Прибор для выверки пушки и измерения ее дульного угла

Предложен универсальный прибор для выверки пушки с прицелом, а также измерения дульного угла пушки. Прибор содержит телескопическую систему с объективом, окуляром с диоптрийной настройкой, расположенной в фокальной плоскости окуляра сеткой, снабженную механизмом фокусировки, хвостовик с выполненным вдоль его оси сквозным каналом, узел юстировки, марку-шкалу с устройством подсветки, размещаемую в казенной части ствола пушки, делитель поля зрения (систему призм или зеркал), съемную (откидную) крышка и выключатель устройства подсветки марки, при этом телескопическая система установлена на хвостовике перпендикулярно его оси, ребро пересечения отражающих граней делителя поля зрения, расположено преимущественно перпендикулярно к оси хвостовика и оптической оси телескопической системы, установлено преимущественно в вблизи оптической оси, при этом крышка устанавливается на входном окне прибора со стороны делителя поля зрения противоположной хвостовику. Делитель поля зрения может быть выполнен в виде: - светоделительного кубика, состоящего из трех прямоугольных призм, ребро пересечения катетных граней которых образует ребро делителя, причем катетные грани средней призмы имеют светоделительные покрытия; - двух зеркал, расположенных под углом 90°, края которых сопряжены и образуют ребро делителя; - прямоугольной призмы с зеркальным покрытием катетных граней, общее ребро которых образует ребро делителя; - составной призмы из двух призм АР-90⁰, развернутых по отношению друг другу визирными катетнымм гранями в противоположные стороны на 180°,, при этом ребро стыковки отражающих граней призм образует ребро делителя. Призмы АР-90° могут быть срезаны параллельно визирным катетным граням и склеены в месте среза между собой. Телескопическая система для удобства компоновки может иметь изломанную оптическую ось и содержать дополнительные призмы (зеркала), расположенные на ее оси (одну или более). Узел юстировки может быть выполнен в виде устройства, встроенного в телескопическую систему, например, в виде устройства перемещения сетки телескопической системы перпендикулярно оптической оси. Использование прибора позволяет производить выверку пушки с прицелом и измерение дульного угла за одну установку прибора, что позволяет сократить время на бесстрельбовое приведение пушки к нормальному бою, сократить размер ЗИП и проводить выверку пушки на любой дальности установки выверочного щита.

Заявляемая полезная модель относится к приборам для подготовки орудий, преимущественно танковых пушек, к стрельбе в ходе реализации так называемого бесстрельбового метода приведения танковых пушек к нормальному бою [1]. Более конкретно заявляемый прибор относится к устройствам для контроля и установки оси канала ствола относительно заданного положения оптической оси визирного канала прицела, а также измерения дульного угла ствола. При этом под дульным углом понимается угол между осью, соединяющей центры казенного и дульного сечения канала ствола, и касательной к действительной оси ствола в его дульной части.

Известен прибор выверки УПВ-125-01, предназначенный для согласования линии прицеливания и оси канала ствола пушки [2]. Прибор УПВ-125-01 представляет собой оптико-механическое устройство, состоящее из телескопической системы (зрительной трубы), в корпусе которой расположены элементы оптической схемы, хвостовика и узла юстировки.

Оптическая схема телескопической системы представляет собой монокулярную систему, состоящую из объектива, прямоугольной призмы АР-90°, сетки и окуляра. Объектив предназначен для построения изображения рассматриваемых предметов (визирного знака выверочного щита, устанавливаемого на расстоянии 100 м от дульного среза пушки или удаленной точки на местности) в плоскости сетки, находящейся в фокальной плоскости окуляра.

Наблюдая в окуляр, оператор осуществляет наведение (совмещение) перекрестия сетки на изображение визирного знака (удаленной точки), проводит операции по определению положения канала ствола пушки в пространстве (разворот прибора вокруг оси хвостовика в канале ствола на 180°), наводит ось канала ствола на изображение визирного знака (удаленной точки) и проводит выверку прицела с пушкой.

Призма АР-90° служит для изменения хода лучей на 90° и обеспечивает возможность наблюдения сбоку от прибора. При этом визирование идет в направлении от хвостовика.

Хвостовик прибора предназначен для базирования прибора в дульной части канала ствола пушки. Базирование осуществляется с помощью двух комплектов из трех центрирующих планок, причем одна из трех планок подпружинена. При этом телескопическая система с окуляром находятся снаружи у дульного среза пушки.

Узел юстировки, предназначенный для обеспечения взаимной ориентировки (соосности) оптической оси телескопической системы и оси хвостовика, представляет из себя механическое устройство, выполненное в виде шаровой опоры с возможностью поворота телескопической системы в двух плоскостях с помощью двух пар винтов относительно хвостовика.

Описанный прибор УПВ-125-01 не позволяет измерять с его помощью дульный угол, что обусловливает необходимость наличия в ЗИПе специального прибора ДУ-125-01 [3] для измерения дульного угла, выбранного за прототип.

Комплект прибора ДУ-125-01 включает сам прибор: телескопическую систему (зрительную трубу), в корпусе которой расположены элементы оптической схемы, хвостовик, вставляемый в канал ствола пушки со стороны дульного среза, и узел юстировки, а также марку-шкалу с устройством подсветки, при измерении дульного угла устанавливаемую в казенник пушки на расстоянии около 6 м от прибора.

Оптическая схема телескопической системы представляет собой монокулярную систему, состоящую из объектива, сетки и окуляра. Объектив предназначен для построения изображения рассматриваемой марки в плоскости сетки, находящейся в фокальной плоскости окуляра. Изображения сетки и марки-шкалы оператор наблюдает через окуляр, и, оценивая их рассогласование, определяет дульный угол.

Хвостовик прибора предназначен для базирования прибора в канале ствола пушки. Базирование осуществляется с помощью двух комплектов из трех центрирующих планок, причем одна из трех планок подпружинена. При определении дульного угла хвостовик помещается в ствол, а телескопическая система с окуляром находятся снаружи, у дульного среза пушки. При этом для обеспечения возможности визирования марки, установленной в казеннике пушки, хвостовик выполнен полым, имеющим продольный цилиндрический канал.

Узел юстировки, предназначенный для обеспечения взаимной ориентировки (соосности) с необходимым допуском оптической оси телескопической системы и оси хвостовика, представляет из себя механическое устройство, выполненное в виде шаровой опоры с возможностью поворота телескопической системы в двух плоскостях с помощью двух пар винтов относительно хвостовика. В отличие от узла юстировки прибора УПВ-125-01 шаровая опора прибора ДУ-125-01 для обеспечения визирования марки-шкалы выполнена с центральным отверстием.

Марка-шкала представляет собой совокупность гравированных на стеклянной пластине концентрических колец, причем шаг между кольцами 0,25 мрад, а диаметр самого большого из колец соответствует дульному углу в 3 мрад. Для удобства наблюдения марка-шкала подсвечивается лампочкой (устройство подсветки).

Прибор ДУ-125-01 предназначен только для определения дульного угла и его невозможно использовать при проведении операций по выверки пушки, что обусловливает необходимость наличия в ЗИПе специального прибора для выверки, а именно, описанного выше прибора выверки УПВ-125-01.

Недостатком узлов юстировки на основе шаровых опор обоих приборов является сбивание юстировки при небрежном отношении с приборами (при случайных ударах по ним или их падении) и сложность проведения юстировки, т.к. направления котировочных движений шаровой опоры взаимозависимы друг от друга.

Заявляемый прибор для выверки и измерения дульного угла пушки отличается тем, что по сравнению с прототипом - прибором ДУ-125-01 имеется делитель поля зрения (система призм или зеркал), обеспечивающий визирование в двух противоположных направлениях (в сторону марки-шкалы, размещенной в казенной части пушки и в направлении от дульного среза пушки в сторону выверочного щита). При этом телескопическая система установлена на хвостовике перпендикулярно его оси, ребро пересечения отражающих граней делителя поля зрения расположено преимущественно перпендикулярно к оси хвостовика и оптической оси телескопической системы, установлено преимущественно в вблизи оптической оси.

Входное окно прибора снабжено съемной (откидной) крышкой или шторкой со стороны прибора (делителя поля зрения), противоположной хвостовику и обращенной к выверенному щиту, обеспечивающей, кроме защиты оптики от механических повреждений при нерабочем положении прибора, возможность проведения измерений по определению дульного угла (обеспечение визирования марки-шкалы со стороны казенной части пушки при исключении засветок с противоположной стороны).

Для удобства работы с прибором устройство подсветки марки-шкалы снабжено выключателем.

Устройство заявляемого прибора поясняется рисунком на фигуре 1.

Показанный на фигуре 1 прибор содержит телескопическую систему 1 с объективом 2, окуляром 3 с диоптрийной настройкой, расположенной в фокальной плоскости окуляра 3 оптической сеткой 4, снабженную механизмом фокусировки 5, хвостовик 6 с выполненным вдоль его оси продольным сквозным каналом 7, узел юстировки 8, съемную (откидную) крышку (шторку) 9 и марку-шкалу 10 с устройством подсветки 11 и выключателем 12, размещаемую в казенной части ствола пушки 13. Также имеется делитель поля зрения 14. При этом телескопическая система 1 установлена на хвостовике 6 перпендикулярно его оси 15, а делитель поля зрения 14, представляющий систему призм (зеркал), установлен преимущественно в месте пересечения оси хвостовика 15 и оптической оси телескопической системы 16 преимущественно перпендикулярно данным осям. Кроме того, на фигуре 1 показан используемый при выверке прицела с пушкой выверочный щит 17.

Возможны варианты исполнения делителей поля зрения.

Делитель поля зрения (см. фигуру 1, поз.14) может быть выполнен в виде светоделительного кубика, состоящего из трех прямоугольных призм, ребро пересечения катетных граней которых образует ребро делителя, причем катетные грани средней призмы имеют светоделительные покрытия.

При зеркальном варианте исполнения (см. фигуру 2а) делитель поля зрения 1 может быть выполнен в виде двух зеркал, расположенных под углом 90°.

Более предпочтителен с точки зрения простоты изготовления, крепления и надежности делитель поля зрения 1 в виде двойного углового зеркала на основе прямоугольной призмы с зеркальным покрытием ее боковых катетных граней (см. фигуру 2б).

При призменном варианте исполнения делитель поля зрения 1 может быть выполнен в виде составной призмы из двух призм АР-90° (см. фигуру 2в), развернутых визирными катетными гранями в противоположные стороны по отношению друг другу на 180°. Под визирными гранями призм понимаются грани, обращенные в стороны визирования (в направлении выверочного щита и марки-шкалы).

Для призменного делителя 1 из двух призм АР-90° предпочтителен с точки зрения повышения надежности и удобства компоновки конструкции вариант (см. фигуру 2г), когда призмы срезаны параллельно визирным катетным граням и склеены в месте среза между собой.

Кроме того, на фигуре 2 показаны возможные варианты расположения ребра 2 делителя поля зрения 1 относительно оси хвостовика 3 и оптической оси 4 и объектива 5 телескопической системы в зависимости от требований компоновки и заданного светопропускания обоих полей зрения (со стороны выверочного щита и со стороны марки-шкалы).

Для удобства компоновки и уменьшения габаритов прибора его телескопическая система 1 может иметь один или несколько изломов оптической оси 2, осуществляемых с помощью введения одной или нескольких дополнительных призм 3 (или зеркал) (см. фигуру 3, где 4 - ось хвостовика, 5 - делитель поля зрения, 6 - объектив, 7 - сетка, 8 - окуляр телескопической системы).

Возможен вариант исполнения прибора, в котором узел юстировки выполнен в виде устройства, встроенного в телескопическую систему. При этом телескопическая система жестко крепится к хвостовику без промежуточного звена - шаровой опоры и поэтому становится менее чувствительной к механическим воздействиям. Также появляется возможность осуществления проведения юстировки независимо в двух плоскостях, что существенно упрощает и убыстряет проведение данной операции. Юстировка прибора (обеспечение необходимой соосности визирной оси прибора и оси хвостовика) при этом осуществляется путем подвижки (поворота) оптического компонента телескопической системы или введением дополнительных подвижных (поворотных) оптических элементов.

Наиболее простым исполнением узла юстировки (см. фигуру 3) является устройство 9 (например, винтовой механизм), обеспечивающее поперечное перемещение сетки 7 телескопической системы перпендикулярно оптической оси 2.

При практической реализации прибора могут быть использованы следующие технические решения:

- в качестве телескопической системы может быть использована телескопическая система (зрительная труба) прототипа (серийного, прибора ДУ-125-01), имеющая механизм фокусировки и окуляр с диоптрийной настройкой;

- в качестве хвостовика можно использовать штатный хвостовик прототипа;

- дополнительные призмы (зеркала) телескопической системы и призмы (зеркала) делителя поля зрения могут быть заимствованы от серийно выпускаемых оптических приборов;

- в качестве узла юстировки можно использовать штатный узел юстировки прототипа, а для узла юстировки, встроенного в телескопическую систему, могут быть использованы клиновые (линзовые) компенсаторы серийно выпускаемых оптических приборов или применен винтовой механизм перемещения прицельной сетки винтовочных или охотничьих прицелов.

При использовании прибор работает следующим образом (см. фигуру 1).

При выверке пушки и прицела хвостовик 6 устанавливается в канал ствола пушки 13 со стороны дульного среза. Прибор направляют на выверочный щит 17 (удаленную точку - резко выделенный на местности удаленный предмет, например, заводскую трубу). Изображение визирного знака выверочного щита 17 (удаленной точки) с помощью делителя поля зрения 14, поступает в объектив 2 телескопической системы 1 и наблюдается оператором через окуляр 3 совместно с изображением сетки 4. Предварительно оператор настраивает окуляр 3 на резкое изображение сетки 4 с помощью диоптрийной настройки окуляра и с помощью механизма фокусировки 5 телескопической системы 1 обеспечивает резкое изображение визирного знака выверочного щита 17 (удаленной точки).

Наблюдая в окуляр 3, оператор осуществляет наведение (совмещение) перекрестия сетки 4 на изображение визирного знака выверочного щита 17 (удаленной точки), проводит операции по определению положения оси канала ствола пушки в пространстве (разворот прибора вокруг оси хвостовика в канале ствола на 180°), наводит ось канала ствола на изображение визирного знака (удаленной точки) и проводит выверку прицела с пушкой.

Для перехода к процессу измерения дульного угла оператор закрывает входное окно прибора, обращенное в сторону выверочного щита 17, крышкой (шторкой) 9 и включает с помощью выключателя 12 устройство подсветки 11 марки-шкалы 10. Изображение подсвеченной марки-шкалы 10, установленной в казеннике пушки 13, с помощью делителя поля зрения 14, поступает в объектив 2 телескопической системы 1 и наблюдается оператором через окуляр 3 совместно с изображением сетки 4. Оператор настраивает окуляр 3 на резкое изображение сетки 4 с помощью диоптрийной настройки окуляра и с помощью механизма фокусировки телескопической системы 1 обеспечивает резкое изображение марки-шкалы 10. По величине отклонения изображения сетки 4 от центра марки-шкалы 10, определяемому по номеру кольца, на котором находится центр сетки 4, оператор определяет дульный угол пушки.

Использование заявляемого технического решения сокращает размер ЗИПа (один прибор вместо двух) и позволяет проводить выверку пушки с прицелом и измерение дульного угла за одну установку прибора, что уменьшает время на бесстрельбовое приведение пушки к нормальному бою.

Кроме того, наличие в приборе механизма фокусировки объектива телескопической системы (в штатном приборе выверки УПВ-125-01 механизм фокусировки отсутствует и прибор сфокусирован на дальность 100 м) позволяет при проведении выверки пушки с прицелом устанавливать выверочный щит на любом расстоянии от среза ствола пушки (например, на 50 или 25 м), что дает возможность проводить выверку в условиях ограниченного пространства, например, в цехе.

При использовании технического решения со встроенным в телескопическую систему узлом юстировки вместо шаровой опоры повышается несбиваемость юстировки прибора (соосности оси хвостовика и визирной оси прибора) при его эксплуатации и упрощается сама юстировка.

Список использованных источников

1 Новые методы и средства инструментальной и технической подготовки комплексов РАВ танков к стрельбе: учебное пособие // Под общ. ред. канд. техн. наук В.П.Близгарева. - М.: - Военная академия бронетанковых войск им. Р.Я.Малиновского. - 1997. - 51 с.

2 Прибор выверки УПВ-125-01. Паспорт 55-43 2-Сб0-01ПС. - СПб.: ОАО «ВНИИТрансмаш». - 2006.

3 Прибор измерения угла ДУ-125-01. Паспорт 66-443-Сб0-01ПС. - СПб.: ОАО «ВНИИТрансмаш». - 2006.

1. Прибор для выверки пушки и измерения ее дульного угла, содержащий телескопическую систему с объективом, окуляром с диоптрийной настройкой, расположенной в фокальной плоскости окуляра сеткой, снабженную механизмом фокусировки, хвостовик с выполненным вдоль его оси сквозным каналом, узел юстировки и марку-шкалу с устройством подсветки, размещаемую в казенной части ствола пушки, отличающийся тем, что имеется делитель поля зрения (система призм или зеркал), съемная (откидная) крышка и выключатель устройства подсветки марки-шкалы, при этом телескопическая система установлена на хвостовике перпендикулярно его оси, ребро пересечения отражающих граней делителя поля зрения расположено преимущественно перпендикулярно к оси хвостовика и оптической оси телескопической системы, установлено преимущественно вблизи оптической оси, при этом крышка устанавливается на входном окне прибора со стороны делителя поля зрения, противоположной хвостовику.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что телескопическая система содержит дополнительные призмы (зеркала) расположенные на ее оси (одну или более).

3. Прибор по пп.1 и/или 2, отличающийся тем, что узел юстировки выполнен в виде устройства, встроенного в телескопическую систему.