CC BY
50
УДК 623.5
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СЕТОК 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: [email protected]
Иван Сергеевич Бутримов
Сибирский филиал федерального казенного учреждения «Научно-производственное объединение «Специальная техника и связь» МВД России, 630055, Россия, г. Новосибирск, ул. Ку-тателадзе, 3, старший научный сотрудник, тел. (383)332-07-55, e-mail: [email protected]
В статье рассматриваются различные типы прицельных сеток оптических и ночных прицелов, пути повышения точности стрельбы из стрелкового оружия за счет применения оптимальных параметров сеток. Приведены результаты практических исследований различных типов прицельных сеток в ночных прицелах.
Ключевые слова: оптический прицел, сетка прицела, стрелковое оружие.
ANALYSIS OF NIGHT SCOPE RETICLES
Alexei A. 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: [email protected]
Ivan S. Butrimov
Siberian Branch of the federal government institutions «Scientific and Production Association «Special equipment and communication», the Russian Interior Ministry, 630055, Russia, Novosibirsk, Kutateladze st., 3, Senior Research Fellow, tel. (383)332-07-55, e-mail: [email protected]
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.
Современное стрелковое оружие оснащается различными типами оптических прицелов. Одним из основных отличий прицелов друг от друга является вид их поля зрения и прицельной сетки. Прицельная сетка в стрелковых прицелах предназначена для наведения оружия в цель и в общем случае состоит из следующих элементов: прицельных знаков, шкал, вспомогательных линий и дополнительных изображений. Прицельный знак - основной элемент сетки прицела. Он имеет характерную точку, которая при прицеливании совмещается с целью, например: центр перекрестия, вершина угольника, конец вертикального штриха, центр окружности и др. Именно форма и размеры прицельного знака вызывает наибольшее количество вопросов среди пользователей прицельной техники.
Выбор углового размера прицельного знака не так очевиден как, например, выбор параметров дальномерной шкалы. На размер прицельного знака в пер-
вую очередь влияет угловой размер ожидаемой цели. Если видимый размер прицельного знака много больше цели, имеется вероятность того, что цель затеряется под прицельным знаком. И наоборот, если цель слишком велика по сравнению с прицельным знаком, то прицельный знак сам может теряться на ее фоне. При определении угловых размеров прицельного знака и сетки в целом, необходимо учитывать видимое увеличение прицела и размер его поля зрения. При достаточно большом увеличении, например 25 х, поле зрения прицела будет иметь угловой размер около одного градуса. Соответственно ростовая фигура, имеющая на дальности 200 метров угловой размер 9'х30', перекроет центральную часть поля зрения. При этом тёмная прицельная марка на таком фоне не имеет достаточного контраста, что будет затруднять её поиск и прицеливание. Для обеспечения быстрого прицеливания прицельную марку необходимо делать крупнее, например 15 угловых минут. Однако такая увеличенная прицельная марка полностью закроет изображение ростовой фигуры расположенной на дальности 500 м, угловые размеры которой составят 3,6'х12'. Чем шире диапазон дальностей, на которых ведется стрельба, тем глубже противоречие в размерах прицельного знака. Один из путей решения данного противоречия состоит в использовании сеток с тонкими линиями, которые накладываясь на изображение цели, не перекрывают её. Минимальная толщина линий образующих прицельный знак рассчитывается исходя из разрешающей способности глаза стрелка. Глаз человека с нормальным зрением в идеальных условиях разрешает контрастную линию размером одна угловая минута. В реальных условиях разрешающая способность глаза может достигать трёх угловых минут. Как правило, трём угловым минутам равна минимальная ширина линий образующих рисунок сетки прицела.
В современных прицелах применяются сотни различных прицельных сеток. Например, в каталоге фирмы U.S.OPTICS представлено 76 типов сеток [1]. Они объединены в 9 групп, по увеличению 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 углов прицеливания 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 40 х , 42х имеют крайне узкое поле зрения. Их сетки напоминают сетки прецизионных геодезических приборов - тонкие штрихи, линейные шкалы, минимум цифр и букв.
Важное значение имеет положение прицельного знака относительно границ поля 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 всей визирной системы 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. Такая сетка обеспечивает прицельную стрельбу во всем диапазоне углов прицеливания и боковых поправок за счет нанесения большого количества прицельных знаков, которые несколько затеняют поле зрения прицела, затрудняют наблюдение цели, а также позволяют прицелиться неверно выбранной точкой. В то же время такой способ прицеливания позволяет выбрать угол прицеливания, не отрывая глаз от окуляра, что дает возможность корректировать угол прицеливания по результату стрельбы, не изменяя прикладку. Данные преимущества сетки позволяют увеличить темп стрельбы, что, в некоторых ситуациях, имеет определяющее значение.
Для сравнительной оценки различных типов прицельных сеток было выбрано две пары прицелов. Первая пара - это ночной прицел ПН23-5 с прицельным знаком в виде угольника и аналогичный прицел с сеткой типа Mil-Dot, имеющей прицельный знак в виде перекрестия. Вторая пара - ночной прицел ПН23 с сеткой, имеющей прицельный знак в виде угольника и второй прицел с прицельным знаком в виде точки. Принципиальным отличием по оптическим характеристикам прицелов ПН23-5 и ПН23 является видимое увеличение: 5 и 3, крата, соответственно. Во всех прицелах установлены одинаковые типы электронно-оптических преобразователей (ЭОП), что исключает неоднозначность оценок, связанных с конструктивными особенностями применяемых ЭОП. Внешний вид прицелов показан на рис. 1.
Рис. 1. Внешний вид прицелов: ПН23-5 (слева) и ПН23 (справа)
Вид поля зрения прицелов показан на рис. 2. На данном рисунке сетки ночных прицелов показаны на фоне мишени «грудная фигура», расположенной на дистанции 100 м.
Рис. 2. Вид поля зрения прицелов, слева направо: угольник (ПН23), точка (ПН23), Mil-Dot (ПН23-5), угольник (ПН23-5)
На рис. 2 показано поле зрения ночного прицела ПН23-5 с сеткой Mil-Dot. Деление сетки выполнено тонкими штрихами, а не эллиптическими точками, как в большинстве импортных прицелов. Данное решение позволило использовать сетку типа Mil-Dot в прицеле с небольшим увеличением 5 х. Такая сетка получила рабочее название - мил-штрих.
В ходе практических исследований была поставлена задача: оценить влияние типа сетки в ночных прицелах на точность их наведения и характеристики стрельбы из стрелкового оружия типа автомата АК-74.
Первый этап исследований выбранных прицелов заключался в определении погрешности их визирования в лабораторных условиях с использованием оптико-электронного стенда «Насадка» [2 -4].
Эксперимент проводился в следующем порядке. Оружие, оснащенное исследуемым прицелом, закреплялось на опорах оптико-электронного стенда. В первой фокальной плоскости коллимационно-измерительного блока стенда, установленного перед оружием с прицелом, располагался визирный знак в виде квадрата с угловыми размерами сторон 4'. На оружии жестко закреплялся лазер, формирующий световой луч однозначно связанный с линией визирования контролируемого прицела. Лазерный луч ориентировался таким образом, чтобы он гарантированно попадал в объектив коллимационно-измерительного блока при незначительных смещениях, вызванных погрешностью наведения прицела. Во второй фокальной плоскости коллиматора, образованной светоделительной призмой, устанавливался позиционно-чувствительный фотоприёмник на основе ПЗС-матрицы, служащий для фиксации координат лазерного пятна. Наведение прицельного знака в центр визирного знака осуществлялось путём изменения углового положения оружия с прицелом и лазером при помощи соответствующих механизмов наведения из состава оптико-электронного стенда. Таким образом, при отклонении прицельного знака относительно центра визирного знака коллиматора будут пропорционально изменяться координаты лазерного пятна в плоскости позиционно-чувствительного фотоприёмника.
Измерения проводились сериями по 15 наведений для каждого наименования прицела и типа прицельной сетки. Затем осуществлялась статистическая обработка результатов измерений и определение среднеквадратического откло-
нения по каждой координате. Результаты измерений и обработки их результатов представлены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты оценки погрешности визирования для прицельных знаков различного типа в лабораторных условиях
Среднее квадрати-ческое отклонение ПН23 (угольник) ПН23 (точка) ПН23-5 (мил-штрих) ПН23-5 (угольник)
По горизонту 19,7" 19,3" 9,3" 8,0"
По вертикали 21,9" 20,5" 9,6" 9,6"
Среднее по двум координатным направлениям 20,8" 19,9" 9,5" 8,8"
Из табл. 1 следует, что погрешность визирования, определённая в лабораторных условиях, мало зависит от типа прицельного знака (среднее по двум координатам - 20,8" и 19,9", 9,5" и 8,8"), а зависит преимущественно от видимого увеличения визирного канала исследуемого прицела - более, чем в два раза.
Второй этап исследований заключался в практическом определении влияния конфигурации сетки на результаты кучности стрельбы из стрелкового оружия. Стрельба велась из автомата АК-74 сериями по 15 одиночных выстрелов, каждая, по мишеням в виде контрастного квадрата с размерами сторон 12^12 см, расположенным на дистанции 100 м. Угловой размер мишени равнялся угловому размеру визирного знака оптико-электронного стенда «Насадка» и соответствовал угловому размеру мишени в виде грудной фигуры, удалённой на расстояние 400 м. В качестве стрелка-испытателя привлекался подготовленный стрелок, обладающий устойчивыми навыками и результатами прицельной стрельбы.
Результаты кучности стрельбы из автомата АК-74 с прицелами показаны на рис. 3 и приведены в табл. 2.
Таблица 2
Результаты оценки кучности стрельбы, используя прицелы с различными типами прицельного знака
Среднее квадрати-ческое отклонение ПН23 (угольник) ПН23 (точка) ПН23-5 (мил-штрих) ПН23-5 (угольник)
По горизонту 96,9" 101,7" 104,8" 99,6"
По вертикали 101,9" 94,1" 87,9" 100,0"
Среднее по двум координатным направлениям 99,4" 97,9" 96,4" 99,8"
Из табл. 2 следует, что значения среднего квадратического отклонения рассеивания пуль, полученные для различных вариантов прицелов и прицель-
ных сеток отличаются друг от друга незначительно, в пределах погрешности измерений и обработки экспериментальных данных.
Рис. 3. Результаты кучности стрельбы из АК-74, слева направо: угольник (ПН23), точка (ПН23), мил-штрих (ПН23-5), угольник (ПН23-5)
Сравнивая соответствующие значения среднеквадратических отклонений результатов лабораторных (табл. 1) и стрельбовых (табл. 2) исследований видно, что погрешность визирования в 5 - 10 раз меньше суммарного рассеивания пробоин при стрельбе. Принимая во внимание, что суммарное рассеивание состоит из погрешности визирования и естественного рассеивания пуль, можно заключить, что погрешность визирования практически многократно перекрывается естественным рассеиванием пуль при стрельбе из АК-74 [5].
Таким образом, анализ результатов проведенных лабораторных и полигонных экспериментов показал, что тип прицельной сетки (угольник точка, перекрестие) не оказывает существенного влияния на показатели кучности стрельбы из АК-74 с ночными прицелами по типовым целям, т.к. естественное рассеивание пуль значительно превышает погрешность визирования всеми рассмотренными выше типами прицельного знака. При выборе прицельной сетки на практике должны приниматься во внимание в первую очередь следующие факторы:
- тактическая обстановка - оборона, наступление, полицейская операция в населенном пункте;
- предполагаемая дальность эффективной стрельбы;
- характеристики кучности стрелкового оружия;
- угловые размеры и тип вероятной цели;
- уровень подготовки стрелка.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. U.S. OPTICS Reticle Handbook www.usoptics.com.
2. Бутримов, И. С. Оптико-электронное устройство для контроля параметров прицельной техники [Текст] / И.С. Бутримов, В.С. Айрапетян // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2014. Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «СибОптика-2014» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 8-18 апреля 2014 г.). - Новосибирск : СГГА, 2014. Т. 2. - С. 139-144.
3. Устройство для контроля положения линии визирования прицелов [Текст] : пат. 2536570 Рос. Федерация : МПК F41G 1/54, G02B 23/00 / Бутримов И.С., Аксенов В.А., Топорков А.А. ; заявитель и патентообладатель ФКУ НПО «СТиС» МВД России. -2013128789/12, заявл. 24.06.2013 ; опубл. 27.12. 2014, Бюл. № 36.
4. Бутримов, И.С. Определение положения линии визирования прицельных устройств с исключением ошибки оператора [Текст] / И.С. Бутримов, В.Б. Шлишевский // Изв. вузов. Приборостроение. - 2015. - Т. 58, № 6. - С. 478 - 484.
5. Таблицы стрельбы по наземным целям из стрелкового оружия калибра 5,45 и 7,62 мм: М., Воен. изд-во м-ва обороны СССР, 1977. - 262 с.
© А. А. Топорков, И. С. Бутримов, 2016
