Устройство ночных прицелов, обращение с ними, уход и содержание
Общие сведения
1. Ночные прицелы предназначены для наблюдения за полем боя, обнаружения целей и ведения прицельной стрельбы в ночных условиях.
2. По принципу действия ночные прицелы, применяемые к стрелковому оружию и ручным гранатометам, подразделяются на подсветные ночные прицелы (ППН-1, НСП-2, ППН-2) и бесподсветные (НСП-3, ППН-3, ПГН-1, НСПУ).
Основные технические характеристики ночных прицелов изложены в приложении к настоящему Руководству.
Принцип устройства и работы ночных подсветных прицелов
3. В основу работы ночных подсветных прицелов положен принцип облучения местности (цели) невидимыми для глаза человека инфракрасными лучами и последующего преобразования отраженных от местных предметов (целей) невидимых инфракрасных лучей в лучи видимые, т. е. преобразования невидимого инфракрасного изображения в изображение видимое. Решение этой задачи осуществлено с помощью инфракрасного прожектора и электронно-оптического прибора. Объяснение некоторых специальных терминов дается в приложении к настоящему Руководству.
Схема работы ночного подсветного прицела показана на рис. 1.
Рис. 1. Схема работы прибора ночного видения, изготовленного на основе использования инфракрасных лучей
Находящаяся перед прицелом цель облучается невидимыми для глаза человека инфракрасными лучами, излучаемыми прожектором (прожектор закрыт фильтром, который пропускает только инфракрасные лучи и задерживает лучи, лежащие в видимой части сектора). Отраженные от цели инфракрасные лучи попадают в объектив прицела, который создает на фотокатоде электронно-оптического преобразователя невидимое инфракрасное изображение. Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) (рис. 2) невидимое инфракрасное изображение преобразует, в видимое изображение.
Рис. 2. Электронно-оптический преобразователь:
1 — фотокатод; 2 — электростатическое фокусирующее устройство; 3 — экран
Инфракрасные лучи, попадающие на фото-катод; выбивают с его поверхности электроны. Количество электронов, вылетающих из различных участков фотокатода, пропорционально количеству попавших на эти участки инфракрасных лучей, т. е. количеству лучей, отраженных от различных точек предмета (цели). Под действием высокого напряжения электроны, вылетевшие с фотокатода, устремляются через электростатическое фокусирующее устройство к экрану электронно-оптиче-ского преобразователя. Падая на экран, который покрыт тонким слоем люминесцирующе-го вещества, электроны заставляют его светиться зеленоватым светом. Яркость свечения экрана в каждой точке пропорциональна количеству электронов, упавших на него. На экране электронно-оптического преобразователя получается видимое изображение предмета (цели).
Применяемые в электронно-оптических преобразователях фотокатоды из окисей цезия чувствительны к видимым лучам, поэтому на их экранах можно получить изображение предмета цели, освещенного видимыми лучами,
4. Ночные подсветные прицелы состоят из следующих основных элементов:
— электронно-оптического прибора;
— инфракрасного прожектора;
— преобразователя напряжения;
— аккумуляторной батареи.
5. Электронно-оптический прибор (рис. 3) служит для преобразования невидимого инфракрасного изображения в изображение видимое и увеличенное. Он состоит из объектива, электронно-оптического преобразователя и окуляра, смонтированных в корпусе прибора.
Рис. 3. Схема электронно-оптического прибора:
1 — объектив; 2 — электронно-оптический преобразователь; 3 — окуляр
Объектив создает обратное невидимое инфракрасное изображение на фотокатоде электронно-оптического преобразователя.
Электронно-оптический преобразователь превращает обратное невидимое изображение в прямое видимое.
Окуляр увеличивает изображение, получаемое на экране электронно-оптического преоб-разорателя.
6. Инфракрасный прожектор (рис. 4) является источником инфракрасных лучей и предназначен для облучения местности (дели) инфракрасными лучами. Он состоит из лампы-фары, фильтра и корпуса.
Лампа-фара излучает видимые и инфракрасные лучи.
Рис. 4. Инфракрасный прожектора
1 — лампа-фара; 2 — корпус; 3 — фильтр
Фильтр инфракрасного прожектора поглощает видимые лучи и пропускает инфракрасные лучи с длиной волны до 1,2 микрометра. Он представляет, собой стеклянную пластинку, на внутренней поверхности которой наклеена окрашенная специальным красителем пленка.
1 микрометр = 0,001 мм. В ночных прицелах используются ближние инфракрасные лучи с длиной водны примерно от 0,8 до 1,2 микрометра.
Корпус служит для соединения частей инфракрасного прожектора.
7. Преобразователь напряжения служителя преобразования низкого постоянного напряжения аккумулятора (2—5 В) в высокое постоянное напряжение (18000 В), необходимое для работы электронно-оптического преобразователя.
8. Аккумуляторная батарея служит источником питания электронно-оптического прибора и инфракрасного прожектора. Она состоит из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно. В ночных прицелах применяются кадмиево-никелевые безламельные и серебряно-цинковые аккумуляторы.
Кадмиево-никелевая безламельная аккумуляторная батарея состоит из пластмассового корпуса, в котором помещаются два кадмиево-никелевых аккумулятора (рис. 5). Каждый аккумулятор состоит из положительных и отрицательных блоков и электролита.
Рис. 5. Кадмиево-никелевый безламельный аккумулятор:
а — общий вид; б — разрез; 1 — пластмассовый корпус; 2 — положительный блок; 3 — отрицательный блок;
4 — электролит; 5 — шины блоков; 6 — выводные клеммы; 7 пробки
Положительный блок собран из пористых пластин карбонильного никеля, пропитанного солями никеля. Отрицательный блок собран из пористых пластин карбонильного никеля, пропитанных солями кадмия. Блоки шинами соединены с выходными клеммами. Отрицательные и положительные пластины изолированы друг от друга перфорированной гофрированной пленкой из винипласта (сепаратором). Электролитом служит раствор едкого кали с примесью моногидрата лития. Один аккумулятор дает напряженяе, равное 1,2 В. Кадмиево-никелевые аккумуляторы работают при температуре воздуха от —50 до + 50°С.
Серебряно-цинковый аккумулятор (рис. 6) состоит из пластмассового корпуса, в котором помещаются положительные и отридательные электроды. Положительными электродами служат пластины из серебра, помещенные каждая в пакет из капроновой ткани. Отрицательными электродами служат пластины из окиси цинка, помещенные каждая в пакет из органической пленки с хорошей проницаемостью для электролита. Электроды плотно прижаты друг к другу и проводниками соединены с выводными клеммами. Электролитом служит раствор химически чистого едкого кали. Один аккумулятор дает напряжение, равное 1,5—1,6 В.
Рис. 6. Серебряно-цинковый аккумулятор:
а — общий вид батареи ЗСЦ-25; б — разрез аккумулятора; 1 — выводные клеммы; 2 — пробки; 3 — проводники;
4 — отрицательные электроды; 5 — положительные электроды; 6 — электролит; 8 — пластмассовый корпус
Серебряно-цинковые аккумуляторы достаточно хорошо работают при температуре воздуха от —20 до +50°С и при пониженном атмосферном давлении. Емкость обоих типов аккумуляторов при низких температурах воздуха снижается.
Аккумуляторы имеют либо герметически завинчивающиеся пробки, либо специальную горловину. Благодаря этому электролит не проливается при переноске и работе аккумуляторов в любом положении.
Аккумуляторные батареи имеют обозначения ЗСЦ-25, 6СЦ-2 и 2КНБ-2. Первая цифра в обозначении указывает число аккумуляторов в батарее (3, 6, 2), буквы означают сокращенное наименование аккумуляторов (СЦ — серебряно-цинковые, КНБ — кадмиево-никелевые безламельные) и последние цифры — емкость батареи в ампер-часах (25; 2).
9. Дальность видимости целей зависит от электронно-оптических характеристик прицела (чувствительность и разрешающая способность электронно-оптического преобразователя, диаметр и фокусное расстояние объектива) и светотехнических характеристик инфракрасного прожектора (осевая сила света лампы-фары, коэффициент пропускания фильтра).Чем больше диаметр объектива, тем больший световой поток попадает в прибор; чем больше фокусное расстояние объектива и разрешающая способность электронно-оптического преобразователя, тем более мелкие дели позволяет различать прибор. Чем больше осевая сила света лампы-фары и чем больше коэффициент пропускания фильтра, тем больше освещенность цели, а следовательно, и лучше видимость цели.
При работе в реальных условиях дальность обнаружения цели зависит, кроме того, от прозрачности атмосферы, степени естественной ночной освещенности, размера и характера цели, степени отражения от цели инфракрасных лучей, разницы в степени отражения инфракрасных лучей от цели и фона, на который проецируется цель, времени года и характера местности. Дым, туман, дождь и снегопад снижают дальность видимости.
Принцип устройства и работы ночных бесподсветных прицелов
10. В основу работы ночных бесподсветных прицелов положен принцип электронно-оптического усиления яркости изображения предметов (целей), получаемого в прицеле при естественной ночной освещенности местности.
Изображение наблюдаемого предмета (цели) малой яркости создается объективом (рис. 7) и проецируется сначала на фотокатоде, а затем поступает на экран электронно-оптического преобразователя. Яркость изображения предмета (цели) во много раз усиливается ЭОП и на экране получается достаточной для рассмотрения его глазом, В ночных прицелах между глазом и экраном помещается окуляр, который увеличивает изображение предмета (цели).
Рис. 7. Принципиальная схема построения изображения ночным бесподсветным прицелом:
1 — объектив; 2 — входной фотокатод; 3 — камеры ЭОП с фокусирующими устройствами;
4 — фотокатоды; 5 — электронно-оптический преобразователь; 6 — окуляр; 7 — выходной экран; 5 —экраны
11. Ночные бесподсветные прицелы (рис. 8) состоят из следующих основных элементов: объектива; электронно-оптического преобразователя; окуляра; высоковольтного преобразователя напряжения; механизма выверки и установки прицела; механизма светофильтров; механизма защиты прицела от засветки; диафрагмы; аккумуляторной батареи.
Рис. 8. Прицел ППН-3 (в разрезе):
1 — объектив; 2 — механизм выверки и установки прицела; 3 — лампочка; 4 — механизм светофильтров; 5 — ЭОП;
6 — высоковольтный преобразователь напряжения: 7 — окуляр; 8 — наглазник; 9 — механизм защиты прицела от засветки
12. Объектив создает в своей фокальной плоскости (в прицеле она совмещается с фотокатодом ЭОП) уменьшенное перевернутое изображение малой яркости наблюдаемого предмета
(цели).Объективы ночных прицелов (рис. 9) состоят из пяти линз, объединенных в две группы и смонтированных в корпусе. Передняя линза объектива прикрыта защитным стеклом.
Рис. 9. Объектив:
1 — передние линзы; 2 — пластина с призмой; 3 — проекционная система сетки; 4 — светофильтры;
5 — механизм защиты от засветки; 6 — задние линзы; 7 —диафрагма; 8 — защитное стекло и светофильтр
Внутри корпуса объектива помещаются: диафрагма, прозрачная пластина с призмой для проецирования сетки в поле зрения прицела, механизм защиты прицела от засветки и механизм светофильтров.
13. Электронно-оптический преобразователь предназначен для многократного усиления яркости изображения наблюдаемого предмета (цели), созданного объективом на фотокатоде, для оборачивания изображения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и построения его на экране.
В ночных бесподсветных прицелах применяются двухкаскадные электронно-оптические преобразователи (рис. 10), собранные в стеклянном баллоне, в котором создан высокий вакуум.
Рис. 10. Электронно-оптический преобразователь (ЭОП):
1 — входной фотокатод; 2 — вводы под фокусирующего напряжения; 3 — фокусирующие устройства; 4 — камеры; 5 — высоковольтные вводы:
6 — экраны 1-й и 2-й камер; 7 — фотокатоды 2-й и 3-й камер; 8 — выходной экран; 9 — подфокусирующне электроды; 10 — стеклянный баллон
Баллон делится на три камеры, при этом каждая из них является однокамерным электронно-оптическим преобразователем, состоящим из многощелочного фотокатода, фокусирующего устройства и экрана, покрытого со стороны фотокатода слоем люминесцирующего вещества (люминофора).
Лучи света, поступающие от предмета (цели) через объектив на фотокатод, выбивают с его поверхности электроны. Количество электронов, вылетающих из разных участков фотокатода, пропорционально количеству попавшего на эти участки через объектив света. Под действием высокого напряжения электроны фокусируются и приобретают большую скорость и летят к положительно заряженному экрану. На пути к нему они пролетают через фокусирующее устройство и собираются в отфокусированный и полностью перевернутый пучок лучей. Люминофор экрана под действием попавших на него электронов светится тем ярче, чем больше количество электронов и чем выше их скорость. В результате этого на экране получается прямое, видимое и усиленное по яркости изображение местности и цели. Цвет этого изображения желто-зеленый и зависит от состава люминофора экрана.
Вторая и третья камеры устроены так же, как и первая. При этом внешняя сторона пластин —экранов первой и второй камер является катодом второй и третьей камер. В этих камерах происходит второе и третье усиление яркости и оборачивание изображения. На выходном экране ЭОП (экране третьей камеры) получается прямое и достаточно яркое и четкое изображение.
Для обеспечения работы каждой камеры и электронно-оптического преобразователя в целом на экраны, фокусирующие устройства и на подфокусирующие электроды подается постоянный электрический ток различного напряжения. На фокусирующее устройство (диафрагму и металлизированную поверхность стеклянного конуса) и экран через высоковольтный ввод подается напряжение: в первую камеру + 9кВ относительно входного фотокатода, во вторую камеру +23 кВ, в третью камеру +38 кВ, На подфокусирующие электроды каждой камеры подбирается напряжение от —120 до + 120 В, с тем чтобы получить наилучшую разрешающую способность прицела.
14. Окуляр служит для увеличения изображения, получаемого на выходном экране электронно-оптического преобразователя. В ночных прицелах применяются четырехлинзовые симметричные окуляры (рис. 11) с 7,2-кратным увеличением.
Рис. 11. Окуляр:
1- линзы; защитное стекло
На корпус окуляра для удобства наблюдения и стрельбы надевается резиновый наглазник. В окуляр для осушки от влаги, поступающей в прицел в процессе эксплуатации, вставляется патрон осушки.
15. Высоковольтный преобразователь напряжения предназначен для преобразования электрического тока аккумуляторной батареи в постоянный ток высокого напряжения для питания электронно-оптического преобразователя. Он состоит из преобразователя напряжения, высоковольтного блока и делителя.
Преобразователь напряжения служит для преобразования постоянного тока аккумуляторной батареи низкого напряжения (3,7—4,5 В) в переменное высокое напряжение (7—8 кВ).
Высоковольтный блок предназначен для выпрямления и умножения переменного напряжения, полученного в преобразователе, в постоянное напряжение 38 кВ.
Делитель напряжения осуществляет подачу необходимого напряжения в каждую камеру электронно-оптического преобразователя.
16. Механизм выверки и установки прицела (рис. 12) служит для производства выверки прицела по высоте и боковому направлению, а также для установки необходимых углов прицеливания и ввода боковых поправок.
Рис. 12. Механизм выверки и установки прицела:
а — общий вид; б — разрез; 1 — лампочка подсветки; 3 — шкала; 4 — маховичок выверки по высоте; 5 9 — контакт;
10 — защитное стекло;11 — шкала; 12 — сетки; 2 — маховичок выверки по боковому иаправлению 8 — призмы;
6 — направляющая призма; 7 — сетка; стопорный винт; соединительный винт; 14 — пружина
Механизм выверки и установки прицела помещается на корпусе объектива и имеет: снаружи—маховички (колпачки) со шкалами и стопорными винтами; внутри — проекционную систему для проецирования в поле зрения прицела сетки с прицельными угольниками и вертикальными и горизонтальными делениями.
Проекционная система состоит из прозрачной пластины с призмой (помещается на оптической оси прицела), четырех линз, четырех призм, сетки и защитного стекла. Для освещения сетки в корпусе установлена лампочка.
При вращении маховичка выверки по высоте (барабанчика) происходит совмещение сетки с делениями вверх и вниз, т. е. вводятся углы прицеливания или необходимая установка прицела. Если стопорные винты на маховичке отпущены, то можно производить выверку прицела по высоте.
При вращении маховичка выверки по боковому направлению (бокового барабанчика) происходит смещение сетки с делениями вправо или влево. Если стопорные винты отпущены, то можно производить выверку прицела по боковому направлению.
На шкалах выверки деления нанесены через 0,5 тысячной, а цифры даны через одну тысячную. На маховичках (колпачке) выверки нанесены добавочные шкалы с делением в 0,25 тысячной, которые используются при приведении оружия к нормальному бою.
17. Механизм светофильтров (рис. 13) служит для получения максимальной контрастности изображения цели и повышения возможности работы прицела при различной ночной освещенности.
Рис. 13. Механизм светофильтров:
7 — диск; 2 — светофильтры; 3 — фиксатор; 4 — корпус объектива; 5 — рукоятка переключения; 6 — стеклянная пластинка
Набор светофильтров Б (белый; у прицела НСП-3 вместо него 3 — закрыто), Ж (желтый), К (красный) и Н (нейтральный) размещается в отверстиях диска, помещенного между задней линзой объектива и фотокатодом. Диск вращается с помощью рукоятки переключения.
Белая пластинка служит для работы с прицелом в темную ночь (безсветофильтра). Желтый светофильтр увеличивает контрастность изображения цели при слабом тумане и дымке, красный —при повышенной ночной освещенности. Нейтральный светофильтр применяется при работе с приделом в сумерки.
18. Механизм защиты прицела (рис. 14) от засветки пламенем собственного выстрела устанавливается в прицелах ПГН-1 и ППН-3. Автоматически при нажатии на спусковой крючок (в момент производства выстрела) он закрывает объектив сзади, преграждая световому потоку путь на электронно-оптический преобразователь.
Рис. 14. Механизм защиты прицела:
1 - пружина; 2 - ось; 3 - заслонка; 4 - крышка; 5 - сердечник; 6 - электромагнит
Благодаря этому исключается засветка придела пламенем собственного выстрела (очереди). Спусковой крючок при движении назад воздействует на переключатель, который замыкает электрическую цепь электромагнита механизма защиты, сердечник при этом втягивается в катушку и поворачивает заслонку, закрывающую объектив. После освобождения спускового крючка заслонка возвращается, под действием пружины в исходное положение, открывая путь световому потоку к фотокатоду.
19. Диафрагма (рис. 15) надевается на корпус объектива при выверке прицела днем или в сумерки, а также для наблюдения и ведения огня при высокой естественной освещенности. В диафрагме имеются два светофильтра и подвижные лепестки, с помощью которых при вращении кольца изменяется диаметр входного отверстия, т. е. регулируется количество света, попадающего в прицел.
Рис. 15. Диафрагма:
1 — подвижное кольцо; 2 и 7 — ограничители поворота подвижного кольца; 5 — светофильтры; 4— корпус; 5 — вырез; 6 — прижим; 3 — лепестки
Если при стрельбе при полностью открытом отверстии диафрагмы и белом светофильтре (Б) яркость изображения цели слабая, то диафрагму следует снимать.
20. Аккумуляторная батарея (рис. 16) служит источником питания высоковольтного преобразователя, лампы подсветки сетки прицела и механизма защиты прицела от засветки.
Рис. 16. Аккумуляторные батареи:
а - кадмнево-никслевая ЗКНБН-1,5; б — серебряно-цинковая ЗСЦС-1,5
Кадмиево-никелевая и серебряно-цинковая аккумуляторные батареи состоят из трех последовательно соединенных аккумуляторов, собранных в пластмассовом корпусе. Они помещаются в специальном отсеке прицела. Напряжение кадмиево-никелевой батареи 3,7 В, а серебряно-цинковой 4,5 В.
Емкость батарей 1,5 Ач, что обеспечивает в средних условиях примерно 6 ч работы прицела.
Аккумуляторные батареи имеют обозначения 3КНБН-1,5 и 3СЦС-1,5. Первая цифра указывает число аккумуляторов в батарее, буквы означают наименование аккумуляторов (КНБН — кадмиево-никелевый безламельный намазной и СЦС — серебряно-цинковый со средним режимом разряда) и последняя цифра—емкость батареи в ампер-часах.
Устройство кадмиево-никелевого и серебряно-цинкового аккумуляторов и температурные условия их работы изложены в ст. 8.
21. Дальность видения целей в ночные бес-подсветные прицелы увеличивается при более высокой освещенности местности (в светлую лунную ночь, сумерки), при перемещении целей и расположении их на светлом фоне. В пасмурные и темные ночи, а также при размещении целей на темном фоне (хвойный лес, пашня) или при действиях их в костюмах защитного цвета дальность видения в прицелы сокращается.
Наблюдение и стрельба из оружия с ночными прицелами ведутся, как правило, из устойчивых положений (лежа, с колена, стоя из окопа, из бронетранспортера с места).
Время работы прицелов без замены источника питания составляет: летом — 6—8 ч, зимой — 4—5 ч.