Автор: Александр Мухоненко, Ноябрь 2006Источник: журнал «Популярная механика»
В голливудских боевиках оружие участников перестрелок (а теперь уже и в сводках новостей автоматы солдат миротворческих и не очень сил) бывает оснащено необычными прицельными приспособлениями. В некоторых случаях они отдаленно напоминают «привычные» оптические прицелы с короткими тубусами и внутренней подсветкой. В других — выглядят пришельцами из будущего. Объединяет их лишь наличие линз и хорошо заметное в сумерках внутреннее свечение. Это и есть так называемые коллиматорные прицелы.
Коллиматорные прицелы очень удобны при стрельбе на небольшие расстояния
В то время как оптические прицелы являются неотъемлемой частью снайперского оружия и устанавливаются главным образом на сверхточные дальнобойные винтовки, коллиматорными прицелами оснащают преимущественно дробовики, скорострельное автоматическое оружие и даже пистолеты.
Но иногда в них приходится менять батарейки
Чтобы понять причины подобного различия сфер применения «оптики» и «коллиматоров», равно как и оценить достоинства последних, следует ознакомиться с наиболее распространенными прицельными приспособлениями — открытыми и оптическими прицелами.
Еще один тип искажений в простейших коллиматорных прицелах — это смещение цели за счет преломления на границе воздуха и светоделительной линзы (вверху). При использовании двухслойной линзы со светоделительным покрытием эффект можно минимизировать
Открытый прицел (часто называемый механическим) представляет собой комбинацию «мушка-целик». Наведение оружия на цель при его помощи осуществляется путем совмещения в поле зрения одного из глаз стрелка трех точек: прорези целика, мушки и непосредственно цели. Преимущества подобного прицела — крайняя простота и надежность. Сюда можно было бы добавить и широчайшие углы обзора, но, к сожалению, к перекрытой зоне видимости относится и часть самой цели, закрытая прицелом. Недостатком же оказывается расположение всех трех точек линии прицеливания на разном расстоянии от глаза, чем и обусловлена относительно низкая точность данного типа прицелов. Ведь человеческий глаз на коротких дистанциях имеет очень невысокую глубину резкости и при фокусировке взгляда на целике даже изображение мушки заметно расплывается, цель же может оказаться вообще плохо различима — и наоборот. Компромиссный вариант: взгляд фокусируется на мушке ценой снижения резкости как цели, так и целика. При другом способе прицеливания стрелку нужно поочередно концентрироваться на каждой из трех точек, что, в свою очередь, отнимает значительную часть времени на аккомодацию (перефокусировку) глаза и не позволяет быстро произвести прицельный выстрел.
В простейших коллиматорных прицелах (внизу) отражение от внешней поверхности линзы приводит к появлению сходящегося пучка и к ошибке прицеливания. При использовании линзы со светоделительным покрытием пучок получает параллельным, и прицел свободен от параллакса
Описанного недостатка лишен оптический прицел. Помимо его широко известного свойства визуально приближать цель, то есть увеличивать ее видимые размеры, он обладает еще одним крайне важным достоинством, о котором расскажем чуть позже.
Конструктивно подобный тип прицела представляет собой длиннофокусный объектив, имеющий глубину резкости от нескольких метров или десятков метров до бесконечности. Другими словами, глядя в окуляр прицела, стрелок одинаково резко видит как близкорасположенный объект, так и находящийся сколь угодно далеко. Говоря техническим языком, почти все предметы, видимые через оптический прицел, располагаются в одной фокальной плоскости. «Слепой» зоной остается только определенная дистанция непосредственно перед прицелом. Здесь уместно будет провести аналогию с классическими фотоаппаратами. При настройке объектива на расстояние, например, 3 метра резко будут видны предметы, расположенные на дистанции приблизительно от 2 до 4 метров. В данном случае 3 метра — это точка фокусировки объектива, а диапазон от 2 до 4 метров — его глубина резкости. При установке шкалы расстояний на «бесконечность» фокусировка производится на 8—10 метров, а глубина резкости «растягивается» от еще меньшей дистанции до бесконечности. Похожим способом настраиваются и оптические прицелы, с той лишь разницей, что для снижения отрицательного влияния параллакса (см. врезку) точку фокусировки прицела обычно делают достаточно удаленной (порядка 50—100 метров). Существуют и особые прицелы с регулируемым, как у фотоаппаратов, «фокусом».
Trijicon ACOG 3,5x35
В той же фокальной плоскости, что и все обозреваемое через прицел пространство, расположена прицельная сетка (делают ее самой разной формы — от простейшего перекрестья до сложных дальномерных шкал), что позволяет произвести сверхточное прицеливание, недостижимое для открытых прицельных приспособлений. Ведь в процессе совмещения участвуют только два элемента — «сетка» и цель: оба они резко видны и отлично контролируются. Да и то, что цель видна полностью, не перекрыта снизу прицелом, сказывается на корректности выстрела.
Не все прицелы со светящимися сетками или точками — коллиматорные. Для сравнения — схема оптического прицела со светящейся сеткой, расположенной в фокусе
На первый взгляд оптический прицел просто вне конкуренции. И это действительно так! Но только в жестко заданных рамках — когда требуется произвести сверхточный выстрел на предельную дистанцию по неподвижной или малоподвижной цели, а времени на прицеливание более чем достаточно. В любых других ситуациях достоинства «оптики» с лихвой уравновешиваются ее недостатками.
Trijicon TriPower
К одному из недостатков относится необходимость точного расположения глаза стрелка относительно прицела. Смещение зрачка в любую сторону от оси прицела на несколько миллиметров сразу искажает наблюдаемую картину — поле зрения теряет очертания правильного круга, а положение прицельной сетки перестает соответствовать точке попадания. Допустимое продольное смещение глаза относительно оптической оси имеет очень ограниченный диапазон.
Название этого прицела говорит само за себя. Прицельная точка в виде шеврона может подсвечиваться одним из трех способов: внешним светом, тритием или светодиодом
Главным же недостатком, особенно сильно проявляющимся в «оптике» с высокой кратностью, остается крайне ограниченный сектор обзора. Дело в том, что предметы, не попавшие в сектор обзора «оптики», располагаются в гораздо более отдаленных, нежели прицельная, фокальных плоскостях и в момент прицеливания видны крайне нерезко.
Поэтому при использовании «оптики», особенно с высокой кратностью, поиск даже неподвижной цели через окуляр отнимает много времени. А уж при нахождении и удержании в поле зрения подвижного или появляющегося на короткий период времени предмета эффективность «оптики» крайне низка. Для оружия ближнего боя из-за «слепой» зоны такой тип прицелов вообще неприменим.
Trijicon Reflex
А теперь вспомним общие задачи стрелка перед выстрелом: сначала максимально быстро обнаружить цель, затем в минимальный промежуток времени точно навести на нее оружие и удерживать его в таком положении вплоть до выстрела. Оружие, оснащенное открытыми прицельными приспособлениями, позволяет превосходно справиться с первой из задач (в этом случае поле зрения стрелка почти ничем не ограничено) и без всяких затруднений перейти ко второй, где и возникает сложность. При относительно быстром прицеливании сильно страдает его точность, а на более или менее точное наведение уходит существенно больше времени. Оптический прицел, в свою очередь, «пасует» именно в первой фазе — стрелку следует сначала обнаружить цель без помощи «оптики», лишь примерно навести на нее оружие, правильно расположить глаз относительно прицела и вновь перейти к поиску цели уже через окуляр. Вторая же задача производится почти идеально. «Почти» — потому что подвижная цель тут же пропадает из поля зрения «оптики», и стрелку вновь приходится возвращаться к первой фазе прицеливания.
Простой и надежный коллиматорный прицел компании Trijicon может поставляться в вариантах с различными прицельными марками — точками, треугольниками или шевронами
Легко понять, что, существуй идеальный прицел, он бы совершенно не ограничивал поле зрения человеческих глаз и указывал точную направленность оружия независимо от удаленности цели. Подобными качествами, пусть и с некоторыми оговорками, обладает коллиматорный прицел.
Коллимация — это процесс получения пучков параллельных лучей, соответствующих бесконечно удаленным предметам. Именно на нем и основан принцип работы подобного типа прицельных приспособлений.
Основные конструктивные элементы прицела — тонкостенная однократная линза, установленная под небольшим углом к линии прицеливания, и излучатель, формирующий (обычно посредством светодиода и диафрагмы) светящееся изображение прицельной марки, которая чаще всего представляет собой простую точку красного цвета, хотя существуют и более сложные ее варианты. На вогнутую сторону линзы нанесено светоделительное (полупрозрачное рефлекторное) покрытие, излучатель же располагается в фокальной плоскости образовавшейся собирающей линзы, но вне ее оптической оси. Подобная конструкция позволяет стрелку одновременно наблюдать как практически неискаженное пространство за линзой, так и изображение прицельной марки. Причем последнее обладает крайне любопытными свойствами.
Например, отразившись от вогнутой поверхности линзы, лучи от марки преломляются и приходят к зрачку параллельными, а не расходящимися. Так что результирующее изображение будет соответствовать бесконечно удаленному предмету. Как и у описанных выше оптических приборов, глубина резкости человеческого глаза растет в геометрической прогрессии с увеличением расстояния до точки фокусировки. Поэтому при концентрации стрелка на более или менее удаленной цели достаточно резко будет восприниматься и прицельная марка.
Еще интереснее другая особенность «коллиматоров». При наведенном на какую-либо цель оружии положение светящейся точки будет жестко связано не с корпусом прицела... а с самой целью! Если, глядя на цель через «коллиматор», перемещать голову вправо-влево, то окажется, что марка «плавает» внутри прицела, строго удерживая линию прицеливания.
В итоге стрелок, использующий коллиматорный прицел, одним глазом видит все окружающее его пространство, в том числе и цель, а другим — цель, яркую прицельную марку и почти все, за исключением перекрытой корпусом прицела области, окружающее пространство. За счет свойства подсознания объединять в одно целое изображения от разных глаз, конечная картина содержит и ничем не перекрытое, объемно воспринимаемое окружающее пространство, и прицельную марку. Для прицеливания требуется лишь совместить марку с видимой через прицел целью, не задумываясь о правильном положении головы, а после отдачи выстрела линия прицеливания хоть и смещается, но не «теряется», то есть остается полностью под контролем стрелка.
Параллаксом, применительно к оптическим прицелам, называют смещение изображения цели относительно изображения прицельной сетки при поперечном перемещении глаза стрелка относительно оптической оси прицела. Это явление — результат несовпадения фокальной плоскости прицельной сетки (соответствующей дистанции фокусировки прицела) с плоскостью изображения цели. Величина параллактической погрешности прямо пропорциональна удаленности цели от точки фокусировки прицела и диаметру объектива.
Существует и особый тип сверхточных оптических прицелов с отстройкой от параллакса. Их отличие от «обычных» заключается в регулируемой фокусировке и чрезвычайно сниженной глубине резкости.
Портит столь идиллическую картину лишь один эффект, вызванный кривизной поверхности линзы. Лучи, отраженные от разных точек ее поверхности, оказываются непараллельными, вследствие чего возникает явление, схожее с параллаксом у оптических прицелов. Впрочем, у лучших моделей «коллиматоров» максимальная погрешность прицеливания даже на дистанции 100 м составляет лишь 10-12 см. А относительно недавно появились и так называемые беспараллаксные (parallax-free), или двухлинзовые, прицелы, созданные на принципе зеркала Манжена, безошибочно указывающие на цель.
«Коллиматоры» делятся на открытые и закрытые. Первые легче и почти не закрывают поле зрения даже для «прицельного» глаза, но излучатель в них не защищен от окружающей среды, а в случае его загрязнения прицельная марка «расплывается» или даже смещается. Закрытые подобной болезнью не страдают, но заметно тяжелее, то есть сильнее изменяют баланс оружия. Почти всегда для использования в разных условиях освещенности прицельная марка имеет регулируемый автоматически или вручную уровень подсветки.
К питанию излучателя некоторые производители стремятся подходить творчески. Так, существуют прицелы вообще без светодиода и батарей. На некоторых моделях змеевидно расположенное на внешней поверхности корпуса оптоволокно в светлое время суток собирает свет и направляет его к прицельной марке (причем от внешней освещенности зависит и яркость точки), а в условиях сумерек работу продолжает специальный «тритиевый» элемент, гарантирующий непрерывное слабое свечение в видимом спектре на протяжении 15 лет.
К экзотическим типам «коллиматоров» стоит отнести модели с увеличением. Их преимущество перед оптическими — менее строгие требования к положению глаза стрелка относительно окуляра и стереоскопические («слепые») прицелы. Последние состоят из непрозрачного вогнутого зеркала, перед которым располагается неподсвеченная прицельная марка на контрастном фоне. Так, один глаз видит только пространство с целью, а другой — точку прицеливания. Объединение изображений достигается посредствам того же подсознания. Такие модели легки, компактны и надежны, но обладают весьма низкой точностью.
В заключение стоит упомянуть еще один тип прицельных приспособлений — голографический прицел, который из-за аналогичного способа работы также часто называют «коллиматором», хотя устроен он совершенно иначе. На прозрачной пластине, находящейся в корпусе прицела, записано голографическое изображение прицельной марки. При появлении опорного когерентного излучения голограмма проецируется далеко в пространство. Слабый эффект, схожий с параллактическим, есть и здесь — абсолютная точность прицеливания независимо от положения марки внутри прицела будет достигаться лишь на той дистанции, на которой создается изображение. Преимущество такого прицела перед настоящими «коллиматорами» заключается в возможности оперативной замены фотопластины с необходимой дистанцией записи голограммы. Недостаток — высокое энергопотребление и, как следствие, прямая зависимость времени работы от массы батарей, а также ухудшение изображения сетки при наблюдении ярких источников света непосредственно через прицел.
Александр Мухоненко
