瞄准装置的发展：从光学、光电到火控系统 本文关键词：瞄准，光学，光电，装置，发展
瞄准装置的发展：从光学、光电到火控系统 本文简介：近年来，各种单兵轻武器的光学及光电瞄准装置，包括瞄准镜、激光指示器、红点式瞄准镜等，得到了越来越广泛的应用，在不久的将来还可望得到真正的火控系统，而且工业部门不断提供其他新产品，所有这些将一个非常专业的小市场转变成为与军用枪械有关的非常重要的技术与商业领域之一。 士兵的使命正在发生变革，从传统的下
瞄准装置的发展：从光学、光电到火控系统 本文内容：
近年来，各种单兵轻武器的光学及光电瞄准装置，包括瞄准镜、激光指示器、红点式瞄准镜等，得到了越来越广泛的应用，在不久的将来还可望得到真正的火控系统，而且工业部门不断提供其他新产品，所有这些将一个非常专业的小市场转变成为与军用枪械有关的非常重要的技术与商业领域之一。
士兵的使命正在发生变革，从传统的下车和乘车战斗到全方位的人道主义救援，任务变得多种多样。这就需要士兵随时准备面对各种各样的战术和作战态势，配备适用的装备。
在标准配备的单兵轻武器（典型武器是突击步枪）方面，特别是在执行维和任务时，已经提出了新的需求――大量使用复杂的瞄准系统，而在几年之前，除了狙击手、优等射手外，这些系统还只是待用品。现在，新的技术导致相关的采购成本大幅度减少，这一需求得以实现。
对警察部队而言，尽管背景有所不同，但相似的过程也在发生之中。
望远瞄准镜和其他光学装置
在现今的市场上，用于军/警轻武器的望远瞄准镜和其他光学瞄准镜及照准系统多种多样。世界上并不存在真正的在所有作战情况下都有理想表现的“通用”步枪。同样，瞄准镜通常也是为这种或那种特定的任务或在某些作战条件下使用而设计的。也就是说，人们很难确定哪种瞄准镜是一般意义上“最好的”瞄准镜，虽然在复杂性和制造质量（随之而来的是价格）以及性能方面通常会有某种排序。
放大倍率
放大倍率是步枪望远瞄准镜最直观的参数，能够使射手更好地识别、跟踪和命中目标。随着目标距离的增加和目标外观的变小，这一功能的重要性和效能越来越大。但是这一关系不是成正比的，也就是说，由于各种原因，高倍率并不总是能得到较好的效果。市场上瞄准镜的倍率从1～36倍不等，但是适合军警使用的瞄准镜的倍率多数在4～12倍之间。
可变倍率（“变焦”）瞄准镜也是相当有用的，特别对军用而言。这种瞄准镜比固定倍率瞄准镜更具灵活性，可以根据战术态势特别是目标的距离选用合适的倍率。但是与固定倍率的瞄准镜相比，变焦瞄准镜较复杂、质量较大，成本也较高，因此许多军队仍然使用固定倍率的瞄准镜，其中包括尤纳特（Unertl）10×40瞄准镜（采用密位点分划，配装美国海军陆战队的M40A1和M40A3狙击步枪）、刘坡尔德超级M310倍瞄准镜（采用密位点分划，已被选作美国陆军的M24SWS步枪的瞄准镜，供优等射手使用）、亨索尔特10×40瞄准镜和施密特?本德6×42以及12×42瞄准镜（用于精确国际公司的各种步枪，已经在大约30个国家服役）。尽管如此，未来似乎仍然属于变焦瞄准镜。精确国际公司的AW/AWM高精度步枪越来越多地被军方采用，该枪配装亨索尔特公司的4～16×60可变倍率瞄准镜，而芬兰最近采用卡尔?蔡司公司的DIAVARI3～12×56军用版瞄准镜，该瞄准镜有可快速调整的底座、经改进的密位点分划、测距分划和可消除镜头反射的前滤光片。
对于变焦光学系统来说，分划板放在第一焦平面还是放在第二焦平面上，是有很大差异的。在前一种情况下，目标轮廓的大小和分划的宽度将随着放大倍率的增大而增大，而在后一种情况下，在放大倍率变化的过程中分划的宽度是保持不变的。但是这种区分已经被希佛德（Shepherd）瞄准镜改变了。该瞄准镜有两组独立的可分开调整的分划，一组由一系列纵向排列的圆构成，对应300码（274.2m）到1000码（914m）距离的弹头命中点，直径随倍率的变化而变化；另一组为传统的十字叉丝形式分划。这种瞄准镜有６种不同的分划形式用于不同的弹种，其中有为军用口径设计的“非常平直”型（用于0.50英寸勃朗宁机枪弹和0.338英寸拉普阿马格努姆弹）、“平直”型（用于0.300英寸温彻斯特马格努姆弹和7mm雷明顿马格努姆弹）以及“标准”型（用于7.62mm北约标准弹和5.56mm北约标准弹）。
其他选择标准
除了放大倍率之外，还有若干其他因素影响瞄准镜的选用。这些因素包括质量、外形尺寸、清晰度、相对亮度、视场以及生理和人机工程等方面。将目标放大会导致瞄准镜/武器综合体晃动增大，使捕捉和跟踪目标变得相当困难（特别是当目标运动时），因此，“理想”的瞄准镜应当在预期平均交战距离上有足够大的放大倍率，能够明显提高瞄准精度，但是同时不会产生过分的晃动。当然步枪有无两脚架或其他支撑，情况会有所不同。
另一个重要的因素是视场。军用瞄准镜的视场必须足够大，以便于射手发现和捕捉目标，这点与警用有本质的区别。高倍率将导致视场狭窄，至少在标准的光学系统尺寸范围内是这样。例如，一种6×42的瞄准镜的视场在100m距离上大约为7m。专家认为，在城区或植被茂密地带与运动目标交战，这样的视场是不够的，在这种环境中高倍率瞄准镜的用处将锐减。
还有一个重要的性能是亮度，使射手能够在弱光的条件下准确射击。这一参数，加上相对亮度（出瞳直径的平方）和出瞳直径（物镜直径与放大倍率之比），决定光线通过瞄准镜时有多少被吸收。通过瞄准镜的光线越多，瞄准镜的透过率就越高，产生的图像就越清晰。通过在镜头前表面镀膜的方法也可以提高光透过率，例如刘坡尔德瞄准镜镀４层氟化镁抗反射膜。
MK11Mod0高精度步枪1998年被美国特种作战司令部采用，该枪安装刘坡尔德战术“变焦”3.5～10×40瞄准镜，分划为密位点式。图示夜视系统装在瞄准镜前面，两种装置都装在皮卡汀尼导轨上
密位点分划。线上的点之间为1密位。交叉线很细，不会遮挡瞄准点。1密位角对应的长度在1000m处是1m。当目标大小已知时，射手可以用分划确定目标的距离
PDW（单兵自卫武器）上安装的光学附件，包括激光指示器、红点式瞄具及战术灯
除了光学的影响因素以外，还要考虑机械方面的因素，主要是坚固和防水能力，这将保证总体可靠性，包括在不良作战条件下使用的可靠性。对瞄准镜最有害的是灰尘、温度急剧变化和潮湿带来的影响，这些因素将降低瞄准镜的性能，甚至使它毫无用处。瞄准镜制造商都在这些方面投入很大力量，特别应当提到的是刘坡尔德公司，他们的NightforceNXS系列瞄准镜在20m深的水中仍然保证密封，能承受1200G加速度的冲击。
分划
瞄准分划有多种不同的样式。有十字叉丝、复式（标准的、细的和粗的）、柱式、目标点、密位点等。就军用瞄准镜而言，最重要的选择标准是便于捕捉目标，并且能够提供某种基本的参考分划来估计目标距离。能够测距的分划如密位点分划不但供军用，也用于狩猎。这种分划越来越普遍地用于高倍瞄准镜进行远距离射击。
另一个趋势是采用照明分划。例如，斯沃斯科（Swarowski）公司的PV-11.5～6×42瞄准镜的特点之一是采用昼夜两用照明分划，其亮度可以调整。格哈德（Gerhardt）公司的NickelSupra3～12×56瞄准镜系列采用一项创新的办法，即开启或关闭分划照明不会改变所选的亮度等级。而施密特?本德3～12×50瞄准镜用一个旋钮既调整分划照明又校正视差。
支座
瞄准镜必须通过支座连接在武器上。支座基本上可分为固定式和可拆卸式两大类，每一类又有多种形式。
可拆卸式瞄准镜支座包括优秀的韦弗燕尾座和环形座。这种支座结构简单、质量轻、容易安装、价格适中、结实可靠，但每次取下和重新装上去时，都必须重新校正零位。为了确保瞄准镜准确复位而无须重新校正零位，这种瞄准镜座需要采用较高质量的结构，而且需要确实懂行的军械士将它安装到武器上。
光电瞄准装置
光电瞄准镜（也许更准确的名称是光电瞄准装置）有多种，主要有激光/红外指示器和红点瞄准镜两类。其主要作用是迅速捕捉单个或多个目标，即使是在光线较弱或很弱的条件下也能如此（特别是使用激光/红外指示器时）。
激光/红外指示器
激光指示器发出一束激光，在目标上对应于弹头命中点的地方呈现一个小红点。这种工作模式特别适用于特种作战，例如在建筑物内进行近距离战斗，因为在这种条件下本能射击非常重要。
AN/PEQ-2是一种多功能装置，不仅可作红外指示器使用，也可作红外照射灯使用
特里吉康RX01-NSN反射瞄准镜是为美国军队进行狭窄空间战斗研制的。所有反射瞄准镜的分划都是被纤维光学系统或氚光源照亮的，在各种光线条件下都可以提供射手明亮清晰的瞄准点。RX01-NSN是SOPMODM4武器系统的一部分，配发给美国陆军特种部队
以色列陆军“未来步兵勇士”计划中的塔沃尔5.56mm突击步枪安装了微型火控系统
现在使用的激光指示器主要有两类：一类是白光装置，例如塞达奇姆?赫斯塔尔（SedachimHerstal）的EAGLE。这类装置的工作波长约为620nm，产生在一般白光条件下肉眼可见的红色光点；另一类是夜间装置，这类装置工作在近红外波段，产生的红色光点只有用红外或夜视眼镜才能看到。
除了这些基本的性能之外，还有许多令人感兴趣的变化和改进。例如英赛特技术公司生产的LAM（激光瞄准模块）就包含两个激光指示器，一个工作在可见光波段，另一个工作在红外波段，还附加有普通的聚光灯和红外光源。另一个有意思的型号是越来越受欢迎的AN/PEQ-2，除了有红外指示器的功能外，还能作为红外“探照灯”，通过夜视眼镜能够识别远距离的目标，也可以在完全黑暗的环境中（例如在建筑物内或夜间在坑道内）照明用。
红点瞄准镜
红点瞄准镜的工作原理与激光指示器完全不同，它不像激光指示器那样将红点投射到目标本身，而是将瞄准镜内可见的红点叠加到目标的图像上。因此红点瞄准镜没有可能被识别的特征，不会向目标发出警告。
向军队和警察提供红点瞄准镜的主要供应商中有瑞典的艾姆波音特公司（最先发明了这一装置）和美国的塔斯科（Tasco）、韦弗（Weawer）公司。艾姆波音特公司的CompM型被大批采购而引起人们的注意。1997年美国国防部订购10万具，并将它命名为M68型；2000年法国国防部订购１万具；2003～2005年瑞典武装部队购置６万具；意大利军队也下了2.4万余具的订单。该公司较新的M2更加精致，有４级白光和６级微光设置，使用新的CET（CircuitEfficiencyTechnology，电路效率技术）二极管以减少能量消耗，很快成为MP5冲锋枪系列、G36步枪、M16A2步枪、M4卡宾枪、M249轻机枪等武器的选用附件。最新的ER3.5战术型增加了新的性能，如被照明的瞄准分划和3.5倍的放大倍率（以前的型号没有放大作用），出瞳直径为8mm，视场较宽，可以快速捕捉静止目标和运动目标。
红点瞄准镜存在的问题是，在某些情况下其前面的镜头可能产生微红色的反射。因此，一些CompM的使用者在瞄准镜上装上一种抗反射装置。
若干年前布什纳尔（Bushnell）公司推出的一种发射装置可以认为是红点技术的变异。这种装置用全息分划图代替传统的光点，全息分划在被内装的光源照明时可以看见。有几种不同的分划形式供选用，其中有传统的开口十字线、双圆环等。与传统的反射装置相比，这种反射瞄准镜的优点是随作战环境的不同分划亮度可以增大至20倍，并且可以消除因射手要同时将眼睛聚焦到红点和目标两个不同的焦平面上而引起的视差。像特里吉康（Trijicon）系列这样的反射装置（已经被美国特种作战司令部的SOPMODM4卡宾枪套件采用）有很高的准确性和快速捕捉目标的能力，同时零部件可以做得很小，因此可以设计出非常紧凑、非常轻的装置用于手枪的瞄准，例如DocterSight瞄准镜，其外形尺寸为46mm×25.5mm×24mm，质量只有25g，可以根据目标方向的光照情况自动调整分划的亮度。
特里吉康RX01-NSN反射瞄准镜是为美国军队进行狭窄空间战斗研制的。所有反射瞄准镜的分划都是被纤维光学系统或氚光源照亮的，在各种光线条件下都可以提供射手明亮清晰的瞄准点。RX01-NSN是SOPMODM4武器系统的一部分，配发给美国陆军特种部队
火控系统
一些国家正在实施中的“未来士兵系统”计划，可望使单兵和班用轻武器的瞄准装置出现真正的革命性变化，特别是美国新的XM25武器系统，第一次实现了在单兵武器上使用一体式火控系统。
这种装置称作TA/FCS（目标捕捉/火控系统），包括激光测距仪、罗盘、倾斜测定器、环境探测套件（测量风、气压、温度）、战斗识别模块（带红外指示光源）、激光指示器和弹道计算机。TA/FCS可以提供几种选择：直接用放大倍率为３倍的光学系统观察模式；TV增强模式（CCD摄像机），放大倍率为３倍或６倍；夜视模式，最终还要增加热像仪。也可提供对运动目标的自动视频跟踪仪。
全解算火控操作从士兵向目标发射激光取得距离数据开始，距离数据被送进弹道计算机，有关数据通过感应线圈传送给膛内的榴弹。计算机根据距离、环境条件和其他影响因素进行精确的弹道解算，并将经过修正的瞄准点显示在瞄准镜内，榴弹将按照射手选择的模式（爆炸、定点起爆、定点延期起爆和窗口起爆4种模式中的一种）自动编程。
XM25火控系统采用的是现有最新技术，下一步还要作大的改进：火控系统的所有数据都可以在头盔显示器上，而不是在传统的瞄准镜内看到，因此，只要头盔显示器上出现红点或其他标记，士兵就可以注视目标并开火。
在等待这种带有科幻色彩的装置的同时，其他一些制造商已经研制出了创新系统，这些系统的复杂性和成本要低得多。FN赫斯塔尔公司就已经为其新的F2000组合武器系统（突击步枪+榴弹发射器）研制了非常令人感兴趣的火控系统。这一系统构思相当简单，采用成本适度且容易获得的零部件，包括用日本Hakka1.63倍瞄准镜作为突击步枪的瞄准装置，榴弹火控系统则以激光测距仪为基础，激光测距仪与瞄准镜成为一体。测距仪将目标距离数据送到内装的小型弹道计算机，计算机根据内存的一系列射表计算出榴弹命中目标所需的准确的高低角。借助于放置在瞄准镜上方的一组小发光二极管，射手可以看到这一信息：红色发光二极管显示角度过小或过大，而绿色发光二极管显示武器处于合适的射击状态。不用说，激光测距仪也能用于突击步枪。本文来自《光学与光电技术》杂志
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