Стереотрубы
Стереотруба — оптический прибор, состоящий из двух перископов, соединённых вместе у окуляров и разведённых в стороны у объективов, для наблюдения удалённых предметов двумя глазами. Чем шире разведены в стороны объективы, тем больше видимое изображение становится рельефным. В СССР выпускались два вида стереотруб – артиллерийские (АСТ) и большие (БСТ). Они предназначались для детального изучения местности, разведки целей и для наблюдения разрывов во время стрельбы. Кроме того, они служили для измерения горизонтальных и вертикальных углов, для измерения расстояний, а также для проведения топографической подготовки стрельбы.
Как и у бинокля, в стереотрубе есть объективы, окуляры и призмы. Лучи света в стереотрубе проходят по ломаной линии, отражаясь в призмах дважды на 90 градусов, что дает возможность наблюдать из-за укрытия. Зрительные трубы вращаются вокруг общей шарнирной оси, благодаря чему обеспечивается параллельность оптических осей труб при любом их взаимном положении. Окуляры стереотрубы подвижные, с диоптрийными шкалами, как и у бинокля. Устанавливаются окуляры по глазам так же, как и при подгонке окуляров бинокля; входные отверстия при этом закрывают поочередно кожаными покрышками.
Поворот стереотрубы во время наблюдения и при измерении горизонтальных углов осуществляется при помощи барабана верхнего червячного механизма. Для быстрого поворота стереотрубы на любой горизонтальный угол червяк выключают из сцепления при помощи отводки, которую поворачивают до отказа с небольшим усилием, достаточным для того, чтобы удержать ее в отведенном положении. Тренога служит для установки на ней стереотрубы, что обеспечивает устойчивость прибора при пользовании им.
При разведенных трубах увеличивается пластичность и стереоскопичность прибора, что позволяет лучше оценивать взаимное расположение предметов по глубине, при сведенных трубах достигается наибольшая перископичность. Поле зрения у стереотрубы небольшое: всего 5,5 градуса. Зато увеличение стереотрубы десятикратное, то есть больше, чем у бинокля, которым обычно пользуются на наблюдательном пункте. Стереотруба обладает еще одним важным преимуществом перед биноклем: с ее помощью можно более точно измерять углы. Стереотруба после наведения ее в цель может быть неподвижно закреплена на треноге. Следовательно, если наблюдение за целью временно будет прервано, а затем потребуется возобновить его, то уже не нужно снова разыскивать цель, то есть «ловить» ее в поле зрения прибора, как это приходится делать при наблюдении в бинокль. Кроме того, стереотрубу можно быстро поворачивать на любой угол вправо и влево и даже при малом поле зрения сразу охватывать наблюдением большой участок местности.
Большая стереотруба БСТ 10х50.
Вид спереди на зрительные трубы стереотрубы.
Вид сзади на зрительные трубы стереотрубы.
Вид на окуляры и держатель.
Тренога.
БСТ имела 10-кратное увеличение, поле зрения — 5°, диаметр выходного зрачка — 5 мм, диаметр входного зрачка — 50 мм, длина стереотрубы с лимбом — 550 мм, длина треноги с выдвинутыми до отказа ножками, вместе с цапфой — 1645 мм, габариты ранца стереотрубы — 433x270x206 мм, габариты треноги в чехле — 18×980 мм, полный вес прибора в походной укладке — 17,32 кг. Только в 1942-1944 годах было выпущено около 10 тысяч приборов БСТ.
Комплект стереотрубы АСТ с чехлами и транспортным ящиком.
АСТ в рабочем положении.
Артиллерийская стереотруба АСТ на фоне транспортного ящика.
Зрительные трубы и лимб стереотрубы.
Вид на окуляры.
Артиллерийская стереотруба АСТ 10х45 являлась артиллерийским наблюдательным и углоизмерительным оптическим прибором. Она комплектовалась дополнительными линзами для увеличения кратности до 20. Дальномерная сетка в «тысячных». Для подсветки дальномерной сетки в ночное и сумеречное время использовались аккумуляторы. Помимо треноги, в комплект АСТ входила струбцина для крепления на окружающие предметы. За годы войны было выпущено почти 48 тысяч приборов. Масса прибора в сборе – 11,5 кг.
Буссоли
Буссоль — артиллерийский измерительный прибор, представляющий сочетание компаса с короткой зрительной трубой с небольшим увеличением в подвижной азимутальной монтировке на треножном станке. Эта труба может свободно вращаться в горизонтальной плоскости и отклоняться вверх-вниз на величину порядка 10° в вертикальной. Для точного горизонтирования на неровной поверхности буссоль оснащена уровнями. С помощью её угломерных шкал с высокой точностью измеряется направление линии визирования в пространстве. Зрительная труба может также иметь угломерную сетку в своей фокальной плоскости для отсчёта углов между объектами в её поле зрения. Буссоль применяется при решении ряда задач, связанных с измерениями углов и направлений на местности, вместе с другими принадлежностями возможно и определение расстояний. Важным частным случаем использования буссоли является топографическая (топогеодезическая) привязка — определение географических координат заданной точки и её высоты над некоторым уровнем, принятым за начало отсчёта. Артиллерийская буссоль применялась для определения магнитных азимутов и дирекционных углов, ориентирования орудий и приборов в заданном направлении, измерении расстояния, засечки целей, а также для наблюдения и разведки.
Прообраз артиллерийской буссоли был принят на вооружение в 1908 году (тогда она была без оптического монокуляра и именовалась «Артиллерийская буссоль системы полковника Михайловского»). Позднее к ней был добавлен монокуляр 6-кратного увеличения, и с учетом небольших доработок она получила название «Буссоль Михайловского-Турова с монокуляром» (БМТ). Во время войны на вооружении стояли буссоли БМТ как с монокуляром, так и без него. С 1943 года они стали постепенно заменяться новой моделью — ПАБ образца того же года — перископической артиллерийской буссолью.
Артиллерийская буссоль БМТ.
Артиллерийская буссоль ПАБ-2 без треноги и азимутальной насадки.
Монокуляр буссоли ПАБ-2.
Буссоль ПАБ-2 с треногой.
Перископические насадки для буссоли.
ПАБ-2 и её модификации широко применялись в Советской Армии в артиллерийских подразделениях при стрельбе с закрытых позиций и во время боевой подготовки, разведывательных (в том числе и артиллерийской разведке) подразделениях. Тактико-технические характеристики ПАБ-2 следующие: увеличение — 8х; перископичность — 350 мм; диаметр входного зрачка — 22 мм; диаметр выходного зрачка — 2,8; пределы измерения дальности – 50-400 м; масса — 2,5 кг; буссоль в футляре — 5,2 кг; тренога — 3,4 кг; общая масса — 15 кг.
Перископы
Перископ — оптический прибор для наблюдения из укрытия. Перископ не позволяет видеть наблюдателя в пределах прямой видимости. Простейшая форма перископа — труба, на обоих концах которой закреплены зеркала, наклонённые относительно оси трубы на 45° для изменения хода световых лучей. Эта форма перископа с добавлением двух простых линз служила для наблюдения из окопов. Военнослужащие также используют перископы в некоторых орудийных башнях и в бронированных машинах. В более сложных вариантах для отклонения лучей вместо зеркал используются призмы, а получаемое наблюдателем изображение увеличивается с помощью системы линз. Как правило, они используются на подводных лодках и танках, а также в некоторых ДОТах.
К началу войны на вооружении Красной Армии находились два типа перископов траншейных типа «Труба Разведчика» — ТР-4 и ТР-8. Перископ предназначался для наблюдения из укрытия за полем боя, поиска целей, измерения дальностей по угломерной сетке, измерения углов между целями, корректировки стрельбы и т.д.
Траншейный перископ разведчика ТР-4 с чехлом.
Перископ ТР-4 представлял собой оптический прибор в виде металлического полого стержня, в верхней части которого было расположено закрытое наклонным стеклом входное отверстие с объективом, а в нижней – окуляр с плавной диоптрийной подстройкой (± 5 дптр). Труба внизу заканчивалась полой рукояткой, которую наблюдатель мог держать в руке или закрепить на колышке, воткнув его в землю. Перископ, выпускаемый Загорским оптико-механическим заводом (ЗОМЗ), был идеальным компактным устройством для наблюдения за полем боя из укрытия. Перископ также был оснащен угломерной сеткой, позволявшей измерять дальность до цели. Перископ ТР-4 имел увеличение — 4х, поле зрение — 11 градусов, диаметр входного зрачка — 4 мм, удаление входного зрачка — 21,5 мм, перископичность — 403 мм, длина – 570 мм, вес — 1 кг, вес в укладке — 1,3 кг. Входное отверстие перископа ТР-4, не имеющее защитного стекла, в походном положении закрывается поворотом защитного кожуха, надетого на корпус перископа. За время войны было выпущено более 110 тысяч шт.
Траншейный перископ разведчика ТР-8 с чехлом.
Перископ ТР-8 являлся модификацией ТР-4, имел увеличение – 8х, поле зрение — 8 градусов, диаметр входного зрачка — 3,6 мм, удаление входного зрачка — 13 мм, перископичность — 405 мм, вес -780 кг, вес в укладке 1,2 кг.
Перископы разведчика ТР-4 и ТР-8.
Перископы разведчика ТР-4 и Тр-8 в чехлах.
Перископы применялись в поздних советских предвоенных ДОТах. Каземат командира гарнизона оснащался наблюдательными приборами (перископы, сфероскопы и т.д.). С их помощью «коменданты ДОТов» – именно так называлась эта должность – наблюдали за полем боя. Подъемный перископ устанавливается в покрытии сооружения в обсадную бронетрубу и ничем не демаскировал его. В случае интенсивного артобстрела он опускался, и труба закрывается сверху поворотной бронекрышкой, управляемой изнутри при помощи специальной штанги. Из блиндажных перископов, рассчитанных на применение в долговременных сооружениях, было распространено несколько типов с перископическим выносом до 2,5 м, увеличением от 1,5 до 10 крат и полем зрения соответственно от 30 до 5°. Однако сложность конструкции таких перископов сильно ограничивала возможности их изготовления, а большой вес – 70-80 кг — возможности боевого применения.
Перископ ПСФ.
Оголовок перископа.
Перископ ПСФ в разобранном виде.
1,5-кратный перископ ПСФ-27 в пулеметном ДОТе.
Чаще всего в РККА применялись перископы ПСФ (1,5-кратное увеличение, обзор 30°) и ТУ-1 (4-кратное увеличение, обзор 10°). В артиллерийских казематах устанавливались более совершенные перископы типа ПДН-2 (10-кратное увеличение, обзор 40°). Позже, был разработан и испытан на полигоне упрощенный оптический перископ «УОП», имеющий перископический вынос – переменный от 1 до 2 м, двукратное увеличение, поле зрения – 17°, диаметр трубы – 5,5 см, вес – около 8 кг. Труба перископа «УОП» стальная, состоящая из четырех колен, соединяемых резьбой. Длина каждого колена – 50–60 см, что облегчает транспортировку прибора и обращение с ним при установке в тесном помещении. Оптические детали находятся в верхнем и нижнем коленах, средние два колена служат для изменения перископического выноса. «УОП» использовался в сооружениях с толщиной покрытия до 150 см. Он был приспособлен для изготовления на простейшем станочном оборудовании серийно. Уже в ходе войны в ДОТы стали поступать перископы дальнего наблюдения (ПДН-2) с увеличением 4х.
10-кратный перископ ПДН-2 в артиллерийском ДОТе.
Перископ является обязательным прибором любой подводной лодки. С помощью перископа командир подлодки определяет направление (пеленг) с подводной лодки на цель, курсовой угол корабля противника, расстояние до цели, скорость ее, а также момент торпедного залпа. Чтобы противник не заметил перископ, габариты его выступающей из-под воды головки должны быть минимальными. Но для успешного наблюдения за воздушными целями головку перископа вынужденно делают утолщенной, чтобы можно было разместить в ней необходимую оптику зенитного наблюдения. Позже на подлодках стали устанавливать два перископа: перископ атаки (командирский) и зенитный. Перископ атаки служил для обнаружения противника и наблюдения за ним во время торпедной атаки в светлое время суток при хорошей видимости. С помощью зенитного перископа можно вести наблюдение за воздухом и поверхностью моря, т. е. от горизонта до зенита. Поэтому зенитный перископ используется чаще, чем перископ атаки. В некоторых моделях лодок перископы совмещены с устройством (шноркелем) для работы двигателя под водой.
Перископ состоит из следующих трех отдельно расположенных механизмов и частей: трубы с оптикой, подъемного устройства и тумбы с сальниками. Наиболее сложной по устройству является оптическая схема перископа. Она состоит из двух астрономических труб, сложенных одна с другой своими объективами, и дополненная двумя зеркалами в виде призм полного внутреннего отражения. При подводном ходе лодки перископ выдвигается над водой настолько, чтобы верхняя призма его не заливалась водой. При этом перископ рассекает воду и за ним образуется бурун. В перископе имеются вспомогательные устройства. К ним относятся: дальномерные устройства, приборы, служащие для определения курсовых углов цели, светофильтры, фотокамеры, приспособления для осушки перископа.
В интересах соблюдения скрытности перископ поднимается из-под воды периодически. Интервалы между подъемами перископа зависят от состояния видимости, дальности и скорости обнаруживаемых объектов. Так, при дальности обнаружения кораблей противника 70 — 80 кабельтовых и скорости их хода 16 — 18 узлов промежуток времени между очередными наблюдениями в перископ должен быть не более 12 минут. В этом случае можно ожидать, что корабли противника будут обнаружены на дистанции не менее 40 кабельтовых от лодки. В промежутках между очередными подъемами перископа подводная лодка, чтобы не быть обнаруженной радиолокационными средствами самолетов, маневрирует, как правило, на безопасной глубине. Если обстановка требует, чтобы лодка шла на перископной глубине, наблюдение в перископ ведется непрерывно и особенно тщательно за воздухом. Чем на меньшую высоту поднят перископ, тем менее заметен он на поверхности моря для наблюдателя. Поэтому высота подъема должна быть минимальной. Однако в этом случае трудно определить дистанцию до цели с необходимой точностью. В обычных условиях высота подъема перископа не превышает 1 — 1,5 метра, что соответствует дальности видимости горизонта 21 — 25 кабельтовых.
Скрытность использования перископа зависит от времени, в течение которого он остается поднятым над поверхностью моря. Для лодки, выходящей в атаку, очень важно, чтобы время это было как можно короче. Опыт показывает, что для взятия пеленга и дистанции до цели в перископ требуется около 10 секунд. За это время даже натренированному наблюдателю надводного корабля трудно обнаружить перископ.
Как было сказано, при движении лодки перископ оставляет за собой бурун и след, хорошо наблюдаемые не только в штилевую погоду, но и при небольшом волнении моря. Длина следа и характер буруна зависят от скорости хода. При скорости 5 узлов длина следа за перископом достигает 25 метров, вокруг перископа пенится вода. При скорости 8 узлов и более длина следа превышает 40 метров, бурун прекрасно виден. При штилевой погоде появляется резко выраженная белизна буруна и пенный след, который остается даже после опускания перископа. Хорошо наблюдаются расходящиеся в стороны усообразные волны. Поэтому перед каждым подъемом перископа командир лодки старается резко уменьшить скорость.
Бурун и след от перископа на море.
Наблюдение за морем или воздухом через перископ ведётся изнутри лодки через окуляр, расположенный вместе с целым рядом измерительных и вспомогательных приспособлений на нижнем конце трубы – на окулярной головке. Обзор всего горизонта достигается путём вращения перископа в сальниках вокруг вертикальной оси. Для этого, как правило, специальные механические устройства не применяются: перископ поворачивает сам наблюдатель, берясь обеими руками за откидные рукоятки, имеющиеся на окулярной головке.
При довоенном строительстве советских подлодок в 1931-1933 годах у компании «Officine Galileo» и у германской фирмы «Carl Zeiss AG» были приобретены несколько десятков перископов. Примерно с этого времени на основе германских приборов удалось наладить производство отечественных перископов на Государственном оптико-механическом заводе имени ОГПУ в Ленинграде. Первые модели имели длину оптической трубы 7 метров (малые лодки) или 7,5 метров (средние и большие подлодки). Перед войной для вооружения больших субмарин стали изготавливаться 8,5-метровые перископы. Одновременно в производство запустили 9-метровые перископы для подлодок типа «Щ», на которых боевой пост командира во время торпедной атаки находился не в рубке, а в центральном посту. Ими успели оснастить те лодки, которые прошли средний ремонт в 1940 году. Рост длины перископов был вызван необходимостью увеличить значение перископной глубины и, таким образом, увеличить скрытность подводного движения (у первых серий субмарин при движении на перископной глубине даже образовывались буруны от антенных стоек). Позже была поставлена задача – удлинить перископы для возможности свободного прохождения кораблей над лодками в подводном положении.
Большие и средние советские подлодки имели по два перископа (командирский и зенитный), малые – по одному зенитному. Для штурманских целей и для расчётов при торпедной атаке отечественные командирские перископы серии ПА имели три азимутальных круга, один из которых являлся картушкой репитера гирокомпаса. Поэтому наряду с обыкновенным окуляром, предназначенным для наблюдения за объектом, перископ атаки снабжён вторым, измерительным окуляром, внутрь которого встроен действующий на принципе двоения изображения микрометр, при помощи которого параллактический угол измерялся с большей точностью.
Трубы отечественных перископов изготавливались из бронзы. Такой материал был достаточно прочен и не коррозировал в морской воде, но оказался слишком тяжёлым, хорошо передавал вибрацию и имел высокую стоимость. Отечественная промышленность долго не могла обеспечить производство труб из нержавеющей стали. Имелись проблемы и с повышенной шумностью цепной системы (цепь Галля) подъёма перископов. У тросовых систем иногда происходило соскакивание троса с ведущих роликов. В целом, отечественная оптическая промышленность справлялась с поставленными перед ней объёмами производства. Кроме завода №349 имени ОГПУ (бывший ГОМЗ им. ОГПУ) производство перископов также развернули на заводе № 237 (Казанский оптико-механический завод), где в 1939 году был выпущен первый перископ.
Таким образом, во время войны на вооружении советских подлодок находились следующие перископы атаки: ПА-7,5, ПА-8,5 и ПА-9, которые имели увеличение 1,5х — 6х, диаметр головки в 38-мм и различались длиной трубы и весом. К зенитным перископам относились ПЗ-7, ПЗ-8,5 и ПЗ-9 с диаметром головки в 82-мм.
Головка командирского перископа ПА-7,5 на подлодке С-56.
Командирский оптический перископ ПА-8,5 длиной 8,5 метра и ходом в 4 метра на подлодке К-21.
Окулярная головка командирского перископа ПА-9.
Измерительный окуляр перископа ПА-9.
Зенитный перископ ПЗ-9 на подлодке Д-2.
Производство стальных перископов по германской технологии начали осваивать непосредственно перед самой войной. Сначала, в 1940 году, купленные в Германии перископы с успехом испытали на подводной лодке «К-3». Затем на заводе №349 были произведены опытные экземпляры стальных перископов — ПС-7 и ПЗС-7.
Самолетные прицелы
Авиационные прицелы использовались для прицеливания при стрельбе и бомбардировке с горизонтального полета либо пикирования. Некоторые прицелы использовались только для пулеметов, иные для пулеметов и при бомбометании. Использование оптики в прицелах существенно улучшали их качество и результативность стрельбы или сброса бомб.
Одним из первых образцов оптического прицела для стрельбы из неподвижного оружия был английский прицел Альдис. Он явился прообразом освоенного отечественной промышленностью прицела ОП-1, а затем и ОП-2, предназначенных для самолетов истребителей И-15 и И-16. Прицел представлял собой оптическую трубку, в поле зрения которой введена кольцевая сетка. Увеличение 1:1, поле зрения — 22 градуса, удаление зрачка выхода от окуляра — 180 мм.
Оптический пулеметный прицел ОП-1 с механическим дублером КП-5 и мушкой.
Пулеметный прицел ОП-2.
В 1937 году для стрельбы из люковых установок был разработан прицел ОП-2Л, имевший оптическую систему прицела ОП-1, с изломом оптической оси под углом 106 градусов для более удобного прицеливания по воздушной цели, атакующей стрелка с задней нижней полусферы.
Пулеметный прицел ОП-2Л.
На базе прицела ОП-2 был разработал прицел ОП-2Л для прицеливания при стрельбе из подвижных люковых установок. Прицел позволял стрелку наблюдать и вести огонь из закрытой кабины по целям в нижней части задней полусферы. Прицел ОП-2Л устанавливался на люковые пулеметные установки бомбардировщиков Пе-2, Ту-2, Ил-4.
Бомбовый прицел — устройство, предназначенное для прицельного сброса авиационных бомб с борта бомбардировщика. Несмотря на то, что бомбовым прицелом можно назвать и простейший визирный прицел с двумя перекрестиями, термин чаще всего используется для более сложных приборов, позволяющих учитывать ряд факторов, влияющих на баллистическую траекторию бомбы. Такими факторами являются высота, скорость и курс бомбардировщика, направление и скорость ветра, аэродинамические характеристики конкретного вида боеприпасов. К началу Второй мировой войны зеркальные коллиматорные прицелы стали основным видом прицелов в истребительной авиации. Oдним из пepвыx aвиaциoнныx кoллимaтopныx пpицeлoв был пpицeл ПAK-1, который появился в войсках 1937 году. Он пришел на смену телескопическому прицелу ОП-1.
Коллиматорный прицел ПАК-1.
Коллиматорный прицел ПAK-1 нa иcтpeбитeлe И-16.
ТТХ прицела ПАК-1 следующие: угол поля зрения объектива — 18 град; диаметр выходного зрачка — 50 мм; удаление выходного зрачка от последней плоскости объектива — 155 мм; фокусное расстояние объектива — 110 мм; диаметр наружного кольца сетки — 30,5 мм; внутреннего — 15,2 мм; длина с дублёром — 240 мм; высота -300 мм; ширина с ручной светофильтра — 180 мм, вес — 2,5 кг. Прицел использовался на самолетах: И-16 и И-153.
Коллиматорный прицел ПБП-1 (пикирующий бомбардировочный прицел) и его модификации ПБП-1А и ПБП-1Б предназначались для прицеливания при бомбометании с пикирования, а также для прицеливания при стрельбе из специальных установок. Прицел имел в поле зрения сетку с перекрестием, дальномерными делениями и упредительными кольцами. Он также имел неограниченное поле зрения и обеспечивал, как бомбометание с пикирования, так и наводку неподвижно установленных на самолете пулеметов. В дневных условиях подсветка сетки не производится. Ночью для подсветки используется электролампа, запитанная от сухой батарейки карманного фонаря.
Коллиматорный пpицeл ПБП-1.
Коллиматорный пpицeл ПБП-1А.
Коллиматорный пpицeл ПБП-1Б на штурмовике Ил-2.
ТТХ прицела ПБП-1 следующие: высота прицела с отражателем в нулевом положении с трубкой крепления -160 мм; ширина — 100 мм; длина без осветителя/с осветителем — 110/125 мм; масса прицела – 1400 г; фокусное расстояние объектива — 60,9 мм; световой диаметр — 40 мм. ТТХ прицела ПБП-1б: высота прицела с отражателем в нулевом положении – 185 мм; ширина – 145 мм; длина без осветителя/с осветителем -125/148 мм; масса прицела – 1500 г; фокусное расстояние объектива -110 мм; световой диаметр – 50 мм. ПБП-1 устанавливался на штурмовики Ил-2 , бомбардировщики Пе-2. ПБП-1а устанавливался на истребители Миг-1, Миг-3, ЛаГГ-3, Ла-5, Ла-7, Як, имел два варианта исполнения: с качающимся отражателем и без качающегося отражателя. С качающимся отражателем прицел ставился на самолеты, способные нести бомбовое и ракетное вооружение. ПБП-1б начал устанавливаться с 1944 года вместо ПБП-1 на самолётах Петлякова, Лавочкина, Туполева, Илюшина. В силу большого размера прибора, на Яках, он не устанавливался до тех пор, пока не появился прицел ПКИ-1.
Коллиматорный прицел ПКИ.
Прицел коллиматорный истребителя (ПКИ) был разработан для курсового оружия истребителей. Он являлся облегченной (без качающегося отражателя и винта установки угла сноса) и усовершенствованной конструкцией ПБП-1Б, который массово устанавливался на поршневых истребителях Яковлева. Этот прицел нашел себе место и на первых реактивных Яках и Мигах ТТХ прицела ПКИ-1: высота прицела с отражателем – 175 мм; ширина – 80 мм; длина без осветителя/с осветителем — 125/158 мм; масса прицела – 1185 г.