Прицельные приспособления
От автора: вообще, конечно, делать отдельную статью на каждый прицел каждой винтовки/пистолета/автомата было бы глупостью - прицелов гораздо меньше, чем образцов оружия, так что в этом разделе речь пойдет об оптических, ночных и коллиматорных прицелах, но начинать с описания сразу «космической эры» прицельных приспособлений (забегая вперед, отмечу, что не такой уж и космической) не рассказав об истории прицелов вообще, было бы огромной недоработкой с моей стороны, так что сперва - история, уходящая корнями в века.
Прицел - приспособление, используемое для наведения оружия на цель. Механические прицелы, обычно состоят из целика и мушки, форма которых может быть различной.
Первые образцы метательного оружия, по понятным причинам, были лишены прицельных приспособлений. Не то чтобы было так уж сложно установить прицел на пращу или томагавк - было затруднительно воспользоваться прицелом на таком оружии. Таким образом точность попадания в большой мере зависела от уровня умения стрелка, которое достигалось долгими годами тренировок. Метательное оружие совершенствовалось, появились луки. Но и здесь для гарантированного поражения цели в ходе боевых действий требовалось потратить весьма продолжительное время на подготовку лучника. Собственно, именно сравнительная простота прицеливания, несмотря на несовершенство конструкции на начальных порах, и способствовало развитию арбалетов.
Конечно, можно было обучить арбалетчика прицеливаться и без дополнительных приспособлений, но для этого потребовалось бы время и средства - т.е. терялось одно из основных преимуществ арбалета - простота в обращении. Так появился первый, простейший, кольцевой прицел, представляющий из себя диск с отверстием малого диаметра по центру (2-4 мм), крепящийся к арбалету, позже дополненный мушкой.
На оружии кольцевой прицел устанавливается как можно ближе к глазу стрелка, на огнестрельном - порядка 10-12 см, чтобы не повредить глаз отдачей. Прицеливание заключается в том, чтобы смотря через отверстие кольца, совместить вершину мушки с серединой отверстия и точкой прицеливания, причем совмещение вершины мушки и центра кольца происходит рефлекторно, т.е. практически автоматически, и процесс прицеливания сводится к тому чтобы совместить две точки - вершину мушки и мишень.
Таким образом преимущества кольцевого прицела - длинная прицельная линия, малое время на подготовку стрелка, и еще одно - открытое поле зрения, что позволяет вести огонь по движущейся цели на упреждение. Для большей точности использовались несколько колец переменного диаметра, в настоящее время, для предотвращения травмы глаза, на кольцо нередко надевают резиновый наглазник. Вообще не стоит думать, что если кольцевой прицел - самое старое прицельное приспособление, то сегодня он не используется - отнюдь! Да, он не распространен в России, но на Западе его нередко ставят на гладкоствольные охотничьи ружья и спортивные арбалеты.
Более того - кольцевой прицел не раз подвергался модернизации, так например американец Вильям Лайман (William Lyman) в 1870х годах предложил кольцевой прицел со сменными дисками для стрельбы при различных условиях освещенности, с возможностью регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскости.
Британская фирма «Джефри» предложила кольцевой прицел с микрометрическим механизмом, позволяющим регулировать прицел по дальности «на слух», как это привычно сегодня.
Еще один из наиболее известных кольцевых прицелов был предложен капитаном британской армии Мак-Куббином, и получивший распространение на винтовках Lee-Enfield. Прицелы Мак-Куббина отличались простыми микрометрическими передвижениями в обоих направлениях (по вертикали и по горизонтали), причем барашковые винты поворачиваются с отщелкиванием.
В СССР кольцевые прицелы наиболее широко применялись охотниками в 1920х годах с винтовками Мосина и гладкоствольными охотничьими ружьями системы Браунинга.
Из компаний, производящих кольцевые прицелы по сей день, стоит отметить британскую Ring Sights, разрабатывающую и выпускающую прицелы для практически всего спектра стрелкового оружия.
Невероятно, но факт - на заре своего существования огнестрельное оружия во многом уступало тем же арбалетам и самострелам, а потому и вовсе было лишено прицельных приспособлений! Ну для чего, например, прицел на гладкоствольном кремниевом пистолете с длиной ствола 150-200 мм? В ростовую мишень на расстоянии в 5-10 метров попасть из него можно и без прицела, а на больших расстояниях точность не позволяла вести эффективный огонь. Впрочем, с развитием огнестрельного оружия на конец ствола начали устанавливать мушку (на некоторых моделях гладкоствольных ружей до сих пор устанавливается только мушка), а после - и целики, т.е. открытый прицел. Во второй половине XVII века целик и мушка присутствовали уже на большинстве образцов стрелкового оружия. Опять же эффективная дальность не позволяла вести прицельный огонь на больном расстоянии, а потому целик и мушка были постоянными, нерегулируемыми.
Сегодня такие прицельные приспособления используются только на оружии, предназначенного для стрельбы на малых дальностях - револьверы, пистолеты, дробовики. Мушка выполняется чаще всего прямоугольной формы, реже - трапециевидной или треугольной формы. Прорези целиков - прямоугольные, полукруглые, треугольные, в последнее время все чаще - трапециевидной формы. Кроме этого на целик и мушку часто наносят светлые или люминесцентные метки, предназначенные для облегчения прицеливания в темное время суток. Иногда (правда, достаточно редко) целик выполняется вообще без прорези - лишь с белой линией или треугольником по центру. Нередко целик устанавливается в пазы типа «ласточкин хвост», позволяющие вносить горизонтальные коррективы для пристрелки.
На оружии целик обычно устанавливается на расстоянии в 34-40 см от глаза стрелка, целик - у дульного среза, т.е. длина прицельной линии, по сравнению с кольцевым прицелом, сокращается в 1,5-2 раза. Таким образом погрешность в прицеливании с открытым прицелом может быть больше, чем с кольцевым. Еще один недостаток - поле зрения ограничено прорезью целика, что затрудняет стрельбу по движущимся мишеням с упреждением, или оперативно оценивать обстановку на поле боя. Третий недостаток - полное несоответствие открытого прицела физиологическим особенностям человеческого глаза, т.к. при прицеливании необходимо одновременно видеть три точки - прорезь целика, мушку и цель. У опытных стрелков выработана быстрая аккомодация глаза на прицел, мушку и цель, но это, опять же, требует затратить больше времени и средств на подготовку стрелка.
С развитием нарезного огнестрельного оружия увеличилась и его эффективная дальность, т.е. потребовалось уже оперативное внесение поправок по расстоянию до цели, определяемых баллистикой пули, ее настильностью. Забегая вперед можно отметить, что с изменением пули боеприпаса некоторое время на многих образцах оружия использовались прицелы с двумя шкалами - для старой и новой пули, примером такого может служить трехлинейная винтовка Мосина модификации 1891/10, введение которого стало необходимостью после принятия на вооружение патрона 7,62х54 мм R образца 1908 года с остроконечной пулей, баллистика которой отличалась от патрона обр. 1891 года с тупоконечной тулей.
Грубо говоря, учитывая, что пуля, под действием силы тяжести, как и все остальное, поднявшееся вверх, падала вниз, то на больших дистанциях потребовалось поднимать увеличивать угол подъема ствола для попадания в мишень. С постоянным прицелом стрелку требовались длительные тренировки, чтобы правильно, «по наитию», определять угол подъема ствола. Вскоре было найдено и первое решение - далекое от совершенства, но его заслуга в том, что оно первое - вместо одной пластины целика устанавливали несколько дополнительных складных, различной высоты и глубины прорези. Пластины устанавливались с таким расчетом, чтобы при использовании для прицеливания наименьшей пластины, остальные складывались, не загораживая прорезь целика.
Новый виток в развитии уже нарезного оружия - появление унитарного патрона, улучшение технологий изготовления и нарезки стволов - и вновь потребовались более совершенные, регулируемые по дальности, прицелы, и первыми стали рамочные прицелы.
Рамочный прицел представляет собой прямоугольную рамку, шарнирно закрепленную на основании, на самой рамке - хомутик с прорезью, который и играет роль целика. Для прицеливания рамка поднимается, хомутик устанавливается на отметку, соответствующую дальности стрельбы - чем выше - тем больше угол подъема ствола, соответственно тем на большее расстояние осуществляется выстрел.
Для винтовок большого калибра, с боеприпасами с черным порохом, обладавшими низкой начальной скоростью тяжелой пули, и, как следствие - низкой настильностью траектории, рамочный прицел бы едва ли не идеальным решением. Кстати говоря, пример использования рамочного прицела можно увидеть в фильме «Хороший, Плохой, Злой», в сцене, где герой Клинта Иствуда из винтовки Шарпса обр. 1874 года перебивает веревку виселицы героя Илайя Уоллака в конце фильма.
Рамочный прицел обладал рядом недостатков - большой высотой над ствольной коробкой, что демаскировало стрелка при ведении огня из укрытия, и его самого делало доступной мишенью, малой прочностью - зачастую рамочный прицел повреждался даже от случайного удара или от падения оружия, помимо этого - рамка и хомутик частично загораживают поле зрения.
С появлением бездымного пороха увеличилась начальная скорость пули, стало возможным уменьшить ее массу, и вместе с тем увеличилась настильность траектории - т.е. при стрельбе на дальние дистанции перестало быть необходимостью задавать стволу оружия большой угол подъема - стало возможным использовать более «плоские» прицелы, не выходящие за габариты оружия на большую величину. Так появились ступенчатые прицелы.
Ступенчатый прицел представляет собой основание со ступеньками различной высоты, согласно соответствующей дистанции стрельбы. На основании шарнирно закреплена планка с целиком, прижимающаяся к основанию при помощи пластинчатой пружины и хомутика с защелкой, передвигающегося вдоль рамки. Для прицеливания хомутик устанавливается на соответствующую заданной дистанции отметку, и планка прижимается к ступеньке.
И, наконец, вершиной открытых прицельных приспособлений, стал секторный прицел. Его отличием от ступенчатого является то, что планка поднимается не по ступенькам, а постепенно - по криволинейной поверхности основания. Такой прицел использовался после модернизации на винтовке Мосина обр. 1891/30 года, на пистолете-пулемете Шпагина ППШ-41, на автоматах Калашникова АК-47 и т.д. Сегодня секторный прицел является одним из самых распространенных в мире, и оно понятно - отсутствие выступающих частей оставляет поле зрения открытым, а благодаря тому, что прицельная планка по бокам защищена выступами основания - он отличается еще и высокой прочностью.
Частным случаем секторного прицела можно считать квадрантный прицел, в котором планка перемещается по насечкам внутренней стороны основания. Такой прицел применялся, например, на пулемете Vickers Mk. I.
Со спортивным оружием, как правило, применяется микрометрический прицел, позволяющий вносить поправки как по вертикале, так и по горизонтали, но, как правило, эти поправки вносятся один раз - при пристрелке оружия.
Отдельно стоит отметить, что возможно комбинирование различных типов прицелов, так например на винтовке Мосина обр. 1891 года применялся секторный рамочный прицел, а на пистолете-пулемете Томпсона - прицел Лимана - рамочный кольцевой прицел.
Следующий вид прицельных приспособлений - диоптрический прицел. Он представляет собой развитие кольцевого прицела, и основное отличие - тарель большего диаметра, ограничивающая доступ света, и меньший диаметр отверстия - 0,5-1 мм. На тарель, как и на кольцевой прицел, иногда надевается резиновый наглазник. Как и предыдущие типы прицелов, диоптрический прицел может быть установлен на различные основания - секторное, рамочное или микрометрическое, для внесения поправок по дальности. Такие прицелы устанавливались, например, на карабин Винчестера, штурмовую винтовку M16, сегодня наиболее распространены на пистолетах-пулеметах, автоматах и спортивном оружии.
Процесс прицеливания через диоптрический прицел заключается в прицеливании сквозь апертуру только на мушку и цель, игнорируя целик, т.е. гораздо проще, чем с открытым прицелом. Мушка, для облегчения процесса прицеливания, оснащается кольцевым намушником. Как наиболее точные, диоптрические прицелы получили большое распространение на спортивном оружии.
Из недостатков следует выделить сильное ограничение поле зрения, не дающее возможности оперативно оценивать обстановку на поле боя или эффективно вести огонь по движущейся цели.
Впрочем, механические прицельные приспособления, так или иначе, требовали время на подготовку стрелка, но, главное - с развитием короткоствольного оружия, в частности - самозарядных пистолетов в начале XX века, при выполнении боевых задач - как полицейского, так и специального характера, стало необходимостью прицеливаться очень быстро, стрелять практически навскидку - времени на совмещения целика, мушки и цели уже не было. Стал нужен указатель, соосный со стволом, длиной 20-30 метров, нечто прямое… а что может быть прямее пучка света? Нет, технологии еще не позволяли создавать лазерные прицелы, но электрический фонарь небольшого размера, который можно закрепить под стволом, уже не был фантастикой. Так появились тактические фонари, или прожектор-прицелы, первым из которых стал запатентованный в 1907 году в Германии «Ноктоскоп». Процесс прицеливания из оружия, оборудованным тактическим фонарем, предельно прост - наведение осуществляется по центру светового круга, т.е. стало возможным стрелять «навскидку», от бедра или от живота. Недостатки тактических фонарей очевидны - небольшой радиус действия (изначально порядка 25 метров, хотя сегодня есть фонари с криптоновыми и ксеноновыми лампами, обеспечивающее световой круг на дальности до 100 метров, при этом его диаметр составляет порядка 70 мм), еще один минус - демаскирующий стрелка фактор в виде все того же светового пучка. Только еще зарождающиеся специальные подразделения по достоинству оценили тактические фонари, например личная охрана фюрера была вооружена пистолетами P-08 Luger с подствольными фонарями.
Сегодня тактические фонари используются, в основном, на короткоствольном оружии - пистолетах и револьверах, пистолетах-пулеметах, дробовиках и автоматах (карабинах).
Практически одновременно с появлением кольцевых прицелов, появились предпосылки для создания оптического (телескопического) прицела - в 1604 году голландцы Ф. Липперстей и 3. Янсен сделали первый в мире телескоп, впрочем в патентном бюро, где они попытались запатентовать свое изобретение, им ответили, что такой прибор уже знаком. А в 1609 году свой телескоп сконструировал Галилео Галилей.
Вполне естественно, что на первых порах огнестрельное оружие совершенно замечательно обходилось и без оптики - малая прицельная дальность и низкая точность гладкоствольного оружия делало применение высокоточных прицелов на них совершенно бесполезными.
Первое боевое применение винтовки с оптическим прицелом относится к периоду 1830х годов в США - тогда было предложено использовать телескоп на кентуккийских ружьях, отличавшихся большой длиной ствола. Впрочем, первый опыт оказался неудачным, поскольку телескоп устанавливали на одной оси с механическими прицельными приспособлениями, в результате чего сильно увеличенная оптикой мушка оказалась намного больше по размеру, чем прорезь целика. Кстати те прицелы в длину были практически такими же, как и сама винтовка - до 800 мм!
Положительные результаты были достигнуты тогда, когда было решено отказаться от совместного использования штатных мушки и целика с телескопической трубой - вместо них в самой трубе устанавливали перекрестие из тонких металлических нитей. Отдельно стоит отметить, что те первые прицелы не допускали внесения поправок - после установки на винтовку добивались заданной точности боя, и прицел закрепляли намертво.
В ходе Гражданской Войны в США уже стали формироваться первые снайперские подразделения - так, например, южанами в Британии были куплены 200 капсульных винтовок Витвора с полигональной нарезкой ствола, снабженных телескопическими прицелами. На соревнованиях по стрельбе выявлялись лучшие стрелки, которые и получали эти винтовки - именно они и были впервые упомянуты в истории как снайперы.
С развитием оптики не только уменьшился размер прицела, но и перекрестие стали наносить краской непосредственно на линзу. Совершенствовались и методы крепления оптических прицелов - появились механизмы внесения вертикальных и горизонтальных поправок.
Следующие эпизоды применения винтовок с оптическими прицелами в истории - Англо-Бурская война 1898-1901 годов и Русско-Японская война 1904-1905 годов, причем в последнем случае русскими снайперами в качестве снайперской винтовки использовались не винтовки Мосина, которая применялась с тупоконечной пулей обр. 1895 года, отличавшейся не лучшими баллистическими характеристиками, а немецкие Маузеры калибра 7 мм. В японской армии уже тоже были снайперские подразделения, но они использовали винтовки Арисака со штатными рамочными прицелами - т.е. вообще без оптики!
Более массово винтовки с оптическими прицелами начали применяться в ходе Первой Мировой Войны британскими войсками, преимущественно для поражения германских прожекторов.
Во Вторую Мировую Войну участники вошли уже с несколькими образцами оптических прицелов - ПТ и ПЕ в СССР, Zf.39 в Германии и Lyman M81/82 в США. В 1949 году австриец Фредерик Калес изобрел первый в мире оптический прицел с переменной кратностью.
Современные оптические прицелы, несомненно, отличаются от своих прообразов - это компактные оптические приборы, весом 300-600 г., длиной 200-400 мм, кратностью 2-24х с возможностью введения микрометрических поправок, с антибликовым покрытием линз, с прицельной сеткой, позволяющей вносить поправки по дальности не регулируя саму оптику, последние модели отличаются подсветкой в виде точки или перекрестия, позволяющими упростить прицеливание в условиях слабого освещения.
Впрочем, понятно, что оптические прицелы выгодны на больших и средних дальностях, на коротких же дистанциях проблема быстрого прицеливания так и не была решена, тактические же фонари, мало того, что были далеки от совершенства на заре своего существования, так еще и демаскировали стрелка. Решение пришло из авиации - коллиматорные прицелы, применявшиеся еще во времена Второй Мировой Войны для истребителей, штурмовиков и бомбардировщиков с неподвижно установленным оружием и в системах полуавтоматических прицелов подвижных стрелковых установок штурмовиков и бомбардировщиков.
Благодаря тому, что излучение от источника света в прицеле отражается линзой коллиматора в глаз наблюдателя параллельным потоком, в результате чего зрачок стрелка не должен обязательно находиться на оптической оси прицела - достаточно, чтобы он находился на проекции линзы прицела вдоль этой оси, обеспечивается высокая скорость прицеливания - примерно в 2-3 раза выше, чем при использовании традиционного прицела.
Колимматорные прицелы подразделяют на:
- Активные (работают от элементов питания, прицельная марка подсвечена и видна круглосуточно) и пассивные (не требуют энергии извне, но прицельная марка видна только днем и в слабых сумерках). Прицельная марка у пассивных очень неяркая и малоконтрастная.
- Сквозные (сквозь корпус или мениск прицела проходит свет, прицеливаться можно одним и двумя глазами) и слепые (стереоскопические) - проецируют только марку для правого глаза, через прицел ничего кроме марки не видно, прицеливание осуществляется только двумя глазами.
- Открытые (одна линза) и закрытые (представляют систему соосно расположенных линз).
В настоящее время коллиматорные прицелы получили широкое распространение, главным образом, на пистолетах-пулеметах, в несколько меньшей степени на автоматах, и, в еще меньшей степени - на пистолетах. Последнее объясняется существенным увеличением габаритов и массы оружия.
На следующем виде прицела - голографическом прицеле, задерживаться не будем, ибо как свое основное применение он нашел в артиллерии и на зенитных пулеметах, в частности - на пулемете НСВТ «Утес», устанавливаемом на танке Т-72. Особенностью голографического прицела является проецирование изображения цели на прицельную сетку, что позволяет стрелку находится в другой плоскости относительно линии огня.
С развитием технологий, наконец, стало возможно появление лазерного целеуказателя (ЛЦУ) - прицельного приспособления, практически идеально решающего проблему быстрого прицеливания на коротких дальностях, и в самом деле - что может быть проще, чем навести на цель красную (зеленую/синюю) точку, и нажать на спусковой крючок пистолета? Попадание гарантировано - ведь вряд ли найдется что-то более прямое, чем луч лазера! Опять же таким образом решена проблема демаскировки стрелка пучком света, как в случае с использованием тактического фонаря.
В большинстве случаев лазерный целеуказатель изготавливается на основе лазерного диода, который излучает в диапазоне 405 нм или 635-670 нм (из-за технических особенностей данного типа излучателя наиболее часто используется лазерный луч красного цвета). Излучение лазерного диода фокусируется в узкий луч за счет двояковыпуклой линзы, который и образует точку прицеливания на мишени.
Помимо этого, в настоящее время большое распространение получают ннфракрасные целеуказатели (невидимые без специальных приборов), использующие лазерные диоды длины волн 780, 808 и 850 нм. Такие лазерные целеуказатели используют совместно с специальными прицелами, позволяющими увидеть точку целеуказания.
Теперь, кажется, проблема прицеливания была решена, но… всегда есть это магическое «но»! А как же с применением оружия в специальных условиях, например - ночью? Удивительно, но первыми озадачились над решением проблемы ведения боя в ночных условиях немцы в годы Второй Мировой Войны - ночные прицелы изначально появились на танках, а после, под обозначением ZG.1229 «Вампир» - на стрелковом оружии. Вполне естественно, что пассивные ПНВ тех времен были далеки от совершенства, но, тем не менее, начало было положено.
Стоить отдать должное германским инженерам - в СССР и США подобные приборы появились в войсках лишь во второй половине 1960х годов - автоматный НСП-3 и гранатометные ПГН-1 и ПГН-9 в СССР, и AN/PVS-2 в США. Это были приборы ночного видения, по сегодняшней классификации, относящиеся к первому поколению, основой являлись - фотоумножители, поставленные между фотокатодом и окуляром, что позволяло добиться многократного усиления видимого и ИК света с переводом последнего в видимый диапазон. Впрочем, и эти изделия были весьма далеки от совершенства - светоувеличение и четкость изображения была недостаточной для эффективного применения оружия с такими прицелами, не говоря уже о большой массе и габаритах самих прицелов (забегая вперед, можно отметить, что проблемы габаритов и массы и сегодня не решены в достаточной степени).
Для увеличения коэффициента усиления иногда применяли состыкованные последовательно два, три и более ЭОП (электронно-оптический преобразователь), собирая их в одном корпусе. Коэффициент усиления яркости трехкаскадного ЭОП составляет 20000-50000. Однако, в этом случае растут искажения, и падает разрешающая способность по краям изображения.
В 1970х годах появляются ПНВ второго поколения - была применена микроканальная технология, что позволило избавиться от паразитной засветки. Яркая точка на изображении оставалась точкой и не засвечивала соседние каналы.
Наконец, на рубеже веков, в войска стали поступать ПНВ третьего поколения - 1ПН93-4 в России и AN/PVS-14 в США. При разработке этих приборов применены фотокатоды на арсениде галлия, что позволило увеличить коэффициент усиления света и уменьшить их габариты.
Отдельно стоит отметить чрезмерно высокую стоимость ПНВ третьего поколения, и большой вес (свыше 2 кг) и габариты ПНВ второго поколения, что никак не способствует их широкому распространению. Например, прицелов AN/PVS-14 произведено всего около 15 000 единиц, а американский ПНВ четвертого поколения (или поколения 3+) AN/PVS-22 вообще существует в считанных экземплярах.
Ну и, наконец, воистину «космический» прицел, как по технологичности производства и боевым характеристикам, так и по стоимости - тепловизионный прицел. Принцип действия этих приборов, как и большинства других приборов, основан на физических принципах - любое тело, обладающее температурой свыше 0 К, излучает электромагнитные волны определенной частоты, которые можно преобразовать в визуальный сигнал.
Работы по созданию тепловизоров начались в 1960х годах, но… и по сей день их применение ограничено, по большей части, в качестве прицелов ПЗРК, ПТУРСов и иже с ними - например американский AN/TAS-4 и советский - «Ночь-А». Оно и понятно - стоимость выведенного из строя танка или сбитого самолета многократно выше стоимости самой ракеты, которая, в свою очередь, намного выше стоимости любого образца стрелкового оружия - здесь стоит вопрос экономической целесообразности. Применение же на стрелковом, в частности - снайперском оружии, относится сегодня, скорее, к научной фантастике.
И, все же, применение ТПВ-прицела дает ряд преимуществ - упрощается прицеливание не только в сложных погодных условиях - дождь/туман/снег, когда ПНВ оказываются недостаточно эффективны, но и (в случае применения на крупнокалиберных снайперских винтовках) поражать цели за преградами - в домах, легкобронированной технике и т.д.
Из недостатков стоит выделить уже упомянутую высокую стоимость и массово-габаритные характеристики.
Что же касается перспектив развития прицельных приспособлений, то тут кажется наиболее верным развитие в сторону уменьшения стоимости, габаритов и массы прицела, не говоря уже об информативности - объединение прицела с лазерным дальномером, баллистическим вычислителем, счетчиков выстрелов, и, возможно, с фото- или видеоаппаратурой, передающей информацию с прицела по радиоканалу в командный центр.
(с) 2011 Костин К.А.
