Новые коллиматорные прицелы к стрелковому оружию

Прицел GS-3

Что такое коллиматорный прицел? Достаточно вспомнить, как во время ночной поездки вы ловите на лобовом стекле своего авто отражающиеся огоньки. Теперь представьте себе лобовое стекло фонаря самолета и специальный блик на нем, такой, что если путем маневрирования совместить его с целью, можно уверенно жать на гашетку. Вот собственно и все.

Именно с таким прототипом, но уже не для мелкокалиберных пушек БС-20, а для винтовки М16 мы и встретились на заре перестройки. И кто бы мог подумать, что хорошо всем известный коллиматорный прицел, успевший проявить себя в воздушных боях Второй мировой, словно оборотень примется вновь и вновь менять свое обличив и, пройдя путь от израильского Elbit- а с 50% пропусканием и зеркальной демаскирующей поверхностью до безбликового российского ВГА-50, обеспечивающего 100% пропускание света от цели, вдруг совсем не "спрячется" на оружии. Однако, по порядку.

А все началось с линзовых компонентов прицела, выполняющих роль лупы, через которую рассматривается прицельная сетка.

При проведении анализа характерных приемов ведения стрельбы для осуществления возможности использования коллиматорных прицелов ночью было предложено за счет увеличения (рис. 1) диаметра окуляра прицела, который строит изображение прицельного знака и пространстве объектов прицеливания, добиться необходимого расширения свободы положения глаза стрелка относительно оружия на момент начала прицеливания. Это был, хотя и тривиальный, но зато весьма действенный ответ на вопрос, каким образом после вскидывания оружия понять, как следует далее его ориентировать относительно цели, когда ни оружие, ни прицел не видно. То есть, куда, собственно, надо смотреть, когда нет привычного спасательного круга, коим является наглазник? Найденное частное решение обещало также и косвенное повышение эффективности применения таких прицелов при стрельбе в условиях дефицита времени, что (как видно на сегодняшний день к огромному несчастью для самих коллиматорных прицелов) впоследствии было подтверждено в ходе проведенных в ноябре 1992 г. полигонных испытаний экспериментального прицела ЛАЛ60Ехр-27, имевшего вместо типичного 15-ти миллиметрового 60-ти миллиметровый окуляр.

Несмотря на очевидную порочность найденного выхода из затруднительного положения, работы с "большими" окулярами не останавливались, поскольку наконец сталовозможным на простой и, что самое главное, дешевой элементной базе проводить исследования психо-физиологических особенностей процесса прицеливания во всем его многообразии.

Из рисунка видно, что размер трубки D, внутри которой из прицела выходят лучи опеределяет свободу положения глаза относительно прицела в момент прицеливания.

Столь заметное (в четыре раза) увеличение диаметра линзовых компонентов прицела потребовало особым образом компенсировать погрешности оптики. Пришлось перейти к оптическим схемам со специальным ходом лучей, минимизирующим погрешность наведения при стрельбе из различных положений (лежа, с упора, стоя и т.д.). Позднее прицелы с такой оптикой стали называть прицелами с исправленным параллаксом, первым представителем которых был 3GA45-2 (октябрь 1993 г.).

Должно быть и впрямь не бывает худа без добра. Продолжавшиеся три года бесперспективные работы по исправлению параллакса закончились не чем иным, как началом развития нового способа прицеливания! Не успели все свыкнуться с терминологией, связанной с новым поколением "простейших" оптических прицелов, как словно гром среди ясного неба появились коллиматоры, в которых окуляры стали выполнять еще и роль оптических процессоров, обеспечивающих бесконтактное мгновенное введение поправок на скорость движения цели и дальность до нес (первый такой прицел 3WGA-45 был испытан в феврале 1994 г.).

Здесь уже казалось, что с внешним обликом коллиматорных прицелов, определяющим их функциональные возможности, все обстоит благополучно и пора вернуться к решению задачи оптимального согласования системы стрелок-прицел. Но не тут-то было. И на этом преобразования оптики прицела не закончились.

В марте 1994 г. появляется и проходит испытания коллиматорный прицел с вынесенным маркером ВГА50, открывший новое направление в прикладной оптике и позволивший впервые осуществить разделение любого оптического прицела к стрелковому оружию на два независимых модуля: базовый, который на все случаи использования устанавливается на оружии, п наблюдательный, применяемый в зависимости от условий освещенности цели и дальности до нее. Прицел данной конфигурации получил название универсального при цельно-наблюдательного комплекса, основные отличия которого заключаются в отсутствии необходимости всякий раз при смене тактической задачи (стрельба днем, ночью, на большие дистанции и проч.) приводить оружие к нормальному бою и в снижении набора аппаратных средств, необходимых для решения задач наблюдения и прицеливания. И вот тут-то выяснилось, что принцип вынесенного маркера и является тем, что собственно искали. Оказалось, что он просто незаменим в огромном числе случаев боевого применения стрелкового оружия. Правда, для окончательного осмысления этого потребовалось еще два года испытаний в боевой обстановке (декабрь 1994 – октябрь 1995 гг.). Однако вернемся к этому несколько позже.

Примечательно, что модернизировалась не только оптика прицела. Серьезные перемены постигли и систему подсветки прицельного знака, и сам прицельный знак. Здесь в первую очередь необходимо отметить выделение нового класса коллиматорных прицелов – голографических (одним из первых представителей которых можно считать американский прицел Holodot). В голографических прицелах изображение прицельного знака, созданное при записи голограммы объективом с исправленным параллаксом и далее "зашитое" в толще фотослоя, будучи высвеченное специальным осветителем без дальнейшего преобразования оптическими компонентами, оказывается для стрелка на бесконечности. Несомненно, просто и красиво. Многообещающими также были и остаются работы, связанные с выбором формы прицельного знака, определяющей вероятность ассимиляции цели, (первым коллиматорным прицелом с прицельным знаком, отличным от точки был прицел 3WGA-45) и с выбором временных характеристик свечения прицельного знака, существенно влияющих на обнаружительную способность стрелка. Базовые испытания в данных направлениях были проведены с прицелом 3WGA- 45М (1995 г.). К сожалению тупиковой оказалась идея автоматического согласования яркости прицельного знака с яркостью объекта прицеливания, впервые реализованная в прицеле 3GA45-2M, перекрытая возможностью мгновенного бесконтактного согласования яркости прицельного знака и цели по желанию стрелка в прицелах с вынесенным маркером.

Оптика, электронный блок, излучатель и механизм выверки – вот четыре составные части коллиматорного прицела. Не остался в стороне и механизм выверки. В прицелах ВГА- 50 и ПСГ-3 он представлял собой уже не традиционное перемещение сетки в фокальной плоскости окуляра (со свойственными такому решению разгерметизацией и уводом прицельного знака к краю поля зрения), а поворот всего оптического узла относительно горизонтальной и вертикальной осей, соответственно пересекающихся н скрещивающихся.

…Одним словом, коллиматорный прицел к стрелковому оружию менялся, менялся и еще раз менялся. Что же он представляет собой сегодня, и чего ждать от него завтра? Перед тем как ответить на этот вопрос, обобщив сведения о данной технике, выделим два конкурирующих направления ее развития: первое – интегрирующие прицелы, для которых характерно то, что в глаз стрелка попадают лучи от объекта прицеливания с "наложенными" на них лучами от изображения прицельного знака (рис. 2), и второе – дифференцированные – лучи от объекта прицеливания и от изображения прицельного знака идут независимо и складываются лишь на сетчатке глаза пользователя. Посмотрим, как выглядят представители этих направлений.

3GA45-2 на СВД

Точной копией авиационных коллиматорных прицелов сороковых годов в плане идеологии построения несомненно являются призменно-линзовые (рис. 3). Линзовая система в них используется для формирования изображения прицельного знака, а призма (как лобовое стекло) – для наложения на него изображения цели. Налицо излишние почести прародителю.

Рис. 3. Призменно- линзовый прицел

Рис. 6. Схема работы дифференцированного прицела

Рис. 5. Голографический прицел

Рис. 7. Однокомпонентный прицел

Вообще, следует отметить, что "верность принципам" – это проблема всех интегрирующих прицелов, поскольку все они что-то отражают, что- то пропускают.

В зеркальном прицеле (рис. 4) роль системы формирования изображения прицельного знака и роль системы "наложения" выполняет один и тот же прозрачный двухлинзовый элемент, склеенная поверхность которого – интерференционное зеркало.

С точки зрения простоты конструкции привлекателен голографический прицел (рис. 5). Здесь все уже решается при помощи одной прозрачной для естественного света голографической фотопластинки, работающей на отражение. Отличие одно- и многоуровневых голо граф и чес к их прицелов связано с количеством плоскостей изображений прицельного знака, определяющим возможности оперативного введения поправок на параметры цели.

Необычна схема работы дифференцированных прицелов (рис. 6) – стрелок словно пытается заглянуть за прицел. К ней вам уж точно не подобрать аналогов, хотя в комплексе пользователь – оружие и можно найти и систему формирования и систему "наложения" (роль которых выполняют элементы прицела и, простите, глаза). Особое же внимание на схеме следует обратить на то, что в этих прицелах отсутствуют оптические узлы, через которые проходят лучи от цели.

Разделение на подтипы у дифференцированных прицелов осуществляется в зависимости от используемой системы формирования: в линзовых это традиционный линзовый объектив; в однокомнонентных – асферическая выходная поверхность излучателя и/или неоднородности показателя преломления его среды; в амплитудно-фазовых – дифракционная решетка; в интерференционных – интерферометр Фабри-Перро. Возможны также комбинации: например, на асферической выходной поверхности одпокомпонентного прицела может быть нанесена фазовая дифракционная решетка и т.д.

Среди коллиматорных прицелов самую простую схему имеет однокомпонентный прицел (рис. 7), представляющий собой залитую компаундом прицельную сетку. В таком прицеле излучатель связан в единое целое с системой формирования, т.е. физически прицел состоит из одного лишь излучателя!

Будем надеяться, что проведенного экскурса в принципиальные схемы коллиматорных прицелов достаточно, чтобы рассмотреть их в аспекте основных потребительских качеств (см. таблицу).

Одной из важнейших характеристик прицела является вероятность ошибки прицеливания. Имеется в виду вероятность возникновения ситуации, при которой стрелок убежден, что верно навел оружие на цель, хотя в действительности это не так.

Вероятность демаскировки при боевом применении прицела, определяет один из важнейших параметров стрельбы – время, которое стрелок "пожелает" отвести на обнаружение цели и наведение на нее оружия. Опуская очевидную жизненную важность данного параметра, отметим, что он также косвенно влияет на вероятность ошибки прицеливания.

Поле зрения и коэффициент светопропускания неразрывно связаны с вероятностью обнаружения цели и вероятностью удержания на ней внимания до произведения выстрела. В случае использования интегрирующих прицелов для расширения поля зрения можно конечно целиться и с открытыми двумя глазами (хотя вряд ли у кого это хорошо получалось на большие дальности или ночью), но при этом появляется вероятность возникновения ошибки прицеливания на порядок превосходящей типичные габариты цели, к тому же все равно перед глазами постоянно маячат конструктивные элементы прицела. С точки зрения коэффициента светопропускания запыление, запотевание, обмерзание и прочие безопасные для дифференцированных прицелов обстоятельства тотчас приводят интегрирующие в нерабочее состояние. На качество видения цели при использовании интегрирующих прицелов влияют также паразитные блики на поверхностях оптического элемента, через который приходится смотреть на цель.

Примечание Примерами интегрирующих прицелов являются в частности изделия типа "Red Dot" следующих фирм:

AimPoint. (США ) (Internet: http://www. aimpointusa.com/);

Aden Sales (США) (Internet: http://www.adcosales.com/ ):

Leupold Gilmore (США) (Internet: http://www.leupold.com/)

HoloDot (США).

В таблицу не вошли такие существенные параметры прицела, как габариты и масса. Дело в том, что, говоря о коллиматорных прицелах вообще безотносительно к конкретной реализации оценить эти параметры просто нельзя, хотя высказать некоторые соображения представляется возможным. Габариты прицела – очень "личный" показатель. Вообще, он указывает границы области применения (на какой вид вооружения и для каких тактических задач прицел можно устанавливать). В случае интегрирующих прицелов габариты оптической части определяют поле зрения, а при их уменьшения до 10 мм и коэффициент светопропускания. У дифференцированных прицелов габариты влияют только на его массу, в основном зависящую от массы оптической части, инерция которой накладывает требования на запас прочности всей остальной конструкции и на жесткость установочного места на оружии. Остановимся на небольшом примере. Масса оптической части типичного однокомпонетного прицела составляет 0,5 г, что в 50 .. 100 раз меньше массы оптических узлов самых легких интегрирующих прицелов.

Полагая, что выводы из приведенного выше материала в отношении того, какой тип коллиматорного прицела представляет больший интерес очевидны, покажем во что же выливаются его характеристики.

Наша последняя разработка – однокомпонентный оптико-электронный прицеле GS-3. Габариты – 9x3x3 см3 . Вес – 60 г. GS-3 обладает всеми преимуществами прицелов с вынесенным маркером: работоспособен при сильном загрязнении оптических поверхностей, позволяет прицеливаться при 100% пропускании света от цели, обеспечивает мгновенное бесступенчатое бесконтактное согласование яркостей цели и прицельного знака но желанию стрелка, обеспечивает возможность использования современных приемов ведения стрельбы в условиях плохой видимости и ночью, совместим с ночными очками и телескопическими системами, не обнаружим никакими спецсредствами разведки и не ограничивает естественное поле зрения при прицеливании. Время его непрерывной работы порядка 1000 ч. Он может быть установлен на любое оружие, имеющее прицельную планку.

И еще одна особенность GS-3. При эквивалентном диаметре окуляра 7 мм свобода положения глаза относительно оружия, при котором возможно начало прицеливания, составляет 70 мм (!). Для сравнения рекомендуем вновь обратиться к первому рисунку. Просто, как это часто бывает, оказалось, что решение здесь надо было искать совсем с другой стороны.

Теперь уместен вопрос, а на сколько близко в случае с прицелом GS-3 удалось подойти к предельным характеристикам коллиматорного прицела? Постараемся на него ответить.

Демаскировка зеркального прицела ( "Кобра" ) Полигон в Ярославле

Прицел GS-3 на кронштейне от ИГЛ

Отпоэлектронная часть однокомпонентного прицела в сравнении с 7,62 мм нулей (масштаб)

Опыт разработки, изготовления и испытаний прицелов серп» ЛАЛ, GA, WGA, ВГА, ПСГ и GS позволяет нам сделать следующий прогноз.

В 21 веке дифференцированные прицелы станут таким же естественным атрибутом оружия, как целик и мушка. Помимо того, что они значительно расширяют область возможного применения стрелкового оружия причина здесь кроется и в их сверхвысокой технологичности (но трудоемкости изготовления оптическая часть однокомпонентного прицела эквивалентна светодиоду). Так, предприятие из нескольких десятков служащих на площади в несколько coт квадратных метров за год сумеет оснастить такими прицелами не одну армию мира (даже из расчета но 10 прицелов на каждую единицу стрелкового оружия). При этом для пользователей будет полностью решена проблема стрельбы в сумерки и ночью в том числе и с очками ночного видения.

Существенного изменения основных параметров прицела ожидать к сожалению не приходится. Детальный анализ конструктивных возможностей показывает, что обеспечение требуемой жесткости и точности механизма выверки (30мм/100м) накладывают следующие физические ограничения на параметры прицела: габариты – 2,5x1,5x1,0 см³ , вес не менее 15 г, т.е. габариты и масса прицела изменятся разве что в три – четыре раза.

Дополнительно к тем возможностям, которые были перечислены для прицела GS-З, у коллиматорных прицелов 21 века добавится возможность работы от рассеянного внешнего света, причем в дополнение, а не в противовес к работе собственного излучателя.

Правда, не обязательно ждать 21 века. Уже сегодня не видно технологических препятствий выпуску нового поколения коллиматорных прицелов.

Конечно тяжело предсказать, как поведет себя столь сложноорганизованный мировой рынок. Одно ясно наверняка – у киношников эти прицелы никогда не будут пользоваться спросом.

Михаил НИКОЛЬСКИЙ