CC BY
480
УДК 623.5
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИЦЕЛЬНЫХ СЕТОК ПЕРСПЕКТИВНЫХ ОПТИЧЕСКИХ И НОЧНЫХ ПРИЦЕЛОВ
Алексей Анатольевич Топорков
АО «Швабе - Оборона и Защита», 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 179/2, начальник конструкторского отдела, тел. (383)236-77-52, e-mail: toporkovAA@ponpz.ru
Иван Сергеевич Бутримов
Сибирский филиал Федерального казенного учреждения «Научно-производственное объединение «Специальная техника и связь» МВД России, старший научный сотрудник, 630055, Россия, г. Новосибирск, ул. Кутателадзе, 3, тел. (383)332-07-55, e-mail: butrimov@ngs.ru
В статье рассматриваются различные типы сеток оптических и ночных прицелов, пути повышения точности стрельбы из стрелкового оружия за счет применения оптимальных прицельных сеток.
Ключевые слова: оптический прицел, сетка прицела, стрелковое оружие. IMPROVING AIMED GRIDS OF ADVANCED OPTICAL AND NIGHT SIGHTS
Alexei А. Toporkov
JSC «Shvabe - Defense and Protection», 630049, Russia, Novosibirsk, D. Kovalchuk st., 179\2, head of design Department, tel. (383)236-77-52, e-mail: toporkovAA@ponpz.ru
Ivan S. Butrimov
Siberian branch of Siberian branch of Federal government institution scientific and production association special equipment and telecoms of the Ministry of the internal affairs of the Russian Federation, 630055, Russia, Novosibirsk, Kutateladze, 3, senior fellow, tel. (383)332-07-55, e-mail: butrimov@ngs.ru
This paper discusses various types of telescopic sight and night scope reticles, ways to increase small arms shooting accuracy by means of using optimum reticle.
Key words: telescopic sight, reticle, small arms.
При выборе оптического прицела для стрелкового оружия особое внимание обращается на вид поля зрения, форму и размер прицельной сетки. Идеальной прицельной сетки не существует. Каждый стрелок предъявляет к прицелу свои индивидуальные требования. На выбор прицельной сетки влияют ряд объективных и субъективных факторов, например:
- ситуационная обстановка в которой планируется использовать оружие с прицелом на охоте, на соревнованиях, в бою;
- дальность эффективной стрельбы оружия, оснащаемого прицелом;
- уровень подготовки стрелка и его предпочтения;
- предложения рынка, реклама, звучность названия сетки, мода...
Рассмотрим строение сетки оптического прицела. В общем случае она состоит из: прицельных знаков, вспомогательных линий и дополнительных изображений.
Прицельный знак - основной элемент прицельной сетки. Он имеет характерную точку, которая при прицеливании совмещается с целью, например: центр перекрестия, вершина угольника, конец вертикального штриха, центр окружности. Характерные типы прицельного знака представлены на рис. 1.
Наведение прицельного знака на цель обозначает наведение на цель его характерной точки. Процесс прицеливания заключается в совмещении изображения прицельного знака с точкой прицеливания. Точка прицеливания может не совпадать с целью. Определение верного положения точки прицеливания это основная задача решаемая стрелком при подготовке к выстрелу.
Важно положение прицельного знака в поле зрения прицела. В центре поля зрения, классических оптических систем находится зона наилучшего качества изображения, следовательно, размещение прицельного знака в данной области наиболее предпочтительно.
Часть современных прицелов, в которых ввод углов прицеливания осуществляется путем разворота всего прицела, либо его объектива, в полной мере удовлетворяют данному требованию. Классические прицелы, в которых ввод углов прицеливания осуществляется перемещением сетки, либо прицелы с неподвижной сеткой, в которых ввод углов прицеливания обеспечивается нанесением на одной сетке нескольких прицельных знаков, используют не только центральную часть поля зрения, но и его периферию. Неподвижная сетка перемещается только в процессе согласования прицела с оружием. Такая сетка обеспечивает прицельную стрельбу во всем диапазоне углов прицеливания и боковых поправок за счет нанесения большого количества прицельных знаков, которые затеняют поле зрения прицела, мешают наблюдению цели, позволяют прицелиться неверно выбранной точкой. В то же время она позволяет выбрать угол прицеливания, не отрывая глаз от окуляра, дает возможность кор-
Перекрестие Угольник Штрих Окружность
Рис. 1. Типы прицельного знака
ректировать угол прицеливания по результату стрельбы, не изменяя прикладку. Данные преимущества сетки ведут к увеличению темпа стрельбы, что, в ряде случаев, имеет определяющее значение.
Необходимо отметить, что прицельные знаки на сетке располагаются в соответствии с определенной закономерностью, например в соответствии с баллистикой конкретного оружия и боеприпаса. В них вертикальный угол (угол прицеливания) пропорционален дальности до цели, такие сетки принято называть баллистическими. Внешний вид баллистической сетки представлен на рис. 2.
4
6
+
I I Л | Л
8 Л
10 Л
12 Л
Рис. 2. Внешний вид баллистической сетки
Баллистические сетки используют в прицелах, разработанных для оснащения винтовок изготовленных в большом количестве, применяемых только со стандартным боеприпасом, баллистика которого хорошо изучена. Боковые поправки, для компенсации влияния бокового ветра или движения цели, в баллистических сетках вполне возможно градуировать в единицах скорости, например, метрах в секунду или километрах в час. Работа с баллистическими сетками достаточно проста, интуитивно понятна, почти не требует напряжения памяти.
Сетки, на которых прицельные знаки размещены в поле зрения с постоянным угловым шагом, принято называть по величине шага, например: сетка в тысячных дистанции, миллирадианная сетка (Mil Dot) или сетка в угловых минутах (МОА). Они универсальны, позволяют использовать прицел последовательно на нескольких различных образцах оружия, позволяют применять на одном образце различные типы боеприпасов. Использование таких сеток предполагает высокий уровень подготовки стрелка, знание им законов внешней баллистики, хорошую память. Для облегчения определения углов прицеливания целесообразно использовать таблицы стрельб или применять баллистический калькулятор. Внешний вид сеток Mil Dot и МОА представлен на рис. 3.
Вспомогательные линии, вертикальные и горизонтальные, позволяют ориентировать систему прицел-оружие в пространстве по линии горизонта либо по местным предметам, имеющим выраженные вертикальные или горизонтальные линии. Стабильное и точное горизонтирование оружия значительно увеличивает результативность стрельбы.
Дополнительные изображения, располагаемые в поле зрения прицела, выполняют сервисные функции и в процессе прицеливания участвуют опосредовано. Во многих оптических прицелах нанесены дальномерные шкалы, они позволяют измерить дальность до цели, имеющей известный размер по высоте
или по ширине. Типичные дальномерные шкалы и их характерные особенности представлены в табл.
Рис. 3. Внешний вид сеток МП и МОА
Таблица
Типичные дальномерные шкалы и их характерные особенности
Внешний вид дальномерной сетки Характерные особенности
— 100 — 200 — 400 _ 800 — 0 Вертикальная шкала занимает мало места в поле зрения, не затеняет сетку, но не позволяет разбивать дистанцию на короткие отрезки, так как при увеличении диапазона измерения или уменьшении шага измерения линии на шкале начинают сливаться. Базовый размер - высота цели
100-^- 400-=^^ 800.^-'^ Наклонная шкала (улитка), самая распространенная, имеет один недостаток - занимая много места, затеняет сетку. Базовый размер - высота цели
-1 1-ю -1 1- 200 -1 1- 400 ЧЬ 800 Вертикальная симметричная шкала. Преимущество такой шкалы в том, что если ее шаг по вертикали соответствует приращению угла прицеливания, то она может исполнять роль баллистической сетки. Базовый размер - ширина цели
Фактически эти шкалы являются оптическим дальномером с базой на цели. В некоторых прицелах в поле зрения выведены числовые значения вертикального угла прицеливания, введенного маховичком. Известны прицелы, у которых в поле зрения находится изображение жидкостного уровня. Прицелы, выполненные с применением электроники, например прицел-дальномеры, прицелы с электронно-оптическим преобразователем или тепловизионные прицелы, еще сильнее нагружены дополнительной информацией. Они могут индициро-
вать измеренную дальность до цели, уровень заряда батареи, параметры экрана (яркость, контраст), и еще множество других параметров необходимых при работе. Как правило, все сервисные изображения после их использования гаснут и не отвлекают стрелка во время прицеливания.
Большое значение имеют угловые размеры элементов прицельных сеток. Наиболее очевиден выбор размера дальномерных шкал. Измерительные интервалы шкал пропорциональны базовому размеру цели и дальности до неё. Их легко вычислить, как арктангенс отношения размера цели к дальности до нее. Для перевода полученной величины в угловые минуты, ее нужно умножить на 60. Например, цель с базовым размером 1,5 метра (олень) на дальности 100 метров имеет угловой размер 51 угловая минута, на дальности 200 метров эта же цель имеет размер 25,5 минуты, на 300 метров - 17, а на 500 метров -10. На основании таких расчетов строятся дальномерные шкалы.
Выбор размера прицельного знака не так очевиден как выбор размера дальномерной шкалы. Именно по этой причине размер прицельного знака и толщина образующих его линий служат поводом для самых горячих дискуссий. На размер прицельного знака в первую очередь влияет угловой размер ожидаемой цели. Если прицельный знак будет много больше цели, есть вероятность того, что цель просто потеряется под прицельным знаком. И наоборот если цель слишком велика по сравнению с прицельным знаком, то прицельный знак может теряться на ее фоне. При определении размеров прицельного знака, и сетки в целом, немало важно учитывать оптическую силу (увеличение) прицела, размер его поля зрения. При большом увеличении, например 25 х поле зрения прицела будет иметь угловой размер около одного градуса. Соответственно олень на дальности 200 метров перекроет всю центральную часть поля. Прицельная марка на таком фоне не имеет хорошего контраста. Для обеспечения быстрого прицеливания прицельную марку нужно сделать крупнее, например 15 угловых минут, однако прицельная марка такого размера полностью закроет оленя расположенного на дальности 500 м. Чем шире диапазон дальностей, на которых ведется стрельба, тем глубже противоречие в размерах прицельного знака. Выход из данной ситуации в использовании сеток с тонкими линиями, которые накладываясь на изображение, не закрывают его. Минимальная толщина линий образующих прицельный знак рассчитывается. Вспомним принцип работы оптического прицела. Объектив формирует изображение цели в фокальной плоскости, в ней расположена сетка. Далее совмещенное изображение цели и сетки при помощи окуляра в виде пучка параллельных лучей попадает в глаз стрелка. Хрусталик глаза строит совмещенное изображение на сетчатке. Идеальный глаз человека в лабораторных условиях разрешает контрастную линию размером одна угловая минута. В реальных условиях разрешающая способность глаза равна трем угловым минутам. Как правило, трём угловым минутам равна ширина линий образующих рисунок сетки прицела. Умножив тангенс угловой величины на фокус окуляра можно определить линейный размер элемента на сетке. Если сетка прицела находится между объективом оборачивающей системы, то при вычислениях необходимо использовать фокус
эквивалентной оптической системы состоящей из оборачивающей системы и окуляра. В любом случае, полученная величина будет весьма небольшая -единицы микрон. Технологически, сетки с толщиной штриха от 3 мкм получают методом лазерной гравировки, от 5 мкм методом фотолитографии, от 8 мкм методом травления по восковой маске. Для стрелка, как правило, метод изготовления сетки не важен.
В современных прицелах применяются сотни различных прицельных сеток. Например, в каталоге фирмы U.S. OPTICS представлено 76 типов сеток. Они объединены в 9 групп, по по кратности прицелов в которых установлены. Рисунок сеток усложняется с увеличением кратности прицелов. Весьма лаконичны сетки коллиматорных прицелов: точка, крест, окружность. В поле зрения прицелов с увеличением 4 х или 6 х появляются вертикальные шкалы с минимальной ценой деления 2 - 2,5 угловых минуты. В прицелах с увеличением 10х - 25 х наиболее широкий выбор сеток, в которых присутствуют, практически, все рассмотренные элементы в самых различных сочетаниях. В прицелах данной группы имеет широкое распространение универсальная сетка Mil-Dot. Прицелы с увеличением 40х, 42х имеют крайне узкое поле зрения. Их сетки напоминают сетки прецизионных геодезических приборов - тонкие штрихи, линейные шкалы, минимум цифр и букв.
Сетки прицелов с переменным увеличением должны удовлетворять ряду противоречивых требований. При малом увеличении прицела они должны быть просты и лаконичны, что необходимо при стрельбе по близким целям. При стрельбе на дальние дистанции, когда используется максимальное увеличение, эти сетки должны обеспечивать ведение стрельбы с учетом вертикальных и горизонтальных поправок. В патенте на полезную модель №129271 показана оригинальная сетка спроектированная специально для прицелов с переменным увеличением. Внешний вид сетки типа «Елочка» представлен на рис. 4.
5х 15х 25х
Рис. 4. Внешний вид сетки типа «Елочка» при различных значениях кратности
В её основе лежит классическая схема: тонкий горизонтальный штрих проходит через центр поля зрения, от центра поля зрения вниз идёт тонкий вертикальный штрих. На периферии штрихи значительно утолщены. Особенность
сетки в том, что вертикальный штрих имеет равномерную шкалу с шагом 0,25 мрад, при этом нечётные деления шкалы имеют вид точек, аналогично сетке Mil-Dot, а чётные выполнены в виде горизонтальных штрихов. Горизонтальные штрихи по мере удаления от центра удлиняются, прямо пропорционально вертикальному размеру от центра до данного штриха. Такая сетка, при малом увеличении прицела сливаясь в полупрозрачный треугольник, позволяет быстро прицеливаться, стрелять «навскидку». При большом увеличении сетка является полноценной шкалой вертикальных углов с шагом 0,25 мрад и позволяет учитывать боковые поправки на ветер и движение цели по горизонту с дискретностью 0,5 мрад. Сетка совместима с любым баллистическим калькулятором.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пат. на полезн. модель № 129271 РФ. Сетка оптического прицела / А.А. Топорков, Ю.А. Трясов. 03.12.2012.
2. U.S. OPTICS Reticle Handbook // [Электронный ресурс] - URL: http:// www.usoptics.com. (дата обращения: 24.03.2015).
© А. А. Топорков, И. С. Бутримов, 2015
