Главная страница | Античность | Средние века | Новое время | Двадцатый век | Техника | Самолеты | Корабли | Вооруженные силы | США | Технологии и наука Танковые прицелы

 

Танковые прицелы

 

С момента создания первых танков и до 60-х годов в танковых системах управления огнем центральную роль играл оптический прицел. Появление стабилизаторов вооружения, баллистических вычислителей, а затем лазерных дальномеров и тепловизоров существенно изменило функции и облик танкового прицела. Современные танковые прицелы представляют собой комбинации из нескольких приборов и могут содержать в различных сочетаниях следующие основные функциональные элементы: дневной визуальный канал наблюдения и прицеливания, телевизионный канал наблюдения и прицеливания, стабилизатор поля зрения, ночной канал наблюдения и прицеливания, лазерный дальномер, систему вычисления и ввода углов прицеливания и бокового упреждения.

Состав и характеристики прицелов наводчиков и командиров современных зарубежных танков приведены в табл. 1 и 2. В последней содержатся данные только о командирских прицелах, предназначенных для ведения огня из основного вооружения танков.

При всей многофункциональности и многоприборности основой танковых прицелов по-прежнему остается дневной визуальный канал наблюдения и прицеливания. Особенностью дневных оптических ветвей современных танковых прицелов является наличие в них, как правило, двух ступеней кратности увеличения. Это несколько усложняет и удорожает конструкцию, но зато оптимизируется процесс поиска и обнаружения целей. Для быстрого обзора поля боя и выявления участков возможного нахождения целей служит первая ступень увеличения (от 1* до 3* в различных прицелах), обеспечивающая большое поле зрения прицела. Обнаружение и опознавание целей, а также прицеливание и ведение огня производятся на второй ступени увеличения (от 8* до 12*). Очевидно, чем больше кратность увеличения второй ступени, тем выше возможности наводчика или командира по опознаванию цели и точнее прицеливание, особенно при стрельбе с ходу. Но эти зависимости справедливы лишь до определенного уровня кратности увеличения второй ступени: дальнейшее его повышение не приводит ни к росту возможностей опознавания, ни к увеличению точности прицеливания.

Зарубежные специалисты сделали вывод, что кратность увеличения второй ступени целесообразно ограничить величиной 12*. Во всяком случае большая кратность увеличения сохранилась только в прицелах командиров немецких танков «Леопард-1 А1, А2 и АЗ» и израильского «Меркава». Эти панорамные перископические прицелы имеют плавно изменяемое увеличение от 4* до 20*. Но уже в модификации немецкого танка «Леопард-1 А4» командир получил в свое распоряжение новый панорамный прицел PERI-R12 с максимальным увеличением 8*. В программах модернизации израильского танка «Меркава» также предусматривается установка нового прицела командира с существенно меньшим уровнем максимальной кратности увеличения. Да и на всех более современных танках установлены прицелы с увеличением второй ступени не более 12*.

Нужно отметить, что в последние годы появились танковые прицелы, в которых вообще отсутствует дневной визуальный канал. В американском прицеле TIMS (Thermal Imaging Multi-Sensor System), созданном для установки на танки при их модернизации, дневной визуальный канал заменен тэлевизионным. Последний содержит матрицу из 245 X 780 приемников на приборах с зарядовой связью, что обеспечивает прицелу высокую разрешающую способность. Кроме телевизионного канала, в этом прицеле размещены тепловизор и лазерный дальномер на углекислом газе. В зарубежной печати отмечается, что TIMS не первый танковый прицел, содержащий телевизионный канал, но на нем впервые не предполагается наличия дневного визуального канала в качестве основного для наблюдения и прицеливания. Так, французская система низкоуровневого телевидения DITV13 была применена на танке АМХ-40 дополнительно к основным дневным прицелам командира и наводчика (М527 и М581 соетввтственно), а немецкий низкоуровневый телевизионный прицел PZB-200 устанавливался на части танков «Леопард-1» также в дополнение к основным танковом прицелам наводчика и командире. Кроме того, телевизионные каналы имеют прицел HL-60 наводчика французского танка «Леклерк» (рис. 1) и прицел VS580-10-05 командира английского танка «Челленджер-2» (рис. 2), но оба эти прицела имеют и обычные дневные визуальные каналы, которые считаются основными для стрельбы днем.

Отсутствие дневного визуального канала в TIMS дает ему определенные преимущества над другими прицелами: для эффективного обзора поля боя телевизионную камеру можно установить в наивысшей точке башни танка, в то же время экипаж может быть размещен в корпусе танка и тем самым надежно защищен от воздействия средств поражения противника. Кроме того, видеоинформация от телекамеры прицела легко передается на мониторы всех членов экипажа танка. С другой стороны, TIMS существенно сложнее и дороже, имеет меньшие угловые размеры поля зрения, чем традиционные танковые прицелы-дальномеры.

Другой вариант исключения из прицела дневного визуального канала реализован в прицеле CITV (Commander’s Independent Thermal Viewer) командира танка MlА2 «Абрамс» Он создан фирмой «Тексас инструменте» и содержит только тепловизионный канал. С помощью этого прицела командир осуществляет обнаружение и опознавание целей днем, ночью и в условиях плохой видимости. Но решения других задач, таких, как ориентирование на местности и определение своего положения в боевом порядке подразделения, прицел CITV не обеспспечивает. Конечно, у командира танка М1А2 «Абрамс» имеются также перископический прицел (для стрельбы из 12,7-мм пулемета) и шесть призменных блоков, с помощью которых указанные задачи могут быть решены. Но выполнение зрительных функций с помощью нескольких приборов менее эффективно, чем при использовании одного комбинированного прицела. В этом плане прицелы HL-15, PERI-R17AI и VS580-10-0S командиров танков «Леклерк», «Леопард-2» (рис. 3) и «Челленджер-2» предпочтительнее C1TV, хотя у первых двух возможности по обнаружению целей ночью хуже, а в третьем вообще нет ночного канала, поэтому для ориентирования, поиска и опознавания целей экипаж танка «Челленджер-2» пользуется хорошо себя зарекомендовавшей тепловизионной системой TCGS.

Нет дневного визуального канала и в интегрированных системах обнаружения и прицеливания, содержащих радиолокационный канал. Так, в американской системе MTAS (Multi-Spectral Target Aquisition System), кроме РЛС миллиметрового диапазона, имеется теплозизор, а во французской системе наблюдения RASICA наряду с РЛС наземной разведки «Разит» 3190Е также установлена тепловизионная камера «Кастор». В этих системах сигналы от РЛС и тепловизора обрабатываются с помощью бортовой ЭВМ и выводятся на единое индикаторное устройство. обе они, как и прицел CITV, не решают задачи ориентирования на местности и в боевом порядке.

В целом, как считают иностранные специалисты, существующие образцы танковых прицелов, не имеющих визуального канала, не обеспечивают экипажам выполнение всего комплекса зрительских функций. Поэтому в ближайшие годы на танках будут преобладать комбинированные прицелы с традиционным дневным визуальным каналом, хотя в будущем их могут заменить прицелы типа TIMS, если удастся существенно увеличить их поле зрения. Но по какому бы принципу ни были организованы дневные каналы наблюдения и прицеливания, общим для них во всех современных танковых прицелах является стабилизация поля зрения для повышения эффективности обнаружения и точности прицеливания при стрельбе с ходу.

В современном зарубежном танкостроении прослеживается устойчивая тенденция оснащения танковых прицелов двух-плоскостными системами стабилизации. Объясняется это, во-первых, тем, что независимая стабилизация поля зрения в двух плоскостях позволяет наводчику выполнять операции измерения дальности и прицеливания в период стопорения орудия и башни для заряжания, а во-вторых, возможностью достичь высоких точностей стабилизации (0,05—0,1 мрад), а значит, и высокой точности прицеливания. Необходимые характеристики стабилизации поля зрения достигаются различными конструк-тивными мерами. Чувствительными элементами, измеряющими отклонения линии визирования от заданного направления, во всех стабилизаторах поля зрения являются гироскопические датчики угла, но преобразование их сигналов в повороты малоинерционных головных зеркал и призм, стабилизирующих поле зрения танковых прицелов, осуществляется по-разному. В прицеле EMES-15 наводчика танка «Леопард-2» поворот головного зеркала, установленного в карданном подвесе, осуществляется как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости моментными следящими системами.

Аналогично происходит поворот стабилизирующей головной призмы командирского прицела PER1-R17A1.

Оригинальны конструкции моментного двигателя и индукционного датчика стабилизатора поля зрения этого прицела в горизонтальной плоскости. Их статоры находятся в корпусе прицела, а в качестве ротора используется цилиндр с размещенными внутри оптическими элементами. В режиме стабилизации по сигналам гироскопического датчика угла по обмоткам статора моментного двигателя протекает ток, и созданное им магнитное поле воздействует на цилиндр, который поворачивается вместе с головкой прицела, а значит, и с головной призмой, обеспечивая стабилизацию поля зрения в горизонтальной плоскости. В вертикальной плоскости моментный двигатель следящей системы и головная призма соединены ленточной передачей с отношением 1 :2. Такая же передача применена для осуществления необходимых поворотов головного зеркала при стабилизации в вертикальной плоскости поля прицела наводчика танка «Леклерк» (рис. 4). Стабилизация поля зрения этого прицела в горизонтальной плоскости обеспечивается поворотом универсальной платформы, внутри которой размещены головное зеркало, элементы следящей системы стабилизации поля зрения в вертикальной плоскости и узел чувствительных элементов. Последний содержит два двухплоскостных гироскопа и три акселерометра, но для стабилизации поля зрения используются один гироскоп и один акселерометр.

Второй гироскоп и два акселерометра выполняют функции гирополукомпаса — гироскопического датчика дирекционного угла танка, который вместе с одометрическим датчиком пути и бортовой ЭВМ образует навигационную систему танка «Леклерк». Такой же узел чувствительных элементов установлен и в прицеле наводчика английского танка «Челленджер-2», поскольку ответственной за создание головки этого прицела со стабилизатором поля зрения является французская фирма САЖЕМ — разработчица прицела HL-60. Высокая чувствительность гироскопических датчиков и малая инерционность следящих систем, а также головных зеркал и призм дают возможность получить не только высокую точность стабилизации поля зрения, но и обеспечивают широкий диапазон скоростей наведения линии прицеливания. В прицелах семейства Vi580 французской фирмы СФИМ, специализирующейся на создании прицелов для командиров различных танков, скорости наведения линии прицеливания изменяются от 0,003 до 60 град/ с. Такой диапазон наводочных скоростей дает возможность командиру очень точно отслеживать положение движущихся целей даже на предельных дальностях их обнаружения, а также быстро осуществлять обзор местности и перенос поля зрения прицела с одной цели на другую.

Прицелы со стабилизацией поля зрения создаются не только для новых танков, но и для модернизированных образцов. Так, американская фирма «Тексас инструменте» разработала прицел GPTTS, предназначенный для установки на модернизированные танки М60АЗ и новый южнокорейский танк «88» (рис. 5). Он представляет собой улучшенную модификацию прицела AN/VSG-2 и имеет стабилизацию поля зрения в двух плоскостях. Другая американская фирма — «Варо» — создала комбинированный (дневной и ночной) прицел наводчика модели 9898 со стабилизацией поля зрения для замены прицела М32 в танках М48 и М60.

Ночные каналы прицелов наводчиков современных зарубежных танков, как правило, тепловизионные. Исключением является прицел израильского танка «Меркава» МкЗ, однако в планах модернизации предусмотрена установка в нем тепловизора.

Применение тепловизоров намечается и при модернизации других устаревших танков. В настоящее время в английский комбинированный прицел NVL-53 (для наводчиков танков) устанавливается тепловизор L-лесто пассивного ночного канала на электронно-оптическом преобразователе (ЭОП) второго поколения и теплопеленгатора. Тепловизионные каналы для прицелов М32 и М36, используемых на танках М60А1 и М48А5, разработала американская фирма Магнавокс», а фирма «Тексас инструменте» создала комбинированный прицел LWMS (для замены прицела М32), который содержит дневной визуальный канал с Двумя кратностями увеличения, лазерный дальномер и тепловизор с тремя полями зрения. Тепловизор вместо пассивного ночного канала на ЭОП второго поколения используется в бельгийском прицеле LRS-5, широко применяемом при модернизации различных танков, а также установленном на бразильский танк ЕЕ-Т1 «Озорио».

В прицелах командиров зарубежных танков пока преобладают ночные каналы на основе электронно-оптических преобразователей второго поколения. Но и здесь тепловизоры все чаще вытесняют традиционные приборы ночного видения. Новейшими разработками командирских прицелов с тепловизионным каналом являются упомянутый выше CITV американского танка М1А2 «Абрамс» и прицел «Касимир» (рис. 6), разработанный французскими фирмами СФИМ и ТРТ для бразильского танка ЕЕ-Т2 «Озорио». Последний представляет собой сочетание панорамной головки (со стабилизатором поля зрения в двух плоскостях) и тепловизора. Привлекательность тепловизоров заключается в большой дальности их действия. Телловизоры современных танковых прицелов позволяют обнаружить цели на дальностях до 3 км, тогда как у лучших танковых приборов ночного видения на ЭОП второго поколения этот показатель а 2 раза меньше. Но тепловизоры уступают традиционным приборам ночного видения в решении задач ориентирования на местности, что для командиров танков чрезаычайно важно.

Итальянская фирма «Оффичино Галилео», стремясь устранить эти противоречия, создала прибор VIR-52, содержащий как тепловизор, так и ночной канал на ЭОП.

Лазерные дальномеры стали неотъемлемой частью современных танковых прицелов. Их развитие в настоящее время связывают прежде всего с устранением двух основных недостатков лазерного дальнометрирования: возможностью ложных измерений дальности и опасностью лазерного излучения для глаз.

Для уменьшения вероятности ложных измерений дальности в танковых прицелах используются различные устройства. Самые простые из них — устройства стробирвания дальности — устанавливают значения минимальной дальности, с которой дальномер начинает фиксироаать отражение импульсы лазерного излучения. Обычно в дальномерах имеются два-три фиксированных значения минимальной измеряемой дальности.

Кроме стробирования дальности, в танковых прицелах применяется также ручная селекция дальности до цели, то есть выбор одного из нескольких значений дальности, зафиксированных дальномером.

Как правило, электронные блоки дальномеров могут запомнить значения дальностей не более чем до двух-трех целей (посторонних предметов), находящихся в створе лазерного луча.

Ни устройства стробирования дальности, ни устройства ручной селекции дальности нельзя считать эффективным средством борьбы с ложными измерениями дальности. Во-первых, они затягивают процесс измерения дальности, поскольку наводчик или командир вынуждены терять время на выбор и установку значения минимальной измеряемой дальности или значения дальности из нескольких зафиксированных. Во вторых, эти устройства не гарантируют от ошибок, связанных с неправильной установкой значения минимальной измеряемой дальности или неправильным выбором значения дальности до цели из нескольких зафиксированных.

Перечисленные недостатки привели к тому, что в настоящее время на танковых прицелах для исключения ложных измерений дальности используются устройства автоматической селекции дальности до цели. В зарубежной печати сообщается, что они фиксируют последний отраженный импульс. Но при отражении импульса лазерного излучения от местных предметов и эти устройства могут фиксировать неверное значение измеряемой дальности до цели. Поэтому в прицелах должны быть предусмотрены простые меры контроля. Например, в английских танках «Чифтен» и «Челленджер» после измерения дальности в поле зрения прицела наводчика появляется эллипс, по размерам которого он легко контролирует правильность проведенной операции. Если цель вписывается з эллипс, то дальность измерена правильно. Если же размеры эллипса меньше цели, то это значит, измерена дальность до предмета, находящегося за ней.

Большинство дальномеров иностранных танковых прицелов имеют лазеры на основе иттриево-алюминиеаого граната с неодимом (Nd-YAG) с длиной волны излучения 1,06 мкм, что опасно для глаза, так как разрушает его сетчатку. Стремление защитить войска от излучения своих же дальномеров явилось одной из основных причин многолетних поисков более приемлемых типов лазеров для использования их в танковых дальномерах. К настоящему времени за рубежом существуют три типа лазеров, безопасных для глаз. Один из них — на основе углекислого газа, или как его еще называют СО2-лазер, — уже используется в танковых прицелах. Такие дальномеры имеют прицелы командира и наводчика английского танка «Челленджер- 2», наводчика южно-корейского танка «88» и американский прицел TIMS.

Планами модернизации предусматривается установка дальномеров на СО2 также в прицелы наводчиков танков М1 «Абрамс» и «Леопард-2». Кроме безопасности для глаз, достоинством такого лазера, длина волны излучения которого составляет 10,6 мкм, является возможность использования его в качестве осветителя для тепловизора, работающего в диапазоне 8—12 мкм.

Вместе с тем у него есть и существенные недостатки. Во-первых, он очень сложен, в 2—3 раза дороже и менее надежен, чем лазеры на иттриево-алюминиезом гранате с неодимом. Кроме того, недостатками излучения на длине волны 10,6 мкм являются высокая степень поглощения его атмосферой и слабое отражение от целей, особенно мокрых или покрытых снегом. Все это, и в первую очередь высокая стоимость, заставили западных специалистов обратить внимание на два других типа безопасных для глаз лазеров: с Раман-преобразователем и на основе стекла с эрбием.

Лазеры с Раман-преобразователем много лет исследуются американской фирмой «Хьюз». В них в качестве активного элемента используется иттриево-алюминиевый гранат с неодимом. Полученное излучение с длиной волны 1,06 мкм направляется в газовый Раман-преобразователь, на выходе которого образуется излучение с длиной волны 1,54 мкм, которое уже безопасно для глаз.

Лазеры на основе стекла с эрбием разрабатывает американская фирма «Оптик электроник корпорейшн оф Даллас». Они создают излучение на безопасной для глаза длине волны 1,54 мкм. По мнению разработчиков, лазеры на основе стекла с эрбием будут меньше по размерам и дешевле лазеров с Раман-преобразователем. Но реальных конструкций танковых дальномеров, использующих лазеры с Раман- преобразователем или на основе стекла с эрбием, пока нет.

Единственным зарубежным танковым прицелом, полностью содержащим систему вычисления и ввода углов прицеливания и бокового упреждения, является прицел LRS-5 наводчика бразильского танка ЕЕ-Т1 «Озорио». В остальных прицелах установлены только элементы такой системы, обеспечивающие необходимые перемещения прицельных марок. Вычисление же углов прицеливания и бокового упреждения возложено на электронные баллистические вычислители. В некоторых прицелах, кроме рассмотренных основных функциональных элементов, устанавливаются дополнительные системы и устройства, повышающие эффективность работы экипажа. Так, в американском прицеле TIMS имеется система автоматического слежения за целью, В прицелах наводчиков танков «Леклерк» и «Челленджер-2» размещены гироскопические датчики, используемые в навигационных системах этих танков.

В целом развитие танковых прицелов за рубежом характеризуется расширением выполняемых ими функций и интеграцией различных электронно-оптических и электронных приборов и систем в единый комплекс, позволяющий успешно решать огневые задачи в бою.

Полковник В. Литвиненко, кандидат технических наук

Источник - "Зарубежное военное обозрение" №4 1991.

Последнее обновление 07.05.2017 год

Автор - Антропов Петр, 2001 - 2017.

petivantropov@gmail.com

  Рейтинг@Mail.ru