В современных системах прицельную марку дает светодиод и зеркальная или линзовая оптическая система. Во многих стрелковых прицелах формируется прицельная марка красного цвета, хорошо различимая практически на любом фоне, так что прицелы стали широко известны под именем «красная точка», хотя, в общем-то, цвет и форма прицельной марки в них могут быть различными. Регулировка яркости свечения прицельной марки позволяет приспосабливать прицелы к условиям освещенности и особенностям зрения стрелка.
Коллиматорный прицел ускоряет процесс прицеливания по сравнению с механическими. Проблемой является юстировка прицела, его надежность и время работы. Поэтому полезна, скажем, система, которая после разряжания батарейки прицела оставляет вместо красной точки черную – прицел становится оптическим с кратностью увеличения 1х.
Ночные прицелы
Возможность ведения боевых действий ночью, в условиях ограниченной видимости ценилась всегда. И всегда одной из главных проблем тут была возможность ведения прицельной стрельбы. О значении ночных прицелов свидетельствуют хотя бы постоянные упоминания их в оценках опыта второй чеченской кампании.
Крепящиеся на оружие съемные фонари-осветители, люминесцентные насадки или вставки для механических прицельных приспособлений предлагались еще в начале XX в. Но подлинное решение лежало в иной области спектра – инфракрасной. Инфракрасная (ИК) область спектра занимает диапазон длин волн от 0,7 до 3 мкм (ближняя или «коротковолновая» зона ИК диапазона) и от 3 до 5 мкм (начало средней зоны ИК диапазона). В основу работы таких оптико-электронных приборов положен принцип преобразования ИК изображения в видимое. Основой конструкции служит электронно-оптический преобразователь (ЭОП), общая схема которого была разработана еще в 1930-е годы В.К. Зворыкиным. Работа ЭОП основана на явлении внешнего фотоэффекта. Известно, что световой поток можно рассматривать и как электромагнитную волну, и как поток частиц – квантов. Способность квантов «выбивать» электроны с поверхности какого-либо вещества и определяет фотоэффект, причем «выход» электронов зависит от плотности и интенсивности светового потока. Волновые свойства света проявляются в зависимости от чувствительности вещества к фотоэффекту от длины световых волн.
ЭОП представляет собой электровакуумный прибор, на передней стенке которого нанесен полупрозрачный фотокатод, на задней – люминесцентный экран. ИК лучи, падая на фотокатод, выбивают из него электроны, которые ускоряются электрическим полем, фокусируются электронной линзой, образованной специальными электродами, и устремляются к экрану. Ударяясь в экран, они вызывают его зеленоватое свечение. Так на экране формируется видимая глазом «картинка».
Схема трехкамерного ЭОП с оптоволоконными системами: I, II, III – первая, вторая и третья ступень усиления; 1 – ИК излучение, 2 – волоконно-оптическое входное окно, 3 – фокусирующие электроды, 4 – волоконно-оптическая соединительная плата, 5 – волоконно-оптическое выходное окно, 6 – выходное изображение видимого диапазона, фосфорный (люминесцентный экран)
Для получения достаточно яркого изображения требуется либо подсвечивать местность ИК прожектором, либо дополнительно усиливать яркость, обеспечиваемую излучением ночного неба, светом звезд, Луны.
По первому способу работают так называемые «активные» приборы ночного видения («приборы нулевого поколения», как их иногда называют). К ним относились американский «Снайперскоп» и германский «Вампир» времен Второй мировой войны. Оба включали «телескоп» с ЭОП, ИК прожектор и носимый блок питания напряжением около 30 кВ. При кратности увеличения от 4х до 6х приборы действовали на дальности до 60 м, т. е. на дальностях ближнего боя.
Этот ранний этап развития приборов ночного видения характеризовался использованием ЭОП с кислородно-серебряно-цезиевым или кислородно-серебряно-цинковым фотокатодом и прожекторов на основе электрической лампы и ИК фильтром.
ЭОП нулевого поколения продержались на вооружении достаточно долго – тот же «Снайперскоп», например, оставался на вооружении армий ряда стран еще в 1960-е годы. Но к тому времени уже не были терпимы такие недостатки активных прицелов, как значительные размеры и масса, демаскирующее действие ИК прожектора, образование помех от пыли или тумана на краях поля зрения.
Среди пассивных (бесподсветных) приборов с усилением естественной ночной освещенности выделяют несколько поколений, отличающихся прежде всего типом электронно-оптических преобразователей. Тут стоит вспомнить, что означают некоторые приводимые далее характеристики. Так, коэффициент усиления света показывает, во сколько раз световой поток, наблюдаемый на выходе из окуляра ПНВ, превышает световой поток, поступающий на вход оптической системы прибора от объекта наблюдения. Как и для оптико-механических приборов, для оптико-электронных одной из главных характеристик является разрешающая способность. Разрешающую способность приборов, включающих ЭОП, чаще оценивают не в угловых величинах, а числом чередующихся светлых и темных линий (штрихов), укладывающихся на 1 мм испытательного объекта. Разрешающая способность зависит и от оптической системы прибора, и от разрешения ЭОП.
Итак, в бесподсветных приборах первого поколения (I) происходит многокаскадное усиление яркости (это был уже существенный шаг вперед по сравнению с ЭОП по схеме Зворыкина). Первые бесподсветные каскадные приборы ночного видения все еще отличались большими размерами из-за необходимости охлаждения ЭОП и высоковольтных источников питания. Решающий сдвиг здесь связан с введением многощелочного фотокатода, который имел большую чувствительность, на несколько порядков более низкий темновой ток и не требовал охлаждения. Вместе с дальнейшей работой по оптике и миниатюризацией источников питания это позволило создать новые стрелковые прицелы и при этом уместить весь комплекс прицела в одном корпусе.
Принцип работы усилителя на микроканальной пластине: 1 – фотокатод, 2 – микроканальная пластина, 3 – люминесцентный экран, 4 – стенка микроканала, 5 – электрод, 6 – выходной поток электронов, 7 – попадание первичного электрона, 8 – вторичные электроны
В нашей стране система ПНВ этого поколения сформировалась к концу 1960-х годов. Вошел в эту систему и ночной прицел НСП-3 для автомата. И все же ЭОП первого поколения был свойственен ряд недостатков. Они давали недостаточно яркую и контрастную «картинку». Разрешение получалось весьма неравномерным – 25–36 штрихов на миллиметр по центру и 5 штрихов на миллиметр по краю поля зрения. Прицелы были весьма чувствительны к засветке яркими источниками света – например, вспышкой выстрела. Да и стеклянные баллоны ЭОП были чувствительны к импульсу отдачи оружия.
Дальнейшая доработка, связанная с повышением ИК чувствительности и помехозащищенности приборов, увеличением поля зрения и т. д., привели к появлению в 1970-е годы новых ПНВ того же поколения, в число которых вошел и ночной универсальный стрелковый прицел НСПУ (1ПН34, тема «Альфа») с трехкаскадным ЭОП. Для предохранения от засветки в нем служит ирисовая (лепестковая) диафрагма. Для повышения контрастности изображения при наблюдении на зеленом фоне при повышенной освещенности служит красный светофильтр, при слабом тумане или дымке – желтый. Масса прицела – 2,2 кг, кратность увеличения – 3,5х, угол поля зрения – 5,4°. НСПУ позволяет вести ночью огонь на дальности прямого выстрела оружия. В лунную ночь или при использовании подсветки дальность возрастает, при низкой облачности, задымлении – сокращается. Усовершенствование ЭОП и переход в электрической части на малогабаритную элементную базу позволил сделать ПНВ легче и экономичнее (а время
