打造士兵“慧眼”:枪用光学瞄准镜探索之旅
2023-07-06蔡保杰鄢家鑫钟柏林
蔡保杰 鄢家鑫 钟柏林
枪用光学瞄准镜,亦称光学瞄准器、光学瞄准装置(opticalsight),其起源已经很难考证。据说至少在16世纪的欧洲,就已经有人尝试在枪托上固定眼镜镜片。有文献记载,在19世纪以前,火器上已经有了望远镜式的瞄准器,可用于在弱光条件下的瞄准。
到了1840年代,一些美国枪械技工开始制造配装光学瞄准器的枪械。1848年纽约州的摩根·詹姆斯设计出一种与枪管同样长度的管形瞄准器,该瞄准器的后半部安装有玻璃透镜,并设有用于瞄准的十字线。后来,类似的瞄准器在美国内战期间得到应用。但真正具有实用价值的枪用光学瞄准镜,则诞生于1904年,由德国的卡尔·蔡司研制,并在一战期间使用。在二战期间,枪用光学瞄准镜开始发展成熟。
枪支配装光学瞄准镜后,士兵的远距离杀敌作用增强,大大提升了打击效率,震慑了敌心理。随着信息化时代的到来,枪用光学瞄准镜的智能化水平越来越高。随着军事科技的不断发展,枪用光学瞄准镜的制造也日渐精密。同时,它被“注入”更多新功能,例如,可实现对方向偏差量的修正及概略测距等。在战场上,射手们凭借性能优异的枪用光学瞄准镜和过硬的军事素质,不断刷新着狙击纪录。
美国Linux 电脑化瞄准镜外观
加装Linux 电脑化瞄准镜的枪械操作非常简单,一些使用过的用户都表示这种新武器非常容易上手
發展历程
为了在狙击作战中处于相对优势,各国寻找“慧眼”之旅从未止步。在战火的“引燃”下,世界各国的研发人员反复尝试、不断论证,并将枪用光学瞄准镜一次次送交战争和战斗中“淬火”,其通过一边暴露问题缺陷、一边改善结构性能的不断“扬弃”,朝着“成像更清晰、使用更便捷、性能更稳定”的方向迈进。
至今,枪用光学瞄准镜逐渐形成望远式瞄准镜(Telescopicsight)、准直式瞄准镜(Collimatingopticalsight)、反射式瞄准镜(Reflexsight)、全息瞄准镜(HolographicSight)等种类。
望远式瞄准镜
望远式瞄准镜是光学瞄准镜的“鼻祖”。它通过物镜形成目标的实像,并让目标的实像形成在目镜的焦距附近,再经过目镜映入射手的眼帘。这类瞄准镜的透镜经由机械装置的带动可发生偏转,能调节焦距,实现放大缩小、高低修正等功能。
准直式瞄准镜
准直式瞄准镜运用“双眼视像重叠原理”完成瞄准。通俗地讲,在射手一只眼睛盯着目标,另一只眼睛盯着瞄准镜中的红色亮点时,由于人的双眼视觉具有协调、准确、均衡的同时工作能力,会自然地将双眼所见的图像合二为一,从而实现双目瞄准、迅速射击。
准直式瞄准镜是在反射式瞄准镜出现之前流行的一种近战快速瞄准镜,性能更好的反射式瞄准镜出现后,准直式瞄准镜就落伍了。但由于这种瞄准镜的价格比反射式瞄准镜低得多,因此现在还未完全退出市场。
以色列 M21 瞄准镜外观
以色列M21 瞄准镜可配备不同的导轨安装在多种枪支上使用,满足实战、比武、训练等速射需求
反射式瞄准镜
反射式瞄准镜亦称为红点瞄准镜或光点瞄准镜,当然,并非所有的反射式瞄准镜都是采用红点或光点,有些会采用十字线、光环甚至其他标志。
反射式瞄准镜是由其照明系统发出的光线通过分划板,然后在析光镜上形成红点或圆环等瞄准标志,并反射平行光进入人眼,同时人眼透过析光镜看到目标,当瞄准标志与目标重叠时,即完成瞄准。由此可见,射击时,射手只需将红点对准目标即可,即使射手的视线不在瞄准镜的中轴线上,也不会影响射击精度。
反射式瞄准镜在近战中的表现比准直式瞄准镜更加优异,不仅能够帮助射手迅速瞄准目标,还能确保射手对周边战场态势进行有效监控。反射式瞄准镜还可以实现“以动打动”,即处于移动状态的射手能够实现对移动目标的瞄准射击。
全息瞄准镜
全息瞄准镜全称激光全息衍射式瞄准镜,其因为采用光线衍射原理,从而使射手从瞄准镜中观察到的目标在一定范围内更加清晰。
全息瞄准镜的关键部件是全息光学元件,该元件可理解为就是全息瞄准镜的屏幕。在反射式瞄准镜上看到的红点是光源的光照射到分划板上再经由分光镜的曲面反射到人眼中形成的虚像。而在全息衍射瞄准镜上看到的红点则是用全息摄像/显像技术产生的分划板的全息图像。
全息瞄准镜的分划标志(即分划板上的瞄准标志为红色圆环,环内设有红点)是一个位于瞄准镜前方无限远处的衍射像,并不位于瞄准镜内部。分划标志虚像成像于全息光学元件的目标方向的平面上,射手的眼睛从全息光学元件的另一面透过屏幕观察目标。当分划标志中心与目标重合时,就可以实现精确瞄准射击。
全息瞄准镜采用两点一线瞄准方式,而不是传统的三点一线瞄准方式。其不需要物镜,是一种革命式速瞄瞄具,瞄准快而且射击精准。使用过程中,可以让射手在锁定目标的同时看到目镜(即屏幕)上的瞄准标志,即便在枪支后坐或目标快速移动时也能不间断地将瞄准标志压住目标。全息瞄具也不妨碍机械瞄具的使用,当全息瞄具不工作时,射手可通过机械瞄具进行瞄准。
加装在步枪上的俄罗斯PKM-75 高性能准直式瞄准镜状态
知其所来,明其所往
智能融合,提升作战效率
此前,美国研制出一种带有传感器的Linux电脑化瞄准镜。它在瞄准镜上增加了电脑系统,取代传统的瞄准方法,转而使用电脑瞄准。
它通过自动测量与目标之间的距离加上其他因素帮助使用者实现精准打击,有了Linux电脑化瞄准镜的加持,步枪就成为“智能步枪”,它通过计算机系统瞄准射击目标,甚至能“锁定”目标实现自动跟踪。研究人员也在对Linux电脑化瞄准镜不断改进,如今,甚至可以让一名菜鸟准确击中千米以外的目标,射程比普通狙击步枪要远得多。
步枪配备带有传感器的Linux电脑化瞄准镜,可收集影像和弹道数据,例如:倾角,甚至地球自转产生的轻微偏移,称为科里奥效应。射手使用一个激光测距仪观察射击范围,从而确定预期的射击目标。
Linux电脑化瞄准镜除了能计算与目标之间的距离外,还能通过风速、温度、湿度、目标移动轨迹等其他因素进行自动瞄准。在快速完成一系列计算后,步枪的瞄准镜中会出现“X”标志,射击者就可以直接扣动扳机,轻松击中目标。
俄罗斯PKM-75 高性能准直式瞄准镜外观
以色列SMASH 2000 智能化枪瞄系统的主机后方设有5 个按键,可对整个系统进行基本功能操作
加装Linux电脑化瞄准镜的枪械操作非常简单,一些使用过的用户都表示这种新武器非常容易上手。
整个射击过程是,射手可以按下扳机旁边的一个按钮,进行首次匹配目标,基于跟踪瞄准镜的内置激光器,可以标注射击目标,并发射。同时,步枪还可通过无线网络使iOS软件系统与瞄准镜建立连接,将瞄准镜的数据流呈现在软件上,便于人们使用iPad或者iPhone作为观测装置,将相关视频上传至互联网。
续航增强,持久保障输出
随着瞄准镜的智能化水平越来越高,耗电量也随之增大,其续航能力就成為令人头疼的问题。智能化水平再高,持久性不强,在战场上也是瞎子一般的存在,如何提升其续航能力,是各大生产商寻求突破的一大重点。
由以色列生产的M21瞄准镜就很好地解决了这一问题。它采用氚气自发光原理,无需电池供电,可无限续航,而且在外壳上还有采光条,在白天时会吸取外界的自然光来增强分划的亮度,这样即使在强烈的阳光下,也不会因为分划太弱而看不清,而在夜晚缺乏自然光时,只使用氚光的分划又不会太强烈。
这是一种窗式结构的反射式红点瞄准镜,是以色列军方的制式装备之一,其尺寸114×55×70mm(长×宽×高),透镜直径30mm,质量372g。瞄准镜前端可安装蜂窝状遮光罩,防止狙击手探测仪侦测。可加装放大倍率为3倍的增倍镜和拐角射击镜,钻石级别的涂层可防止风沙、砂石刮伤镜面。可配备不同的导轨安装于多种枪支上使用,满足实战、比武、训练等速射需求。
性能可靠,射击效能稳定
由俄罗斯中央精密机器制造研究所研制的PKM-75高性能准直式瞄准镜可以用于所有型号的卡拉什尼科夫步枪,以及配装消声器的步枪、狙击步枪和特种部队经常使用的特种枪械。
许多枪用光学瞄准镜的精度以角度单位——角分来衡量,它的大小决定了射击的准确性。与俄式步枪瞄准镜精度最小校准量为两角分不同,PKM-75准直式瞄准镜的精度最小校准量只有一角分,这将极大提高步枪射击的精确度,并允许在更远的距离上射击。
以色列SMASH 2000 Plus 智能化枪瞄系统的外形摒弃传统的圆形结构
尽管俄罗斯轻武器一直有粗糙的形象,但这个瞄准镜的做工还是非常出色的。该瞄准镜安装在皮卡汀尼导轨上,这种导轨是西方国家轻武器很常见的一种标准化附件安装平台,现在俄军也在使用。
通过初步测试,PKM-75准直式瞄准镜可以在恶劣的天气条件下使用,适用温度范围-50℃~+60℃。PKM-75准直式瞄准镜在部队中发挥着一些重要的功能,其可以减少新兵训练的时间,提高首发命中的准确性,提高在黄昏、夜间、狭窄场所和不稳定位置上的射击效率。PKM-75准直式瞄准镜没有放大功能,实际上取代了通常的机械瞄具,在200~300m距离的战斗条件下,使用这种瞄准镜是最理想的。
战场透视,敌人无处遁形
以色列一家专门以生产枪械配件闻名的SmartShooter公司研制出SMASH2000智能化枪瞄系统,该智能化枪瞄系统有SMASH2000、SMASH2000Plus、SMASH2000M、SMASH2000N等多种款式。SMASH2000系统的前端可以安装放大倍率为4倍的瞄准镜或者红外热像仪,并兼有摄录功能,可在城市中作为“执法记录仪”使用,还可以安装在步枪上,用于打击地面、空中目标。
其上可加装一个自动瞄准透镜,亦称为小型显示器。这个显示器有白天和夜晚两种工作模式。当选择白天模式时,显示器前后可以通透,类似于战斗机的可视头盔,在显示器上显示可视信息。当夜间使用时,盖住显示器前方,就变成了一个高分辨率的彩色显示器,靠下方长方形盒子主机采集信息,投射前方环境。显示器下面的盒子就像一个火控系统的电脑主机,自带可以续航72h的便携式電池,在主机后方设有5个按键,可对整个系统进行基本功能操作。
配装以色列SMASH 2000智能化枪瞄系统的步枪
智能融合的枪用光学瞄准镜是未来发展的必然趋势
该系统最大的特点是将电子技术运用到瞄准、跟踪运动目标上。当在1000m范围内发现目标时会自动进行距离测算,并定位锁定,显示动态射击修正图。射手在射击时只要调整枪支角度,将红色十字瞄准标志在显示器中对准红圈开火,即可命中目标。
虽然这款智能化枪瞄系统很先进,但也有致命的缺点,那就是电量续航能力不足,如果战场上持续时间很长,72h的电量用完后,再完美的行动也将变成傻瓜行动。
未来发展方向思考
如今,科技高度发展,信息化作战占据主流,枪用光学瞄准镜的性能越来越好,做工越来越精细。但是每种瞄准镜或多或少还存在一些不足,在未来的发展中有以下几方面值得反思。
可靠性
战场环境变幻莫测,风雨雪沙对射击瞄准的影响不得不考虑。枪用光学瞄准镜要想在战场使用时可靠性高,恶劣条件下故障率低,就要在沙漠风沙、雨水海水等环境中都确保稳定性。
坚固性
士兵携枪在战场作战时,经常遇到很多障碍需要跨越以及行进间卧射等场景,精密的枪用光学瞄准镜可能因为磕磕碰碰就失去了效能,此时要求瞄准镜必须具有一定的坚固性,要耐碰、耐摔。
生产经济性
纵观现在所有的智能化枪用光学瞄准镜,大都价格昂贵。如此昂贵的费用对军费的支出造成很大压力。未来发展中,需要做到材料便宜且材料来源有保证,制造效率高效。