Статья из Технической Энциклопедии 1927-1934 г.г.. Перископ

ПЕРИСКОП, оптич. прибор, дающий возможность рассматривать предметы, расположенные в горизонтальных плоскостях, не совпадающих с горизонтальной плоскостью глаза наблюдателя. Применяется на подводных лодках для наблюдения за поверхностью моря при погруженном состоянии лодки, в сухопутной армии - для безопасного и незаметного наблюдения за противником из защищенных пунктов, в технике--для исследования недоступных внутренних частей изделий.

В простейшей форме П. состоит из вертикальной трубы (фиг. 1) с двумя наклоненными под углом, в 45 град. зеркалами S1 и S2 или призмами с полным внутренним отражением, расположенными параллельно друг другу в разных концах трубы и обращенными друг к другу своими отражающими поверхностями. Однако отражательная система П. может конструироваться различно. Система из двух параллельных зеркал (фиг. 2а) дает прямое изображение, правая и левая стороны которого идентичны с соответствующими сторонами наблюдаемого предмета. Система из двух перпендикулярных зеркал (фиг. 26) дает изображение обратное, и т. к. оно рассматривается наблюдателем, стоящим спиною к предмету, то правая и левая стороны меняют свои места. Перевертывания изображения и смещения сторон легко достигнуть, помещая в систему преломляющую призму, но необходимость наблюдения спиною к предмету, а следовательно и затруднительность в ориентировке остается, и поэтому вторая система менее пригодна. Недостатками П., изображенного на фиг. 1 и применяемого в позиционной войне, являются незначительный угол зрения а (ок. 10--12 град.) и небольшая светосила, что вынуждает ограничиваться длиною не более 1 000 мм при сравнительно большом диаметре трубы--до 330 мм. Поэтому в П. отражающая система обычно связывается с системою линз. Это достигается присоединением к отражательной системе П. телескопа, одного или двух. При этом т. к. обычная астрономич. труба дает обратное изображение с перемещенными сторонами, то комбинация перпендикулярных зеркал с такой трубой даст прямое изображение с правильно расположенными сторонами. Недостатком такой системы является положение наблюдателя спиной к предмету, о чем упомянуто выше. Присоединение астрономич. трубы к системе параллельных зеркал также нецелесообразно, т. к. изображение получится перевернутым, с обращенными сторонами. Поэтому в П. обычно соединяются система параллельных зеркал и земная зрительная труба, дающая прямое изображение. Однако установка двух астрономич. труб после двух инверсий даст также прямое изображение., почему также применяется в П. Трубы в этом случае располагаются объективами друг к другу. Преломляющая система П. не представляет каких-либо особенностей по сравнению с телескопом, однако выбор той или иной комбинации телескопов (точнее линз), их количества и фокусного расстояния определяется требуемыми углом зрения и светосилой П. В лучших П. яркость изображения уменьшается - на 30% в зависимости от системы и сорта линз. Т. к. отчетливость изображения зависит и от окраски предметов, то улучшение видимости достигается также применением цветных светофильтров.

В простейшей форме перископа (фиг. 3) верхняя линза О1 дает в точке В1 действительное изображение предмета, преломляя лучи, отраженные призмой Р1. Собирательная линза U создает в точке В2 также действительное изображение предмета, которое отражается призмой Р2 и рассматривается через окуляр О2 глазом наблюдателя. В трубах обычно применяются ахроматические линзы, а также принимаются меры для устранения других аберрационных искажений. Устанавливая один за другим два телескопа, действующие подобно описанному выше, получают возможность увеличить расстояние между призмами без ущерба для светосилы П. и его поля зрения. Простейший П. такого типа показан на фиг. 4.

Уже первые П. подобного типа дали поле зрения в 45 град. и увеличение 1,6 при оптич. длине в 5 м при диаметре трубы в 150 мм.

Т.к. наблюдение одним глазом утомительно, то были предложены П., дающие изображение на матовом стекле, однако это изображение значительно теряло в четкости, и поэтому применение в П. матовых стекол распространения неполучило.

Следующим этапом в развитии идеи П. явились попытки уничтожить необходимость поворачивания трубы П. при осмотре горизонта на 360R. Это достигалось соединением нескольких (до 8) П. на одной трубе; в каждый из окуляров осматривалась соответствующая часть горизонта, причем наблюдатель должен был обходить трубу. Такого рода мультипликаторные П. не давали все же всей картины в целом и поэтому были предложены о м н и с к о п ы , дающие весь горизонт в виде кольцевой картины благодаря замене объектива шаровой преломляющей поверхностью. Этого рода приборы, отличаясь значительной сложностью, не давали увеличения поля зрения по вертикали, что препятствовало наблюдению за самолетами, и искажали изображение, а потому вышли из употребления. Более удачным было укрепление оптич. системы во внутренней трубе, к-рая могла вращаться внутри наружной независимо от последней (фиг. 5).

Такого рода п а н о р а м н ы е П., или клептоскопы, требуют некоторого добавочного оптич. устройства. Световой пучок, проникая в головку П. через шаровую стеклянную крышку Н1, предохраняющую прибор от попадания воды и не играющую оптич. роли, распространяется по оптич. системе Р1 , В1, В2 и т. д., к-рая укрепляется во внутренней трубе J . Последняя вращается при помощи цилиндрич. зубчатой передачи, показанной внизу прибора рукояткой G, независимо от наружного кожуха М. При этом изображение, падающее на линзу В3, преломляемое призмой Р2 и рассматриваемое окуляром, будет вращаться около световой оси окуляра. Во избежание этого внутри внутренней трубы укрепляется четырехугольная призма D, вращающаяся около вертикальной оси при помощи планетарной передачи К1, К2, К3 с половинной скоростью и выпрямляющая изображение.

Оптич. сущность устройства уясняется из фиг. 6, показывающей, как вращение призмы поворачивает изображение с вдвое большей скоростью. Увеличение поля зрения в вертикальном направлении от 30 град. в обычном П. до 90 град. достигается в зенитном П. установкой в объективной части прибора призмы, вращающейся около горизонтальной оси, независимо от поворота всей верхней части около вертикальной оси для обозрения горизонта. Оптич. часть П. такого типа дана на фиг. 7.

П. употребляются на подводных лодках для двух целей: наблюдения и управления торпедной стрельбой. Наблюдение может заключаться в простом ориентировании в окружающей обстановке и в более тщательном рассматривании отдельных предметов. Для наблюдения предметы д. б. видимы в натуральную величину. При этом практически установлено, что для точного воспроизведения с монокулярным наблюдением предметов, наблюдаемых обычно невооруженным глазом бинокулярно, увеличение прибора д. б. больше 1. В настоящее время все П. подводных лодок имеют увеличение 1,35--1,50 для простого ориентирования. Для тщательного рассматривания отдельных предметов увеличение д. б. больше, с максимально возможной освещенностью. В настоящее время применяется увеличение X 6. Т. о. к П. предъявляется двойное требование в отношении увеличения прибора. Это требование удовлетворяется в бифокальных П., оптич. часть объектива к-рых дана на фиг. 8.

Перемена увеличения достигается поворотом системы на 180R, при этом объектив О1 и линза К1, н3 перемещаются. Для большего увеличения служит система для меньшего -- система V1, P2, V2. Внешний вид нижней части зенитного бифокального П. дан на фиг. 9.

Описанная конструкция для изменения увеличения не единственная. Более просто та же цель достигается удалением с оптич. оси прибора излишних линз, укрепленных в оправе, к-рая может поворачиваться по желанию около оси. Последняя конструируется вертикально или же горизонтально.

Для пеленгования предметов, определения их расстояния, курса, скорости и для управления торпедной стрельбой П. снабжаются специальными приспособлениями. На фиг. 10 и 11 показаны нижняя часть перископа и наблюдаемое поле зрения для П., снабженного вертикальнобазисным дальномером.

На фиг. 12 показано поле зрения П. для определения расстояния и курсового угла по принципу совмещения.

На фиг. 13 дана нижняя часть П., снабженного фотографической камерой,

и на фиг. 14--нижняя часть П. с приспособлением для управления торпедной стрельбой.

Головка П. при движении вызывает на поверхности моря волнообразования, к-рые позволяют установить присутствие подводной лодки. Для уменьшения видимости головную часть П. делают возможно меньшего диаметра, что уменьшает светосилу П. и требует преодоления значительных оптич. затруднений. Обычно узкой устраивают лишь верхнюю часть трубы, постепенно расширяя ее книзу. Лучшие современные П. при длине трубы большей 10 м и диаметре в 180 мм имеют верхнюю часть длиною ок. 1 м с диаметром всего в 45 мм. Однако в настоящее время опытом установлено, что открытие подводной лодки достигается не обнаружением самой головки П., а видимостью ее следа на поверхности моря, к-рый сохраняется продолжительное время. Поэтому в настоящее время П. высовывают над поверхностью моря периодически на несколько секунд, необходимых для производства наблюдения, и сейчас же скрывают его до нового появления через определенный промежуток времени. Волнообразование, вызываемое в этом случае, значительно приближается к обычному волнению морской воды.

Различие t в трубе и в окружающей среде в соединении с влажностью воздуха внутри П. приводит к отпотеванию оптич. системы, для устранения которого устраивают приспособления для осушки П. Внутри П. устанавливается воздушная трубка, проведенная в верхнюю часть трубы и выходящая наружу в нижней части П. С другой стороны последней устраивают отверстие, из к-рого воздух высасывается из П. и попадает в фильтр, заряженный хлористым кальцием (фиг. 15), после чего нагнетается в верхнюю часть перископа воздушным насосом, по внутренней трубе.

Трубы П. должны отвечать особым требованиям прочности и жесткости, во избежание нарушения оптич. системы; кроме того материал их не должен влиять на магнитную стрелку, что нарушило бы работу судовых компасов. Кроме того трубы д. б. особо стойкими в отношении коррозии в морской воде, т. к. помимо разрушения самих труб будет нарушаться плотность соединения в сальнике, через к-рый П. выдвигается из корпуса лодки. Наконец геометрич. Форма труб должна отличаться особой точностью, что при большой длине их создает при производстве значительные трудности. Обычным материалом для труб служит маломагнитная нержавеющая никелевая сталь (Германия) или специальная бронза--иммадиевая (Англия),-- обладающая достаточной упругостью и жесткостью.

Укрепление П. в корпусе подводной лодки (фиг. 16) вызывает затруднения, зависящие как от необходимости предотвратить попадание морской воды между трубой П. и корпусом лодки, так и от вибрации последнего, нарушающей ясность изображения. Устранение этих затруднений лежит в конструировании сальника, достаточно водонепроницаемого и в то же время упругого, надежно соединенного с корпусом лодки. Сами трубы должны иметь приспособления для быстрого подъема и опускания их внутрь корпуса лодки, что при весе П. в сотни кг приводит к механич. затруднениям и необходимости установки моторов 1, которые вращают лебедки 2, 4 (3 -- включение для среднего положения, 5--ручной привод, 6, 7 -- рукоятки для механизма сцепления). При подъеме или опускании трубы наблюдение делается невозможным, так как окуляр быстро перемещается по вертикали. В то же время надобность в наблюдении особенно велика при всплытии лодки. Для устранения этого применяется устройство особой площадки для наблюдателя, соединенной с П. и перемещающейся с ним. Однако это вызывает перегрузку труб П. и необходимость выделения в корпусе судна особой шахты для перемещения наблюдателя. Поэтому чаще применяют систему стационарного П., позволяющего наблюдателю сохранять свое положение и не прерывать свою работу во время перемещения П.

Эта система (фиг. 17) расчленяет окулярную и объективную части П.; первая остается неподвилсной, а вторая перемещается с трубой по вертикали. Для оптич. соединения их внизу трубы устанавливают четырехгранную призму, и т. о. световой пучок в П. этой конструкции отражается четыре раза, меняя свое направление. Т. к. движение трубы изменяет расстояние между нижней призмой и окуляром, то последняя перехватывает световой пучок в различных его точках (в зависимости от положения трубы), что нарушает оптич. единство системы и приводит к необходимости включить в нее еще одну подвижную линзу, регулирующую пучок лучей соответственно положению трубы.

Обычно на подводных лодках устанавливают не менее двух П. Первоначально это вызывалось желанием иметь запасный прибор. В настоящее время, когда требуются два П. различной конструкции--для наблюдения и атаки, П., применяемый при атаке, является в то же время и запасным на случай порчи одного из них, что важно для выполнения основной задачи--производства наблюдения. Иногда кроме указанных П. устанавливают еще третий, запасный, употребляемый исключительно при порче обоих главных.

Армейские П. отличаются большей простотой конструкции до сравнению с морскими, сохраняя в то же время основные черты и усовершенствования прибора. В зависимости от назначения конструкция их различна. Обычный траншейный П. состоит из деревянной трубы с двумя зеркалами (фиг. 1). Более сложно устройство трубы П., включающей оптич. преломляющую систему, но не отличающейся особыми размерами; такая труба обычно устроена на принципе панорамного перископа (фиг. 18).

Блиндажный П. (фиг. 19) по конструкции сходен с морским простейшего типа и назначается для производства наблюдений из укрытий.

Мачтовый перископ служит для наблюдения отдаленных предметов или в лесу, заменяя неудобные и громоздкие вышки. Он достигает высоты 9--26 м и состоит из мачты, служащей для укрепления оптич. системы, монтируемой внутри двух коротких труб большого диаметра. Окулярная труба укреплена на лафете внизу мачты, а объективная--на выдвижной верхушке мачты. Так. образом в этом типе отсутствуют промежуточные линзы, что несмотря на значительное увеличение (до х 10) при низком положении мачты вызывает уменьшение последнего по мере выдвижения мачты с одновременным понижением отчетливости изображения. Мачта монтируется на специальном лафете, служащем также и для перевозки прибора, причем мачта сдвигается. Лафет достаточно устойчив и лишь при сильном ветре требует дополнительного крепления отводами.

Перископ с успехом применяется в технике для обследования отверстий, высверленных в длинных поковках (валах, каналах орудий и др.), для проверки отсутствия раковин, трещин, а также и других пороков. Прибор состоит из зеркала, расположенного под углом в 45 град. к оси канала, укрепленного на особой оправе и соединенного с осветителем. Оправа перемещается внутри канала на особом стержне и может поворачиваться около оси канала. Телескопич. часть смонтирована отдельно и помещается вне исследуемой поковки; она служит не для передачи изображения, как в обыкновенном П., а для лучшего рассмотрения захватываемого П. поля зрения.

Лит.: W е 1 d е г t F.f Entwicklung u. Konstruktion der Unterseeboots-Sebrohre, Jahrbuch der schiffbautechnlschen Gesellschaft, Berlin, 1914, 15, p. 174; A Dictionary of Applied Physics, London, 1923, v. 4, p. 350; К 0 n i g A., Die Fernrohre und Entfernungsraeaser, Berlin, 1923. P. Тишбейн.

Оставить комментарий © Copyright Статья из Технической Энциклопедии 1927-1934 г.г. (ola_ton@mail.ru) Размещен: 26/03/2007, изменен: 17/02/2009. 17k. Статистика. Статья: История Статьи из технической энциклопедии издания 1927-1934 года. Иллюстрации/приложения: 17 шт.		Оценка: *5.627** Ваша оценка:

Статья из Технической Энциклопедии 1927-1934 г.г. : другие произведения.

Перископ