхнего среза щитка имеется прорезь, через которую смотрят на мушку и наводят последнюю на цель. Линия прицеливания образуется при соединении трех точек: выемки на целике, вершины мушки и самой цели. В некоторых случаях целик может заменяться диском с отверстием – диоптром, и тогда такой прицел будет называться диоптрийным прицелом.

В процессе наведения оружия на цель стрелок видит одновременно три точки, расположенные на разном расстоянии от глаз: цель, мушку и целик. В связи с особенностями человеческого глаза, он может сфокусироваться только на одну из этих точек, а другие в это время будут видны не достаточно резко. Обычно стрелок концентрируется на том, чтобы резко и отчетливо видеть визир оружия (вид на мушку через прорезь целика), при этом находящаяся в отдалении цель становится несколько расплывчатой. Перенос взгляда и фокусировка глаза на другой объект требует некоторое количество времени.

Способность глаза отчетливо видеть удаленные предметы и предметы, расположенные близко, заключается в особом свойстве хрусталика, называемом аккомодацией. Это свойство, тем не менее, не позволяет видеть одновременно резко предметы, расположенные на разных расстояниях, в процессе визирования глаз наводчика оружия вынужден быстро и последовательно приспосабливаться к тому, чтобы видеть сначала один объект, затем другой и третий. У стрелков с хорошо натренированным и, в целом, здоровым зрением процесс аккомодации проходит быстро и без значительных усилий мышц хрусталика, в то время как для других визирование по трем точкам - достаточно сложное действие, вызывающее утомление зрения. При стрельбе по движущимся целям время на проведение наводки крайне ограничено, поэтому количество ошибок прицеливания возрастает.

Меткая стрельба с использованием механических прицелов – почти искусство. Опытные стрелки для обеспечения точного прицеливания выполняют подгонку приклада, тренируют зрение, регулярно и многократно отрабатывают процедуру прицеливания. В любом случае, новичок при стрельбе из винтовки должен научился вначале целиться и стрелять с помощью простейшего прицела. И только при достижении определенных успехов, чтобы еще более повысить результативность стрельбы, и извлечь максимум возможного из своего оружия, можно браться за более серьезную технику прицеливания.

 С появлением первых ружей и по сегодняшний день, множество людей продолжают целиться с помощью самых тривиальных приспособлений - мушки и целика. Продолжать пользоваться примитивным механическим прицелом или поставить на свой ствол оптику- право выбора за непосредственно владельцем оружия. Чтоб выбор системы прицеливания был осознанным, необходимо знать преимущества оптических прицелов и параметры, по которым необходимо выбирать оптический прицел.

Оптический прицел позволяет получить изображение объекта и прицельной сетки в одной плоскости с одной четкостью. Таким образом, в оптических прицелах стрелок видит одновременно прицельное приспособление (сетку или так называемую марку) и изображение предмета (цели), находящиеся в одной плоскости и на одном видимом удалении. Это достигается за счет оптического переноса изображения сетки в бесконечность. Таким образом, при использовании оптического прицела, глазу необходимо аккомодировать на одно расстояние. Это очень облегчает процесс наводки оружия и повышает точность стрельбы в сравнении с механическим прицелом.

Немного истории возникновения оптических прицелов.

В 1604г. Ф. Липперстей и З. Янсен сконструировали телескоп, а в 1608г, попытались его запатентовать (патента на изобретение им не дали, поскольку патентное бюро дало ответ, что такое устройство уже известно).

В это время в начале XVII века уже проводились попытки приспособить изобретенный телескоп к огнестрельному оружию.

Первое реальное применение телескопа на оружии осуществили американцы в начале 1800-х годов. В частности эти древние медные телескопы устанавливались на знаменитые дульнозарядные «кентуккские» винтовки образца 1812г, на дымном порохе, при этом результаты стрельбы (все 5 пуль с расстояния 165м укладывались в четырехугольник со стороной 28мм!) превосходили «великолепнейшую» русскую винтовку современности с лучшим в мире оптическим прицелом ПСО-1 - СВД.

В 1850г И. Порро применил на телескопах «обращающиеся» призмы. Затем призматическую коленчатую трубу усовершенствовал иностранец Э. Аббе, и затем Цейс в Германии.

В 1949г Фредерик Калес изобрел оптический прицел с переменной кратностью увеличения. В 1972г, иностранная компания «Калес» патентует многослойное просветление оптики.

Такая принципиальная схема оптического прицела используется и по сей день. На рисунке ниже представлена типовая схема современного оптического прицела

1. Объектив - система из двух (или более) линз. Диаметр объектива определяет светосилу прицела: чем больше диаметр тем больше он собирает света и обеспечивает лучшую "картинку" поля зрения.

 2. Оборачивающая система - служит для превращения перевернутого изображения, создаваемого объективом в прямое.

 3. Прицельная сетка - собственно прицел для наведения оружия на цель. Прицельная сетка располагается в одной из фокальных плоскостей прицела (объективной или окулярной) и поэтому изображение цели и прицельная сетка визуально находятся в одной плоскости и видны глазу одинаково резко. Более подробно про прицельные сетки можете прочитать по ((ссылке)).

 4. Окуляр - многолинзовая конструкция предназначеная для рассматривания увеличенного прямого изображения цели и прицельной сетки. Во избежание бликов и засветок линзы окляра, а также для точной фикасации глаза в зоне полной видимости поля зрения прицела на окуляр часто надевают резиновый наглазник.

 5. Механизм ввода вертикальных и горизонтальных поправок - служит для при пристрелки оружия и совмещения центра прицельной сетки с точкой попадания пули.

 6. Подсветка прицельной сетки - устанавливается в некоторых прицелах, что бы прицельная сетка не сливалась с видимым изображением в сумерках или на фоне растительности. Предпочтительнее прицелы, в которых есть регулировка яркости подсветки, что бы не перекрывать цель.

 7. 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 при стрельбе.

Увеличение (кратность) оптических прицелов составляет от 2Х до 20Х.

Расстояние от прицела до глаза на винтовках с значительной отдачей составляет около 8 см, на винтовках с небольшой отдачей, например кал. 5,6мм бокового огня может уменьшаться до 2-3 см.

Прицельные приспособления (прицельная сетка) оптических прицелов сначала состояли из двух тонких нитей перекрещивающихся под прямым углом. Затем была испытана одна горизонтальная линия с «точкой» (маленьким шариком) в середине; после –горизонтальная нить и прицельная шпилька с заостренной вершиной; потом—одна шпилька; наконец—утолщенные нити и шпилька. Наиболее удобной прицельной сеткой для стрельбы днем и ночью считается вертикальная шпилька с заостренной вершиной и горизонтальная толстая линия, переходящая в тонкую и прерывающуюся у центра. С развитием прицелов нити перестали употреблять, взамен их стали наносить их изображение непосредственно на стекло оптической системы.

Установку по вертикали в оптических прицелах (механизм ввода поправок) изобрел иностранец Фейхтлендер, затем систему усовершенствовали К. Лейсс, А. Прейс (фирма «Цейсс»). Старые оптические прицелы имели только одну постоянную установку—в виде горизонтальной нити, соответствующей пристрелке на 200 или 300м. Затем для этой же цели стали делать 2,3, и 4 поперечные нити, предназначенные для дистанций 100, 200м и т.д.

Современные подвижные перекрестья, управляемые поворотом маховичка имеют установки от 100 до 1200м и гораздо более в специальных оптических прицелах для дальнобойных крупнокалиберных снайперских винтовок придуманных заграницей. Установка по горизонтали в первых оптических прицелах не применялась. Устанавливая прицел на винтовке, выверяли бой, прицеливаясь через трубу телескопа и производя передвижения стоек в стороны. Как только получали правильный бой, на наиболее часто применяемой дистанции стрельбы намертво закрепляли стойки телескопа. Такое положение телескопа оставалось далее неизменным.

Параллаксом (греч. παραλλάξ, от παραλλαγή, 'смещение, чередование')  называется кажущееся смещение наблюдаемого предмета вследствие перемещения глаза стрелка в какую-либо сторону. В результате кажущегося смещения прицельной шпильки или перекрестья получается ошибка в наводке, эта параллактическая ошибка и есть так называемый параллакс.

Чтобы избежать параллакса, следует при прицеливании через оптический прицел приучаться помещать глаз всегда в одинаковое положение по отношению к окуляру, что достигается хорошей прикладистостью ложи и частым упражнением в прицеливании. Хорошие оптические прицелы позволяют перемещать глаз вдоль оптической оси окуляра и в сторону от нее до 4мм без параллактической ошибки в прицеливании.  Для точной стрельбы было необходимо - но в то же время достаточно нелегко - уметь быстро найти и удерживать во время прицеливания нужное положении глаза в точности на оптической оси прицела.

В современных же 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.

Различают два вида устройства отстройки параллакса - AO (Adjustable Objective) и SF (Side Focusing).

Первый способ (AO) - кольцо отстройки параллакса расположено прямо на объективе прицела (отсюда и название). 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.

Современные оптические прицелы имеют для установок по горизонтали суппорт или боковой лимб (кроншейны для оптических прицелов). Такие приспособления были изобретены иностранными 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.

Критерии выбора оптических прицелов

Для правильного выбора оптических прицелов существуют совершенно четкие критерии. По своему предназначению оптический прицел служит для того, чтобы ясно и четко различить цель, определить расстояние от стрелка до цели (если имеется оптическая измерительная шкала или лазер для измерения дистанции), наметить точки попадания, в случае необходимости изменить кратность увеличения, навести оружие на цель. В общем, существует 4 критерия выбора оптических прицелов:

1.Оптические и технические данные: вес; длина; диаметр центральной трубки; диаметр входного отверстия объектива; диаметр выходного отверстия окуляра; оптическое увеличение; поле обзора; поправка, вводимая одним щелчком регулировочного механизма на различных на дистанциях; диапазон регулировки отклонения линии визира в сторону и в высоту; параллакс.

2.Оптические измерительные данные(определяются в лабораторных условиях с помощью специальных инструментов): светопропускная способность, выраженная в процентах, при дневной и сумеречной видимости; удаление глаза от окуляра при мин./макс. увеличении; контрастность изображения при мин./макс. увеличении; средняя величина ложного света в %, при мин./макс. увеличении.

3.Механические испытания: испытание на ударное сопротивление для установления отклонения визира в высоту/в сторону на 100 м дистанции; испытание на герметичность; испытание на холод при –20 град: ходкость регулировки визира в высоту и по сторонам, ходкость регулировки диоптрий, при переменной промежуточной частоте - ходкость регулировки увеличения.

4.Управление оптическим прицелом: американская конструкция: визир в плоскости изображения окуляра; европейская конструкция: визир в плоскости изображения объектива; регулировка визира: легкость, удобство, точность и бесшумность, с помощью инструментов и без них; нулевое положение визира должно быть отчетливым; шкала передвигается со щелчком (важно для введения корректировки в сумерках и темноте); экспликация шкалы визира (особенно важно для полицейских и военных оптических приспособлений с корректировкой траектории полета); наличие или отсутствие выравнивания параллакса; наличие защитных колпаков для объектива и окуляра; наличие инструкции по монтажу/сборке и обслуживанию; гарантийные обязательства производителя.

При выборе оптического прицела сразу стоит определить круг его задач. Например, стрелять с использованием прицела, имеющего увеличение более 4х, рекомендуется с упора и, желательно, по неподвижным целям. Прицелы с кратностью до 4х, целесообразно применять для стрельбы по движущимся мишеням. При выборе оптического прицела для установки на пневматику следует отдавать предпочтение моделям с большим выходным зрачком (8 мм), который обеспечивает больший диапазон смещения глаза стрелка, а в сумерки, когда зрачок глаза увеличивается до 8 мм, обеспечивает большую освещенность в глазу и связанную с этим остроту зрения. Стоит учитывать также, что при сильной отдаче существует риск получить удар окуляром телескопического прицела в глаз.

При покупке оптического прицела стоит посмотреть через него на удаленный объект. Изображение должно быть качественным, резким, с хорошим разрешением деталей в пределах всего поля зрения. Если прицел имеет переменную кратность, стоит убедиться, что при изменении увеличения не происходит смещения прицельного перекрестия относительно цели и сохраняется резкость изображения цели. Стоит отдавать предпочтение проверенной продукции известных фирм, поскольку оптический прицел - сложный многокомпонентный оптический прибор. Большинство его параметров невозможно оценить без специального оборудования, в частности устойчивость к ударным перегрузкам при выстреле. Выбирая оптический прицел в магазине, стоит особое внимание уделить отсутствию царапин и пузырьков на линзах, а также пыли и прочих инородных тел внутри тела прицела.

Следует также обратить внимание на основные свойства, которыми должен обладать хороший оптический прицел:

• Высокий коэффициент светопропускания в синем диапазоне спектра (изображение не должно быть желтым, т.к. из-за неточной цветопередачи страдает контрастность).
• Высокая резкость и контрастность картинки.
• Возможно большее поле зрения.
• Большое удаление выходного зрачка.
• Высокая герметизация корпуса, исключающая проникновение пыли и влаги.
• Заполнение полости прицела азотом и защита внутренних поверхностей линз от запотевания.
• Высокая стойкость систем и механизмов прицела к ударным нагрузкам при стрельбе.
• Высокая точность и надежность установки линз, прицельной сетки и механизма ее юстировки, высокую точность и качество изготовления механических элементов (резьбовых соединений, пружинных систем) и других элементов управления.