ЗРИТЕЛЬНАЯ ТРУБА Советский патент 1928 года по МПК G02B23/08 

Изобретение относится к такой зрительной трубе, преимущественно для подводных лодок (перископ), у которой светоприемное отверстие сделано подвижным относительно основного штатива трубы или относительно корпуса лодки, тогда как окуляр установлен в определенном положении на одной и той же высоте, не зависящей от положения в любой данный момент светоприемного отверстия.

Цель изобретения - осуществить возможность наиболее полного использования имеющегося в распоряжении вертикального пространства для перемещения выдвижной части трубы, несущей светоприемное отверстие, относительно штатива трубы. В настоящем изобретении указанная цель достигается тем, что несущая светоприемное отверстие жесткая труба так сдвигается но отношению к штативу, что нижний ее конец может быть опущен ниже окуляра. Таким образом, получается возможность практически использовать всю длину вертикального пространства, лежащего ниже светоприемного отверстия, и в то же время представить наблюдателю удобное положение при любой высоте светоприемного отверстия.

Оптическое устройство частей трубы, позволяющее осуществить такой сдвиг несущей светоприемное отверстие жесткой трубы относительно окуляра, может быть различно. Так например, можно осуществить сдвиг обычным путем между двумя телескопическими системами, входящими в состав оптической схемы прибора: если же в приборе имеется более двух телескопических систем, то можно производить сдвиг между каждой парой систем. Можно также жесткую трубу, несущую светоприемное отверстие, снабдить оптической системой с конечным фокусным расстоянием, и одновременно с передвижением этой жесткой части передвигать расположенный между этой частью и окуляром рефлектор, подводящий лучи окуляру, таким образом, что фокусная плоскость системы, помещенной в передвижной жесткой трубе и фокусная плоскость окуляра совпадают.

Изобретение пояснено прилагаемыми чертежами, при чем фиг. 1 показывает продольный, а фиг. 2 и 3 поперечные разрезы соответственно по линии АА и ВВ на фиг. 1 примерной конструкции прибора, у которого жесткая выдвижная часть, несущая светоприемное отверстие, снабжена оптической системой с конечным фокусным расстоянием. На фиг. 4 - показан продольный разрез варианта устройства, при котором прибор, построенный на том же оптическом принципе, имеет видоизмененное устройство механизма, передвигающего часть с об′ективом, на фиг. 5 и 6 показаны поперечные разрезы по линии СС и ДД на фиг. 4. Фиг. 7 и 8 изображают схематически продольные разрезы приборов с измененным оптическим устройством. Фиг. 9 изображает продольный разрез части прибора, оптическая система не показанного на чертеже об′ектива которого соответствует системе, изображенной на фиг. 7. Прибор этот позволяет наблюдателю обыскивать горизонт, не приближаясь к вращающейся об′ективной трубе.

В приборе, изображенном на фиг. 1-3, штативом является палуба или корпус 1 подводной лодки. В палубе 1 укреплена обычным образом направляющая втулка 2, в которой может двигаться жесткая труба 4, несущая светоприемное отверстие 3. Неподвижно укрепленные в трубе 4 линзы 5 образуют вместе одну оптическую систему с конечной длиной фокуса, дающую изображение в плоскости 6.

Жесткая труба 4 показана в своем самом нижнем положении, при чем нижний конец ее 7 находится ниже окуляра 8 и опущен в шахту, расположенную в нижней части лодки, доходя почти до дна лодки. Между нижним концом 7 жесткой трубы 4 и окуляром 8 расположены две отражательные призмы 9, 10, которые направляют в окуляр 8 лучи, идущие от светоприемного отверстия 3. Для того, чтобы прибором можно было пользоваться для постоянных наблюдений, необходимо, чтобы при любой высоте светоприемного отверстия, изображение отражаемого предмета, даваемое оптической системой 5, имеющей конечное фокусное расстояние, получалось в плоскости 6, которая является плоскостью изображений для окуляра 8. С этой целью, необходимо иметь возможность перестанавливать отражатели 9, 10 в зависимости от высоты, на которую выдвинута труба 4. Такая перестановка производится двумя парами бесконечных винтов 11, 12. Нижние концы винтов 11 (не имеющие нарезки) укреплены в тарелке 13, насаженной на ту часть прибора, которая поддерживает призмы 9, 10, при чем концы эти могут вращаться в тарелке, но не имеют движения вверх и вниз. На каждый из винтов 11 надета зубчатка 14, сцепляющаяся с зубчаткой 15, которая насажена поворотно на часть 16, несущую призмы 9 и 10. Зубчатки 14 приводятся в движение зубчаткой 15, которая в свою очередь приводится в движение шестеренкой 17, получающей, движение от шестеренки 18, насаженной на приводной вал 19. Вращая вал 19 мы приводим во вращение, одновременно оба винта 11. На каждом из винтов 11 имеется гайка 20 прикрепленная к корпусу трубы 21, неподвижно скрепленному с корпусом лодки. Вращение винтов 11 валом 19 влечет за собой поднимание и опускание призм 9, 10 по отношению к неподвижному штативу прибора (корпусу лодки). Пара винтов 12 соединена с тарелкой 13 точно так же, как и винты 11. Каждый из винтов 12 также снабжен зубчаткой 22, сцепляющейся с зубчаткой 15, так что при вращении зубчатки 15 вращаются винты 12. На каждом винте 12 насажена гайка 23, прикрепленная к нижнему концу жесткой выдвижной трубы 4. Вследствие того, что винты 12 укреплены в тарелке 13, получается, что при поднятии или опускании тарелки 13 вместе призмами 9, 10, одновременно происходит поднятие или опускание трубы 4. В виду того, что поднимание и опускание тарелки 13 происходит одновременно с вращением винтов 12, то в то же время происходит ввинчивание и вывинчивание винтов 12 из гаек 23 так, что, поднимая или опуская призмы 9, 10, сообщают жесткой трубе 4 двойное движение, т.-е., с одной стороны, движение благодаря продольному перемещению винтов 12, а с другой стороны, движение, получающееся вследствие вращения винтов 12. Поэтому, при каждом поднятии или опускания светоприемного отверстия 3, последнее перемещается на вдвое большую длину, чем призмы 9, 10, так что длина пути от светоприемного отверстия 3 до плоскости изображений 6 окуляра остается все время без изменения, и вследствие этого даваемое оптической системой 5 изображение рассматриваемого предмета всегда получается в плоскости 6 окуляра.

Движение трубы 4 имеет своим следствием изменение об′ема воздуха в корпусе трубы. Поэтому, если бы корпус был совершенно предохранен от проникновения наружного воздуха, то внутри корпуса трубы получалось бы увеличение или уменьшение давления, что было бы на практике связано с устремлением воздуха сквозь все зазоры корпуса трубы. При выдвигании трубы происходило бы попадание внутрь трубы, вместе с засасываемым воздухом, пыли и влаги. Чтобы этого избежать устроена камера 24, регулирующая давление воздуха.

В видоизмененном устройстве, показанном на фиг. 4-6, имеются те же оптические части, как п в устройстве, изображенном на фиг. 1-3. Эти части обозначены теми же номерами, как и на фиг. 1-3, с тою только разницей, что при этих номерах имеется апостроф. Несущая призмы 9¹, 10¹ часть 16¹ тоже снабжена тарелкой 13¹, в которой вращаются, не сдвигаясь, два винта 11¹. В данном случае, каждый из этих винтов снабжен двумя нарезками, левой и правой, помеченными цифрами 25 и 26. Нарезка 26 проходит сквозь гайку 20¹, укрепленную на трубе корпуса 21¹, так что вращение винтов 25, 26 сопровождается поднятием и опусканием призм 9¹, 10¹. Винты 26 снабжены защитными кожухами 30. На части нарезки 26 неподвижно насажено зубчатое колесо 27, которое может вращаться вместе с винтом и сцепляется с зубчатым колесом 28, которое прикреплено к корпусу гайки 20¹ так, что может свободно вращаться. Колесо 28 может приводиться во вращение приводным валом 29, посредством передаточных приспособлений, которые также обозначены цифрою 29. При каждом движении привода 29 происходят, следовательно, вращение винтов 25, 26 и вместе, с этим поднимание или опускание призм 9¹, 10¹. Части винтов 25 проходят сквозь гайки 31, укрепленные на нижнем конце жесткой выдвижной трубы 4¹. Благодаря такому устройству, труба 4¹ двигается не только при каждом продольном передвижении винтов 25, 26 и, следовательно, при перемещении призм 9¹, 10¹, но получает добавочное перемещение также и вследствие вращения части винта 25 в гайке 31. Благодаря двойному передвижению трубы 4¹, в описываемой конструкции прибора плоскость изображения даваемого оптической системой 5¹ постоянно совпадает с плоскостью изображений 6¹ окуляра.

В видоизмененной конструкции прибора, показанной на фиг. 7, выдвижная жесткая часть прибора, несущая светоприемное отверстие обозначена цифрой 32. Она имеет внутри телескопическую систему 33 и двигается в одном колене 34 U-образной трубы, во втором колене 35 которой помещается окуляр 36. Так как система линз 33 в трубе 32 является системой телескопической, то в данном случае трубу 32 можно двигать в колене 31 обычным для зрительных труб способом, при чем нет необходимости поднимать или опускать отражатель 37, отражающий световые лучи в окуляр 36.

В варианте конструкции, показанном на фиг. 8, выдвижная жесткая труба, несущая светоприемное отверстие, обозначена цифрой 38 и так же, как при конструкции, изображенной на фиг. 7, снабжена телескопической системой стекол 39. Эта труба двигается над отрезком трубы 40, снабженным телескопической системой 41. Отрезок 40 может двигаться в колене 42 U-образного неподвижного штатива, второе колено 43 которого содержит окуляр 44. Вследствие того, что оптические системы 39 и 41 телескопические, можно двигать трубу 38 над трубой 40, а трубу 40 двигать в колене 42, без необходимости изменять положение отражателя 45.

Конструкции, показанные на фиг. 7 п 8, обладают так же, как и конструкции согласно фиг. 1-6, тем преимуществом, что для передвижений трубы использовано целиком все имеющееся в распоряжении вертикальное пространство при том условии, что наблюдателю не надо много места. Такое достижение связано с тем обстоятельством, что окуляр так расположен сбоку по отношению к выдвижной части трубы, что подвижная или подвижные части прибора могут быть опущены ниже окуляра.

Только что описанное устройство, при котором жесткая труба, несущая светоприемное отверстие может быть опущена ниже расположенного сбоку от нее окуляра, представляет при обыскивании горизонта то неудобство, что при поворачивании трубы с об′ективом вокруг ее оси, часть несущая окуляр, так же приходится поворачивать вокруг оси об′ектива, если нежелательно получение перевернутого изображения, так что и наблюдатель должен передвигаться кругом оси об′ектива, т.-е. совершать довольно большой круг. Чтобы с′экономить место для наблюдателя, можно было бы устроить прибор по известному типу кругозорной трубы, вставляя на пути лучей от об′ектива к окуляру в определенном месте так называемый выпрямитель изображения, поворачиваемый соответственно углу поворота входного отражателя. Такое устройство прибора но типу кругозорной трубы является, однако, при некоторых условиях неудобным. На фиг. 9 изображен такой тип прибора, который позволяет обыскивать весь горизонт, при чем наблюдателю не приходится обходить самому вокруг об′ективной трубы. Как показано на фиг. 9, на которой изображена нижняя часть прибора, имеющего оптическую систему в непоказанной части такую же, как например, на фиг. 7, об′ективная труба 46 и окулярная труба 47 связаны между собой зубчатыми колесами 48, 49, 50 таким образом, что всегда одновременно вращаются в одну и ту же сторону, тогда как подковообразная труба 51, содержащая рефлектор, хотя и участвует в продольном передвижении трубы 46, но не участвует во вращательном движении. При таком устройстве направление взгляда наблюдателя всегда совпадает с визирным направлением прибора, так что очень удобно ориентироваться. При изменении визирного угла, наблюдателю приходится в отличие от конструкций, показанных на фиг. 1-8, обходить только вокруг окулярной трубы 47, а не вокруг об′ективной трубы 46, так что для наблюдателя требуется значительно меньший запас места. Для отражательной системы, помещающейся в части трубы 51, необходимо соблюсти условие, чтобы эта система при собственном поворачивании вокруг оси, параллельной оси вращения об′ектива или окуляра, не вызывала переворачивания изображения в его плоскости. Поэтому, отражательная система должна иметь непарное число отражающих поверхностей. В устройстве, показанном на чертеже, отражательная система состоит из одной трехгранной прямоугольной призмы 52 и одной призмы 53, имеющей форму ската крыши. Производимое призмами 52, 53 переворачивание изображения в одну сторону компенсируется обратным действием призмы окуляра 54, также имеющей форму ската крыши.

1. Зрительная труба, преимущественно для подводных лодок (перископ), в которой входное отверстие может передвигаться по отношению к корпусу трубы и в которой окуляр установлен на постоянной высоте или на высоте, не зависящей от степени поднятия входного отверстия, отличающаяся тем, что часть трубы, несущая входное отверстие, устроена передвижной таким образом, что ее нижний конец может быть опускаем ниже окуляра, и снабжена ниже окуляра отражателями 9 и 10 (фиг. 1. 2 и 3) или 9¹ и 10¹ (фиг. 4, 5 и 6) или 52 и 53 (фиг. служащими для направления в окуляр лучей, идущих из подвижной части, каковые отражатели устроены передвигающимися при наблюдении в трубу с тою целью, чтобы изображение постоянно оставалось в фокальной плоскости окуляра.

2. Форма выполнения означенной в п. 1 зрительной трубы с несколькими телескопическими выдвижными системами, отличающаяся тем, что часть 40 трубы, снабженная телескопической системой линз, устроена передвижной как по отношению в части 38 трубы, несущей входное отверстие и так же снабженной одной или несколькими телескопическими системами, так и по отношению к части 42, 43 трубы, несущей окуляр 44, с целью получения возможности изменения расстояний между линзами в двух местах параллельного хода лучей (фиг. 8).

3. Форма выполнения означенной в п. 1 зрительной трубы, отличающаяся тем, что подвижная часть трубы 4 (фиг. 1) или 4′ (фиг. 4), несущая входное отверстие, снабжена неизменно закрепленной в ней оптической системой 5 (фиг. 1) или 5′ (фиг. 4) с конечным фокусным расстоянием, и что расположенная между этой системой и окуляром 8 (фиг. 1) или 8′ (фиг. 4) отражающая система 9, 10 (фиг. 1) или 9^l, 10¹ (фиг. 4) устроена передвижною в зависимости от движения подвижной части трубы таким образом, чтобы фокальная плоскость оптической системы 5 (фиг. 1) или 5′ (фиг. 4) постоянно совпадала с фокальной плоскостью окуляра 8 (фиг. 1) или 8′ (фиг. 4).

4. Форма выполнения зрительной трубы, означенной в п.п. 3 или 2 с винтовым приводом для частей корпуса, отличающаяся тем, что винты 11 (фиг. 1, 2 и 3), приводящие в движение отражатель 9, 10, направляющий световые лучи в окуляр 8, устроены проходящими в неподвижном корпусе прибора (в корпусе судна) и связаны с винтами 12, приводящими в движение трубу 4 прибора, несущую входное отверстие, так что эти части могут вращаться и передвигаться продольно в зависимости друг от друга, и каждому передвижению отражателя, вызванному вращением его приводных винтов, соответствует, во-первых, определенное передвижение трубы, несущей входное отверстие, и во-вторых, некоторое добавочное передвижение последней трубы, получающееся вследствие одновременного вращения относящихся к ней приводных винтов.

5. Форма выполнения означенной в п. 4 зрительной трубы, отличающаяся тем, что приводный винт 11, служащий для передвижения отражателя 9, 10 и приводной винт 12, служащий для передвижения трубы 4, насажены рядом друг с другом на тарелкообразной части 13 корпуса отражателя и устроены вращающимися относительно тарелки и неимеющими перемещения в продольном направлении относительно ее и что эти винты устроены сцепляющимися, при посредстве зубчатых колес 14 и 22, со средним приводным зубчатым колесом 15 с тою целью, чтобы, вращая последнее, можно было приводить во вращение одновременно приводные винты 11 и 12 (фиг. 1, 2 и 3).

6. Форма выполнения означенной в п. 4 зрительной трубы, отличающаяся тем, что приводные винты 25, 26 (фиг. 4, 5 и 6), служащие для перемещения трубы 4, несущей входное отверстие отражателей 9, 10, устроены коаксиальными и снабжены направленной в разные стороны резьбой.

7. Форма выполнения означенной в п. 1 зрительной трубы, отличающаяся тем, что об′ективная труба 46 (фиг. 9), несущая входной отражатель, связана с окулярной трубой 47 таким устройством, что обе они могут вращаться одновременно в одинаковом направлении, тогда как корпус 51, несущий отражатели 52, 53, направляющие световые лучи в окуляр, устроен подвижным в осевом направлении об′ективной трубы 46, или же неподвижным и не имеющим вращательного движения.

8. Форма выполнения означенной в п. 7 зрительной трубы, отличающаяся применением отражающей системы 52, 53 (фиг. 9). расположенной в невращающемся корпусе 51 и состоящей из нечетного числа отражателей.