Технология прицелов “день-ночь”

ВОЛКОВ Виктор Генрихович,
кандидат технических наук, доцент
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИЦЕЛОВ “ДЕНЬ-НОЧЬ”.
Современные антитеррористические и специальные операции отличаются высокой динамикой и выдвигают жесткие
требования к прицелам для индивидуального оружия. Одно из главных требований – обеспечение круглосуточной
работы. В связи с этим в настоящем обзоре рассматривается технология построения прицелов “день-ночь”.
Наиболее простое и дешевое техническое решение для обеспечения круглосуточной работы – оснащение дневного
прицела мощным, но компактным осветителем (прожектором). В частности, прожектор Nite Tracker SU-200 [1] фирмы
Divecon (Россия) выполнен на базе ксеноновой лампы, работающей от напряжения постоянного тока =6 В. Прожектор
5
потребляет 20 Вт и обеспечивает силу света 2х10 кд. Лампа находится в фокусе параболического отражателя.
Дополнительно, для сужения расходимости луча прожектора, в передней части его корпуса установлена жаростойкая
линза. Сам корпус выполнен из пластмассы АВS, герметизирован, обладает повышенной прочностью и имеет
демпфирующее устройство для гашения ударных нагрузок, возникающих при выстреле. Прожектор установлен на
дневном прицеле в посадочное гнездо и жестко фиксируется в нем. Прожектор соединен с аккумуляторной батареей
(емкость 2,4 – 2,8 Ампер/час) с помощью шнура с водостойким нажимным выключателем. Кейс с батареей крепится с
помощью “липучки” к желаемой стороне приклада. С помощью “липучки” на цевье крепится в удобном месте
пластинчатый выключатель.
Зарубежный аналог такого прожектора – модель ORT-TLS 8 фирмы ORTEC (США) [2]. Прожектор имеет массу 0,3 кг,
габариты Ж45х95 мм, потребляет ток 0,7 А. Фирма International Technologies (Lasers) (США) разработала подствольный
осветитель-целеуказатель S-8, который подсвечивает цели ночью на дальности 100 – 150м [2]. Осветитель,
0
выполненный на базе галогенной лампы, имеет угол подсвета 0,7 на уровне половинной интенсивности излучения,
силу света 22500 кд, срок службы 100 часов, габариты Ж71х165 мм, массу менее 950 г, включая батарею питания
(фото 1). Та же фирма создала осветитель Set Beam на базе ксеноновой лампы с мощностью 150 Вт, который крепится
0
на оружии рядом с дневным прицелом (фото 2) [2]. Осветитель имеет угол подсвета, изменяемый в пределах от 0,3 до
0
6 , работает от напряжения =12 В (потребление по току – 17 А), =24 – 30 В или от ~220 В, имеет массу 3,2 кг (без
5
источника питания). Сила света осветителя 25х10 кд. Он оснащен инфракрасным (ИК) фильтром для работы с ночным
прицелом (в области спектра от 0,78 до 2,2 мкм) и может функционировать в импульсном режиме с частотой 7±1 Гц
при длительности импульса 400±50 мкс. Такой режим необходим для создания оптических помех противнику [2].
Фото 1. Подствольный осветитель-целеуказатель S-8
фирмы International Technologies (Lasers), США
Фото 2. Осветитель Set Beam
фирмы International Technologies (Lasers), США
БеЛОМО (Беларусь) разработало подствольные фонари для легкого стрелкового оружия – модели “Знич” (фото 3а) и
0
0
“Гюрза” (фото 3б) с дальностью действия 100 и 25 м, углом подсвета 30 и 43 , массой 330 и 120 г, габаритами
155х46х42 и Ж20х130 мм, напряжением питания =6 В и 3 В соответственно [3].
Фото 3. Подствольные фонари для легкого
стрелкового оружия производства БеЛОМО, Беларусь
а) “Знич”
б) “Гюрза”
Достоинством дневных прицелов с осветителем является ошеломляющее действие при его внезапном включении в
темноте и сравнительно малая стоимость. Например, модель Nite Tracken SU-200 стоит $70 – 80. Недостатком таких
прицелов “день-ночь” является демаскировка работы, высокое энергопотребление, значительные масса, габариты и
ограниченное время работы аккумуляторной батареи.
Ночные прицелы на базе электронно-оптических преобразователей (ЭОП) [4] с сильно задиафрагмированным
объективом могут работать и днем, но их дальность действия ограничивается сравнительно низкой разрешающей
способностью ЭОП и не обеспечивает естественной цветопередачи наблюдаемой сцены. Кроме того, ресурс работы ЭОП
3
ограничен – (2-3)х10 часов, а стоимость его высока. Поэтому работа ночного прицела на базе ЭОП в дневных
условиях допустима лишь для проверки работоспособности и обеспечения выверки. Для реализации круглосуточной
работы необходимо в ночной прицел ввести дневной канал.
Примером такого прицела “день-ночь” является модель ОВ-50 фирмы Sopelem (Франция) [5]. На фото 4 показано
крепление прицела на оружии. На рис. 1 – схема прицела, где 1 – дневной канал с плоским зеркалом, 2 – окуляр, 3 –
+
куб-призма, 4 – ЭОП поколения 2 или 3 [6], 5 – объектив ночного канала. Дневной и ночной каналы прицела
объединены с помощью куб-призмы (3) и имеют общий окуляр (2). Дальность опознавания в прицел ростовой фигуры
0
Х
человека при звездном свете – 500 м, угол поля зрения прицела – 11 , увеличение 3,2 , масса 900 г. Недостаток
Х
прицела – наличие куб-призмы, снижающей качество изображения. Кроме того, увеличение 3,2 для дневного канала
недостаточно велико. В связи с этим разработана схема более совершенного прицела “день-ночь” [7], представленная
на рис. 2, где 1 – объектив дневного канала, 2 – оборачивающая система дневного канала. 3 – полупрозрачное
зеркало, 4 – окуляр, 5 – ЭОП, 6 – объектив ночного канала. В качестве объектива дневного канала здесь используется
Х
центральная часть (1) диаметром 25 мм объектива ночного канала. Дневной канал имеет увеличение 6,6 при угле
Х
центральная часть (1) диаметром 25 мм объектива ночного канала. Дневной канал имеет увеличение 6,6 при угле
0
Х
0
поля зрения 6,5 , а ночной канал – соответственно 3,3 при 12 . Удаление выходного зрачка составляет 34,6 мм при
его диаметре для дневного канала 3,8 мм, для ночного – 5 мм. Полупрозрачное зеркало обеспечивает достаточно
+
высокое качество изображения в обоих каналах. Дальность действия при использовании ЭОП поколения 2 составляет
550 м, а масса прицела не превышает 2,2 кг.
Фото 4. Прицел “день-ночь” ОВ-50 фирмы Sopelem, Франция
Рис. 1. Схема прицела ОВ-50
Рис. 2. Схема прицела на базе ЭОП
На рис. 3 представлена схема прицела “день-ночь” с теми же параметрами, но с зеркально-линзовым объективом (1),
обладающим, по сравнению с линзовым, меньшей массой и лучшим качеством изображения. В нерабочем центральном
отверстии объектива (1) введен объектив (4) дневного канала. На рис. 3 позиция 2 – ЭОП, 3 – окуляр, 5, 6, 8 – плоские
зеркала, 7 – оборачивающая система, 9 – прицельная шкала. Масса прицела не превышает 1,95 кг, дальность действия
ночного канала – 600 м [7].
Рис. 3. Схема прицела “день-ночь” с зеркально-линзовым объективом
Прицел “день-ночь” ПДН фирмы ОАО ЗОМЗ (Россия) (фото 5) имеет угол поля зрения для режимов день/ночь
0
0
0
0
Х
соответственно 4 30' – 4 /7 20' – 4 , увеличение 2,5 – 6,2 , предел углового разрешения 6,5?ґ/50ґґ, массу 1,6 кг,
+
габариты 95х125х86 мм [8]. В прицеле используется ЭОП поколения 2 . Прицел ПОНД-4 ЦКБ Точприбор и НПП Техника
0
0
(Россия) имеет дальность действия 300 м (ночью при звездном свете), угол поля зрения 8 (ночь) и 6,5 (день), массу 2
0
Х
кг, напряжение питания 3 В [9]. Прицел “день-ночь” ЛОМО (Россия) имеет угол поля зрения 4,2 , увеличение 9 (день)
Х
и 6 (ночь), габариты 300х100х70 мм, массу 1,5 кг [10].
Фото 5. Прицел ПДН Загорского оптико-механического завода, Россия
Фирма Litton (США) разработала две модели прицела “день-ночь” AN/PVS-10 [11] на базе ЭОП 3 поколения. Одна
Х
0
Х
модель имеет увеличение 8,5 , угол поля зрения 2 , массу 2,04 кг, а другая модель – увеличение 12 , угол поля зрения
0
2 , массу 2,27 кг.
Фирмой ITT (США) разработан прицел “день-ночь” F4961 (фото 6) для различных видов индивидуального оружия [2]. В
нем объединен дневной коллиматорный прицел, создающий изображение красной светящейся точки на цели, с ночным
каналам на базе ЭОП поколения 3. Дневное и ночное изображение вместе с красной светящейся точкой, выполняющей
Х
0
роль прицельной марки, наблюдаются через один и тот же окуляр. Прицел имеет увеличение 1 . Угол поля зрения 40 ,
габариты 250х85х56 мм, массу 570 г, напряжение питания 3 В, время непрерывной работы до 20 часов. Для стрельбы
ЗУР Stinger фирма ITT создала прицел “день-ночь” F4960 [2]. В ночном канале используется ЭОП поколения 3. Окуляр
ночного канала выведен под правый глаз, а дневной коллиматорный прицел – под левый глаз оператора (фото 7).
0
Х
Прицел имеет дальность действия по самолету 7 км, угол поля зрения 23,5 , увеличение 2,26 , габариты Ж102х305 мм,
массу 1,9 кг, а с кронштейном крепления к оружию – 2,27 кг, напряжение питания 3 В, время непрерывной работы –
свыше 30 часов.
Фото 6. Прицел для индивидуального оружия F4961 фирмы ITT, США
Фото 7. Прицел F4960 для стрельбы ЗУР Stinger фирмы ITT, США
Оригинальная схема прицела “день-ночь” KN250 фирмы Simrad (Норвегия) с ночной зеркально-линзовой насадкой
показана на рис. 4 [12], где 1 – корпус ночной насадки, 2 – зеркально-линзовый объектив, 3 – ЭОП, 4 – призма с
крышей, 5 – оптика переноса, 6 – защитные стекла, 7 – зеркало с дихроичным покрытием, пропускающим видимый
свет, но отражающим в области спектра свечения экрана ЭОП, 9 – дневной прицел, крепящийся на оружии. Сплошной
линией на рис. 4 показан ход лучей в ночном, пунктиром – в дневном канале. Характер установки прицела на оружии
Х
показан на фото 8. Увеличение ночной насадки, образованной компонентами 1 – 4, составляет 1 , угол поля зрения
0
12 . Увеличение прицела в целом определяется увеличением дневного прицела (6), сопряженного с насадкой 1 – 4.
Унифицированное посадочное место сопряжения насадки с дневным прицелом позволяет сопрягать насадку с
+
различными типами прицелов. Масса насадки не превышает 790 г. В ней используется ЭОП поколения 2 или 3.
Рис. 4. Схема прицела KN250 фирмы Simrad, Норвегия
Фото 8. Крепление ночной насадки на прицеле
Однако ночные насадки могут быть установлены и в окулярной части дневного прицела, например, прицел
Dedal-DN510 2,5 – 7,3х50 фирмы Dedal-NV [13]. На рис. 5 показан прицел со сменными дневным и ночным модулями. В
состав ночного модуля входит объектив, ЭОП, окуляр. Сбоку к корпусу прицела крепится ИК-осветитель для работы в
полной темноте (мощность излучения 35, 75 или 200 мВт). Дальность действия прицела с ночным модулем 450 – 800 м
0
0
(с осветителем – 100 – 250 м), угол поля зрения может регулироваться в пределах от 5,2 до 12 , а увеличение – в
Х
Х
пределах 3 – 7,3 (ЭОП поколения 2) или 2,5 – 6 (ЭОП поколения 3). Дневной модуль имеет такие же углы поля
Х
зрения и увеличение, регулируемое в пределах 2,5 – 6 . Удаление выходного зрачка прицела составляет 45 мм.
Продольный размер прицела для режимов “день/ночь” равен 320/345 мм, масса – 810/850 г, напряжение питание
ночной насадки 3 В. Фирмой Dedal-NV разработан прицел Dedal-DN530 3,0 (3,7)х66 (пок. 2, 2+, 3) со сменными
насадками (фото 9). Уникальная высококачественная оптика обеспечивает большую дальность наблюдения (450 – 1000
м при низких уровнях освещенности и более 250 м в полной темноте с ИК-осветителем 75 мВт и 200 мВт). Угол поля
0
Х
Х
зрения – 10 , увеличение для режимов “день/ночь” – 3,0 /3,7 соответственно. Удаление выходного зрачка 50 – 70 мм.
Продольный размер прицела для режимов “день/ночь” – 305/74 мм, масса – 970/1060 г, напряжение питание ночной
насадки 3 В
Рис. 5. Прицел “день-ночь” Dedal-DN510 2,5 – 7,3х50
фирмы Dedal-NV, Россия
Фото 9. Прицел Dedal-DN530 3,0 (3,7)х66
Х
Прицел “день-ночь” F7201 фирмы ITT (США) [14] с насадками аналогичного типа имеет увеличение, изменяемое от 2,5
Х
0
0
до 10 и угол поля зрения, изменяемый от 6,8 до 2 . Масса прицела в режиме “день” 900 г, в режиме “ночь” – 1,3 кг,
продольный размер соответственно 336,5 и 350 мм. Фирма ITT (США) разработала прицел “день-ночь”, в котором
коллиматорный прицел TRIJICON A-COG сопряжен с ночным монокуляром AN/PVS-14 [15,16]. Монокуляр AN/PVS-14 на
0
Х
базе ЭОП поколения 3 имеет угол поля зрения 13 , увеличение 3 [16]. Такое же применение нашел ночной монокуляр
Х
0
MANTIS фирмы Litton (США). Его увеличение 1 , угол поля зрения 40 , масса 450 г [17]. Такое технологическое
исполнение обладает простотой, малой массой, но имеет и ряд недостатков. К ним относятся значительные продольные
габариты, неудобства, связанные с необходимостью замены насадок. Объектив дневного прицела рассчитан для
видимой, а не для ближней ИК-области спектра, что необходимо для ночного прицела. Это отрицательно сказывается
на качестве изображения. Кроме того, объектив имеет сравнительно малую светосилу (1:2 вместо 1:1,5 для
стандартного объектива ночного прицела), что снижает дальность действия ночного канала.
Значительное распространение получил прицельный комплекс, состоящий из лазерного целеуказателя и очков ночного
видения. Лазерный целеуказатель монтируется на оружии и пристреливается совместно с ним. Полупроводниковый
лазер целеуказателя формирует световое пятно на цели, излучая либо в видимой (красной) области спектра (630 – 670
нм), либо в ближней ИК-области спектра (820 – 850 нм). В первом случае пятно подсвета видно невооруженным
глазом, во втором случае – только через очки ночного видения. При стрельбе пуля попадает точно в цель, на которую
наведено световое пятно. Поэтому вместо обычного прицеливания достаточно совместить световое пятно с целью – и
можно открывать огонь. Прицельная стрельба может вестись из любого положения оружия, в том числе и при
движении. На фото 10 показан внешний вид стрелка с очками ночного видения на голове и с лазерным
целеуказателем, смонтированным под стволом автомата. На фото 11 показан лазерный целеуказатель, монтируемый на
целеуказателем, смонтированным под стволом автомата. На фото 11 показан лазерный целеуказатель, монтируемый на
пистолете, на фото 12 – обычные, на фото 13 – голографические очки ночного видения.
Фото 10. Внешний вид стрелка с очками ночного видения
и лазерным целеуказателем,
смонтированным под стволом автомата
Фото 11. Лазерный целеуказатель
для пистолета Glock
Фото 12. Обычные очки ночного видения
Фото 13. Голографические очки ночного видения
Световое пятно от лазерного целеуказателя, излучающего в красной области спектра, видно круглосуточно. Но для
видения ночью цели и окружающей ее местности нужны очки ночного видения. Обычные очки неработоспособны при
видения ночью цели и окружающей ее местности нужны очки ночного видения. Обычные очки неработоспособны при
воздействии световых помех (вспышки выстрелов, взрывов, пламя пожаров, свет фар и пр.) и автоматически
отключаются. Большей гибкостью в этом отношении отличаются так называемые голографические очки ночного
+
видения, например, модельHNV-1 фирмы OIP (Бельгия) [19, 20]. Очки HNV-1 выполнены на базе ЭОП поколения 2 или
0
0
3, имеют угол поля зрения 40х30 (ночь) и 100 (день), массу 800 г, напряжение питания 3 В. Недостатком таких
прицелов является малая дальность их действия, ограниченная возможностями очков ночного видения (150 – 250 м).
Недостаток всех рассмотренных выше прицелов “день-ночь” состоит в их неспособности работать при пониженной
прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад, дым и пр.). В таких условиях могут работать тепловизионные
прицелы для индивидуального оружия, выполненные на основе неохлаждаемых фокально-плоскостных матриц
ИК-фотодетекторов и работающие в средней ИК-области спектра 8 – 12 мкм, где рассеяние излучения в атмосфере
минимально. Поэтому такие прицелы работают при пониженной прозрачности атмосферы. Эти прицелы, реагирующие
на собственное излучение нагретых тел, работают круглосуточно. Примером может служить прицел SRTS фирмы Texas
Instruments (США) [21] (фото 14). Прицел имеет массу 1,6 кг, дальность действия по ростовой фигуре человека 1000 м,
0
угол поля зрения 8х4 . Энергопотребление 4 Вт при времени выхода на режим менее 10 с. Однако серьезным
препятствием широкого применения таких прицелов является их высокая стоимость. Реальная цена только отдельных
ИК-матриц составляет на 2001 г. $7 – 20 тыс., а цена прицелов на их основе достигает нескольких десятков тысяч
долларов [22]. Снижение средних цен на такие приборы не ожидается вплоть до 2006 г. [22].
Фото 14. Тепловизионный прицел SRTS
фирмы Texas Instruments, США
В связи с этим необходим поиск более дешевых устройств. В качестве них может быть использован телевизионный (ТВ)
прицел. Он состоит из телевизионной камеры, монтируемой на оружии и пристрелянной с ним и наголовного
ТВ-дисплея, монтируемого на шлеме стрелка. Современные ТВ-камеры на матрицах ПЗС имеют чувствительность,
-3
-5
доходящую от 3х10 до 2х10 лк, что соответствует возможностям ЭОП [23]. Такие камеры могут работать
круглосуточно за счет своей автоматически регулируемой в широких пределах чувствительности. Сигнал с ТВ-камеры
передается на ТВ-дисплей с помощью миниатюрной радиорелейной линии связи. Внешний вид стрелка, оснащенного
такой системой, показан на фото 15. В электронном канале ТВ-камеры формируется прицельная шкала и визирный
знак. Они наблюдаются вместе с изображением цели и местности на ТВ-дисплее. Стрелку достаточно придать оружию
знак. Они наблюдаются вместе с изображением цели и местности на ТВ-дисплее. Стрелку достаточно придать оружию
такое положение, при котором визирный знак совпадет с целью – и можно открывать огонь. Это дает те же
преимущества, что и применение комплекса лазерный целеуказатель + очки ночного видения, но при работе в
пассивном режиме. Кроме того, дальность ограничивается теперь не возможностями очков, а ТВ-системы и достигает
400 – 600 м. В ТВ-канале возможно эффективное подавление световых помех. Допустима дистанционная передача
изображения. Но главное – возможна стрельба из укрытия – незащищенными остаются только руки стрелка,
удерживающие оружие. Стоимость подобного комплекса не превышает $1000 – 1500, т.е. приближается к стоимости
очков ночного видения. Примером такого ТВ-прицела может служить модель F2000IW фирмы Pilkington
(Великобритания) [24],а также прибор Аргус-21 [25] с дальностью обнаружения ростовой фигуры человека в звездную
0
ночь 350 м при угле поля зрения 8 – 10 , напряжении питания =12 В, габаритах и массе ТВ-камеры Ж40х160 мм и 1,5
кг, а ТВ-дисплея – соответственно 210х195х110 мм и 0,5 кг. В перспективе вместо ТВ-камеры может быть использована
тепловизионная камера, о которой уже говорилось выше, когда ее стоимость окажется на приемлемом уровне. В этом
случае получим всепогодный прицельный комплекс “день-ночь”.
Фото 15. Внешний вид стрелка, оснащенного ТВ-прицелом
Таким образом, существует достаточное количество типов прицелов “день-ночь”, обладающих различными
возможностями, но думается, что наиболее перспективны прицелы, допускающие безопасную стрельбу из укрытия.
Литература.
1. Nite Tracker SU-200. Проспект фирмы Divecon, РФ, М., апрель 2001 г.
2. Janeґs Infantry Weapons1999 – 2000, USA, рр. 720, 749, 765, 796.
2. Janeґs Infantry Weapons1999 – 2000, USA, рр. 720, 749, 765, 796.
3. Каталог на прицелы для стрелкового оружия. Белорусское оптико-механическое объединение. Беларусь, Минск,
2000 г.
4. Саликов В.Л. Айсберг высоких технологий отечественного ВПК. Обзор рынков приборов ночного видения
российского производства//Специальная техника, 2000 г., № 3, с. 2 – 12.
5. Pengelley R., Hewish M. Fighting the 24-hour battle. 1987, No. 8, рр. 1101 – 1105.
6. Саликов В.Л. Приборы ночного видения: история поколений//Специальная техника, 2000 г., № 2, с. 40 – 47.
7. Волков В.Г., Добровольский Ю.А., Кощавцев Н.Ф., Кускова М.А., Леонова Г.А. Малогабаритные дневно-ночные
приборы наблюдения//Прикладная физика, 2000 г., № 5, с. 50 – 53.
8. Прицелы охотничьи ПНП-1, ПНП-3, ПДН. Проспект ОАО “ЗОМЗ”, РФ, М.обл., Сергиев Посад, 2000 г.
9. Дневной/ночной прицел ПОНД-4. Проспект ЦКБ Точприбор, РФ, Новосибирск, 2000 г.
10. Прицел ЛОМО круглосуточного действия. Проспект ЛОМО, РФ, Санкт-Петербург, 1995 г.
11. AN/PVS-10. Day and Night Sniper Sight. Проспект фирмы Litton, США, 1997 г.
12. Simrad KN 200/KN250. Проспект фирмы Simrad Optronics, Норвегия, 1999 г.
13. Day/Night Vision Riffle Scope Dedal-DN510 2,5-7,3x50. Проспект фирмы Dedal-NV, РФ, М., 2000 г.
14. ITT F7201 modular day/night weapon sight. Проспект фирмы ITT, США, 2000 г.
15. Reflex sight. Janeґs International Defense Review, 2001, No. 1, р. 61.
16. AN/PVS-14. Monocular Night Vision Devise (MNVD). Проспект фирмы ITT, США, 1997 г.
17. Multi-Adaptive Night Tactical Imaging System (MANTIS). Проспект фирмы Litton, США, 1997 г.
18. Night Vision Goggles.Проспект фирмы Litton, США, 1997 г.
19. New goggles provide better night vision. Laser Focus World, 1990, Vol. 26. No. 5, р. 82.
20. HNV-1 Goggles.Проспект фирмы OIP Optics, Бельгия, 1992 г.
21. SRTS-Sniper Sight. Проспект фирмы Texas Instruments, США, 1990 г.
22. Ушакова М.Б. Тепловизоры на основе неохлаждаемых микроболометрических матриц: современное состояние
зарубежного рынка и перспективы развития. ГУП “НПО “Орион”, РФ, М., 2001 г.
23. Куликов А.Н. Телевизионное наблюдение в сложных условиях//Специальная техника, 2000 г., № 5, с.13 – 19.
24. Cutshaw C.O., Pengelley R. Infantry weapons aim at integration age. Janeґs International Defense Review, 2000, Vol. 33,
No. 10, рр. 46 – 53.
25. Ночной телевизионный визир Аргус-21. Проспект фирмы КТИ ПМ СО РАН, РФ, Новосибирск, 1995 г.