Оптический прицел с произвольным увеличением

к.т.н. А. Гаврилов, к.т.н. Ю.Хмельщиков

Всем хорошо известно, как тяжело навести на объект внимания телескопическую систему с большим увеличением. Причина здесь кроется в том, что пропорционально увеличению уменьшается поле зрения. Поэтому и приходится долго «водить» трубой в поисках выбранной цели. Для устранения данного недостатка в стационарных системах, например, в астрономических телескопах, используют вспомогательную оптику с меньшим чем у основной увеличением, а, соответственно, с большим полем зрения. При этом сначала смотрят в трубу с меньшим увеличением, ориентируя основное устройство на интересующую область, и только затем переходят к работе уже непосредственно с ним.

Применение указанного приема в прицелах не представляется возможным. Дело в том, что за время перехода от системы с малым к системе с большим увеличениями положение оружия в пространстве может существенно измениться. Это будет верно даже в том случае, когда для такого перехода требуется просто перевести взгляд. Операторам, работающим в зоне проведения боевых действий, это хорошо известно. Даже закрепленная на штативе техника сбивается ударной волной. Что уж говорить о человеческом факторе.

Для демонстрации возможности решить очерченную проблему простыми аппаратными средствами было создано прицельное устройство-иллюстратор GS2X22 (Gavrilov's Sight, увеличение 2^х, входной зрачок 22 мм), реализующая способ прицеливания, защищенный патентом РФ № 2107878 (приоритет — 1996 год).

Принцип действия GS2X22 заключается в следующем. Материальный носитель информации о прицельном знаке совместно с элементом формирования его изображения в пространстве объектов прицеливания, а также поворотной и выносной призмами посылает в сторону глаза стрелка информацию о направлении прицеливания вне области экранирования сцены объективом дополнительной оптической системы. Благодаря конструкции поворотной призмы с этой информацией суммируется поступающая от дополнительной оптической системы информация об увеличенном изображении объекта, на который наведен прицел.

Глаз поднят высоко над прицелом вверх по стрелке «х» - наведение на естественно воспринимаемую цель по вынесенному маркеру (белое пятно в нижней части мишени). Расплывчатое изображение — это изображение автомата с прицелом.

GS2X22.	Промежуточное положение глаза. Видно, что на естественно воспринимаемое изображение цели наложено ее увеличенное изображение (контрольные точки обоих изображений совпадают). Дальнейшее перемещение глаза по стрелке «х» вниз приведет к тому, что будет восприниматься только увеличенное изображение цели с наложенным на него изображением прицельного знака.

Особенность обсуждаемой архитектуры прицела системы Гаврилова (ПСГ) заключается в том, что перемещая глаз по стрелке «х» стрелок выбирает с каким изображением цели или с каким сочетанием изображений цели) ему работать (с естественным, с увеличенным или одновременно и с тем, и с другим), перемещая глаз по стрелке «у», стрелок выбирает размер естественного поля зрения, а по стрелке «z» — поля зрения дополнительной оптической системы.

Настройка прицела выполняется таким образом, что при работе с наложением изображений их контрольные точки совпадают. Это обеспечивает чрезвычайное удобство перехода от естественно воспринимаемого изображения объекта прицеливания (невооруженным глазом) к его увеличенному изображению без прерывания фиксации внимания на цели.

Следуя описанной архитектуре, может быть построен оптический прицел с произвольным увеличением.

Действительно, возьмем, к примеру, прицел, необходимый для стрельбы на дистанции 2000 метров. Его увеличение должно составлять приблизительно 50^×, при котором поле обзора составит порядка 0,5°. Не вызывает сомнений, что «рыскание» таким прицелом в случае его построения по традиционной схеме займет уйму времени (тривиальное решение, связанное с фрагментацией поля зрения, активно используемое в компьютерных играх, здесь не рассматривается ввиду его очевидной порочности). Иначе обстоит дело с ПСГ. Выделив место возможной локализации цели, стрелок без труда, наблюдая за сценой невооруженным глазом, наведется на это место, используя вынесенный маркер, после чего, не прерывая фиксации внимания на выбранном месте, перейдет к его детальному рассмотрению с 50^х увеличением. В случае же необходимости стрелок мгновенно вернется к прицеливанию при естественном восприятии цели.

GS2X22 был изготовлен в конце 1998 г. Пробные испытания с ним были проведены летом 1999 года. В сравнении с традиционными оптическими прицелами с эквивалентным увеличением GS2X22 показал снижение более чем в четыре раза времени прицеливания по малоразмерным объектам.

Нами обнаружены также многообещающие возможности обсуждаемой архитектуры ПСГ в ее приложениях и к ночным прицельным устройствам (в основном связанные со снижением себестоимости последних в десятки раз), правда это выходит за рамки настоящей публикации. Обсуждение данного материала готовится в ближайших номерах журнала «Техника и вооружение».

Прицел GS2X22
1 — трехлинзовая дополнительная оптическая система — телескоп Галилея;
2 — выносная призма;
3 — глаз стрелка;
4 — поворотная призма (суммирующий элемент);
5 — двухлинзовый элемент формирования изображения прицельного знака в пространстве объектов прицеливания;
6 — материальный носитель информации