СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПРИЦЕЛЬНОЙ СТРЕЛЬБЫ ПО ПОДВИЖНОЙ ЦЕЛИ Российский патент 2001 года по МПК F41G1/32 

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может быть использовано в оружейных прицелах.

Известен способ ведения прицельной стрельбы, основанный на поиске цели, ее обнаружении и наведении оружия на цель с помощью открытого прицела [см. например, Оптика в военном деле. - Л. - М.: ОНТИ, 1934, с. 185-189]. Открытый прицел состоит из мушки, устанавливаемой у дульного конца оружия, и прорези, устанавливаемой у его казенной части. Прорезь прицела подвижная и может устанавливаться на различной высоте в зависимости от дистанции до цели. Прицеливание заключается в том, что оператор придает оружию такое положение, при котором центр зрачка оператора, прорезь прицела, мушка и цель находятся на одной прямой - линии прицеливания, то есть оператор должен совместить прорезь прицела, мушку и цель, наблюдая одним глазом. При этом ось канала ствола будет направлена вверх под некоторым углом к линии прицеливания.

Такой способ прицеливания страдает одним крупным недостатком - оператору приходится глазом одновременно рассматривать три предмета: прорезь, находящуюся близко от глаза, мушку - на расстоянии порядка одного метра, и цель, находящуюся очень далеко. Известно, что глаз при рассматривании близких предметов производит усилие аккомодации, которое зависит от расстояния до предметов. При прицеливании оператор не может одновременно и одинаково отчетливо видеть все три предмета, находящиеся на различных расстояниях. Если аккомодировать глаз так, чтобы резко видеть края прорези, мушка будет немного неотчетлива, а цель еще больше неотчетлива.

Наоборот, при фиксировании глазом мушки, прорезь расплывается, а цель видна не вполне ясно. Эти обстоятельства значительно затрудняют стрельбу, требуя больших напряжений глаза, и являются источником большого рассеяния пуль.

Средством, повышающим точность прицеливания, является оптический прицел, установленный вместо прорези и мушки. Здесь оператор освобождается от нерезкого изображения цели: оптический прицел дает изображение цели в своей фокальной плоскости, где имеется прицельная марка. Если раньше линию прицеливания определяла линия, соединяющая прорезь и мушку, то теперь линию прицеливания будет определять оптическая ось прицела, проходящая через прицельную марку и центр его объектива. Оператору теперь надо будет совместить оптическую ось с изображением цели, что достигается совмещением прицельной марки и изображения цели: оба эти объекта видны одинаково резко. При этом наблюдение ведется одним глазом.

Известен способ ведения прицельной стрельбы по патенту США N 4136963 (МКИ G 02 B 27/34, 1979 г.), основанный на поиске цели, ее обнаружении и наведении оружия на цель с помощью обычного коллиматорного прицела путем наложения на нее прицельной марки.

В известном способе поиск цели осуществляют двумя глазами в режиме свободного охотника или по внешнему целеуказанию и проводят анализ видимой информации в широком поле зрения, не используя при этом коллиматорный прицел из-за значительного сужения поля зрения. Известно [Слюсарев Г.Г. Геометрическая оптика. - М. - Л.: АН СССР, 1946, с. 221; Розенблюм Ю.З. Оптометрия (Подбор очков). - М.: Медицина, 1991, с. 35], что глаза человека работают как согласованная система, формирующая единый зрительный образ видимого предмета. При обнаружении цели оператор интуитивно направляет оружие с коллиматорным прицелом в сторону цели, а затем, прикрывая один глаз, другим глазом ищет цель через коллиматорный прицел. На все это тратится время, зависящее от квалификации оператора, обеспечивающей или не обеспечивающей попадание цели в поле зрения прицела, и от времени аккомодации. Аккомодация происходит:
- при изменении расстояния до цели;
- при закрытии одного глаза;
- при появлении перед одним или обоими глазами преграды (оправы, оптического прицела, диафрагмы, изменении освещенности, изменении поля зрения и т.д.).

При обнаружении цели в узком поле зрения коллиматорного прицела оператор осуществляет наведение оружия на цель путем совмещения прицельной марки с целью. Для подвижной цели яркость окружающего ее фона постоянно меняется. Поэтому в процессе наведения оружия на цель существует вероятность потери контраста между прицельной маркой и окружающим цель фоном, так как в известном способе не предусмотрено автоматическое изменение яркости прицельной марки при изменении яркости фона. Это также снижает эффективность стрельбы по подвижной цели.

Известен способ ведения прицельной стрельбы по патенту США N 3963356 (МКИ G 02 B 27/34, 1976 г.), основанный на поиске цели, ее обнаружении и наведении оружия на цель с помощью обычного коллиматорного прицела путем наложения на нее прицельной марки, яркость которой периодически изменяется с частотой, лежащей в пределах восприимчивости глаза. В этом способе, взятом в качестве прототипа, поиск цели осуществляют также обоими глазами без использования коллиматорного прицела. При обнаружении цели оператор интуитивно направляет оружие с установленным на нем коллиматорным прицелом в направлении цели, а затем, прикрывая один глаз, другим глазом ищет цель через коллиматорный прицел. Время, затраченное на поиск цели одним глазом через коллиматорный прицел, зависит от квалификации оператора и от времени аккомодации его глаза. При обнаружении цели в поле зрения коллиматорного прицела оператор осуществляет наведение оружия на цель посредством совмещения прицельной марки с целью. Так как яркость прицельной марки периодически изменяется с частотой, лежащей в пределах восприимчивости глаза, полной потери контраста между прицельной маркой и окружающим цель фоном не происходит. Поэтому при напряженной работе глаза оператор может осуществить прицельную стрельбу.

Перед настоящим изобретением поставлены следующие задачи:
- уменьшение времени поиска, обнаружения и наведения оружия на цель;
- устранение напряженной работы глаз;
- повышение эффективности стрельбы по подвижной цели.

Поставленные задачи достигаются тем, что поиск и обнаружение цели осуществляют через коллиматорный прицел, выполненный в виде одиночной линзы без оправы, источника света с прицельной маркой и оптического клина, а при наведении оружия на цель проводят автоматическое поддержание контраста между прицельной маркой и окружающим цель фоном.

На фиг. 1 приведена оптическая схема коллиматорного прицела, а на фиг. 2 показано расположение прицельной марки коллиматорного прицела относительно открытого прицела.

В соответствии с фиг. 1 коллиматорный прицел содержит объектив, выполненный в виде одиночной линзы 1 диаметром D и радиусом кривизны R, источник света 3 с прицельной маркой и оптический клин 2. Специфика размещения коллиматорного прицела на стрелковом оружии требует, чтобы глаз 4 оператора располагался на значительном расстоянии L от последней поверхности объектива. Для удобства пользования коллиматорным прицелом необходимо применить объектив со сравнительно большим диаметром выходного зрачка. Увеличение диаметра выходного зрачка неизбежно приводит к увеличению погрешности прицеливания из-за роста сферических аберраций объектива, которые могут быть скомпенсированы применением оптического клина 2 с углом α и показателем преломления n.

Оператор, глядя в коллиматорный прицел, в зависимости от положения глаза видит прицельную марку в любом месте, ограниченном диаметром D, а также в том положении, показанном на фиг. 2, когда глаз расположен на линии прицеливания открытого прицела. Последнее обстоятельство дает возможность без экономических затрат проводить правильную установку прицела, а также в любой момент времени проконтролировать правильность установки коллиматорного прицела.

Если объектив коллиматорного прицела не имеет оправы и изготовлен из материалов, прозрачных в видимой области спектра, то оператор видит пространство предметов как в поле зрения коллиматорного прицела, так и за его пределами, не замечая ограничений, вносимых световым диаметром D объектива 1. Это дает возможность оператору осуществлять поиск цели обоими глазами, наблюдая непосредственно одним глазом пространство предметов, а другим - это же пространство предметов через коллиматорный прицел. При этом ничто не препятствует согласованной работе глаз.

Так как в поле зрения коллиматорного прицела отчетливо видны ствол, целик и мушка оружия, то оператор одновременно с поиском цели может контролировать направление прицеливания. Это обстоятельство позволяет существенно уменьшить время, затрачиваемое на обнаружение цели и ориентацию оружия в направлении прицеливания. Поэтому по сравнению с прототипом цель будет обнаружена с помощью коллиматорного прицела за более короткое время. После обнаружения цели оператору нужно осуществить наведение оружия на цель. Для этого необходимо совместить прицельную марку с целью.

Для подвижной цели яркость окружающего ее фона будет постоянно меняться. Поэтому при постоянной яркости прицельной марки в процессе совмещения ее с целью контраст между прицельной маркой и окружающим цель фоном будет претерпевать значительные изменения, ухудшая процедуру наведения оружия. Для обеспечения необходимого контраста между прицельной маркой и окружающим цель фоном следует контролировать изменение яркости фона и пропорционально этому изменению корректировать яркость прицельной марки. В прототипе же такого контроля не проводят, а меняют лишь периодически в определенном диапазоне яркость прицельной марки. Такое управление яркостью в каждом периоде может привести как к потере контраста, так и смене знака контраста на противоположный, что требует напряженной работы глаза и увеличения времени для наведения оружия на цель. Если операция поддержания упомянутого контраста автоматизирована, то для совмещения прицельной марки с целью затрачивается меньше времени, облегчается режим работы глаз, что позволяет повысить эффективность стрельбы по подвижной цели.

Необходимый контраст между прицельной маркой и окружающим цель фоном может быть достигнут путем получения информации о яркости фона в поле зрения, согласованном с угловым размером цели, так как последним этапом наведения оружия является совмещение прицельной марки с целью, а следовательно, и обеспечение необходимого яркостного контраста между прицельной маркой и целью. Поэтому для решения этой задачи используют оптический канал автоматического управления яркостью прицельной марки, ориентированный оптической системой в направлении цели и имеющей поле зрения согласованное с угловым размером цели. С помощью этого оптического канала регистрируют яркость фона в достаточно узком поле зрения и на основании этой информации формируют сигнал, по которому пропорционально изменению яркости окружающего цель фона производят корректировку яркости прицельной марки, обеспечивая необходимый контраст.

Однако при ориентации оружия на цель, движущейся в зоне действия яркого источника, например Солнца, когда самая яркая прицельная марка становится плохо различимой, имеется возможность проводить прицеливание по открытому прицелу, когда целик и мушка, рассматриваемые через коллиматорный прицел, совмещаются с целью.

При этом, естественно, и прицельная марка будет также совмещена с целью.

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может быть использовано в оружейных прицелах. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности ведения прицельной стрельбы по подвижной цели, уменьшение времени поиска, обнаружения и наведения оружия на цель. Сущность изобретения состоит в том, что поиск и обнаружение цели осуществляют через коллиматорный прицел, выполненный в виде одиночной линзы без оправы, источника света с прицельной маркой и оптического клина. При наведении оружия на цель проводят автоматическое поддержание контраста между прицельной маркой и окружающим цель фоном. 2 ил.

Способ ведения прицельной стрельбы по подвижной цели, включающий поиск цели, ее обнаружение и наведение оружия на цель с помощью коллиматорного прицела путем совмещения прицельной марки с целью, отличающийся тем, что поиск, обнаружение цели и наведение оружия на цель осуществляют работающими в согласованном режиме двумя глазами путем получения одним глазом непосредственной видимой информации о цели, а вторым глазом - точно такой же информации, прошедшей через коллиматорный прицел, который выполняют в виде одиночной линзы без оправы, источника света с прицельной маркой и оптического клина, а при наведении оружия на цель проводят совмещение прицельной марки с целью или одновременно совмещают прицельную марку и открытый прицел с целью, при этом проводят автоматическое поддержание контраста между прицельной маркой и окружающим цель фоном.