畢業(yè)論文：步槍瞄準鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計

畢業(yè)論文：步槍瞄準鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.概述
1.1 瞄準鏡的介紹
光學(xué)瞄準鏡泛指所有采用光學(xué)成像原理的瞄準鏡.
　　包括了白光瞄準鏡(白光daylight就是指自然光。確切的說， 應(yīng)該叫"晝間瞄準鏡")， 像增強儀(星光夜視儀)， 熱成像儀(紅外線夜視儀)，反射式瞄準鏡(紅點鏡)， 有的分類辦法把激光指示器也算在光學(xué)瞄準鏡里。
　 白光瞄準鏡就是指利用自然光，通過透鏡。 棱鏡等光學(xué)系統(tǒng)成像的瞄準鏡， 也就是大家常說的"望遠式瞄準鏡"。在拂曉或者黎明燈光線昏暗的情況下，背景光線不足，看不清十字線，就會在十字線旁邊放一個小燈(或發(fā)光二極管)來照明，紅光綠光指的是照明的顏色。燈光紅色的是"紅光瞄準鏡"、燈光綠色的是"綠光瞄準鏡"。裝不同顏色的燈泡就是紅/綠雙光。 當然， 還要裝電池.白光瞄準鏡的成像最清晰， 觀察距離最遠， 但是在夜間無法使用。
像增強儀利用夜間物體的反光來工作，只要有微弱的月光或星光， 甚至遠處的燈光， 地面的物體就會發(fā)射微弱的光線。像增強儀捕捉到這些微弱的光信號后，用高電壓的像增強管將信號放大，最后在熒光屏就能到目標的圖像。 有點類似于我們調(diào)節(jié)電腦顯示器亮度的原理。 由于人的眼睛對綠光最敏感，熒光屏的熒光粉有意做成是綠色的， 這樣看到的圖像自然也是綠色的。而不是某人說的綠光瞄準鏡.像增強儀必須有星光，在全黑的環(huán)境是無法使用的。不過技術(shù)成熟， 性能穩(wěn)定， 使用較廣泛。僅是把亮度提高, 跟日間看到的景象類似， 不會像紅外線夜視儀那樣, 跟平常的圖像不一致，需要慢慢適應(yīng)， 必須要消耗電力，而且要注意不要被強光直射, 否則容易燒壞鏡子。
熱成像儀人體的體溫會通過紅外線的形式輻射出來， 熱成像儀捕捉到這些微弱的紅外線信號后， 將信號放大， 但紅外線用
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大量的需求。國外的瞄準鏡動輒上千美元的價格也讓國內(nèi)瞄準鏡有了一定的國外市場。我國近年來大力提高軍隊作戰(zhàn)能力，但步槍瞄準鏡水平與歐美國家差距較大。我國自主研發(fā)的第二代激光瞄準鏡由于價格的原因不可能全面裝備，其200米的夜間可視距離明顯不足，全天侯作戰(zhàn)能力有待提高。由于我國與歐美國家在人文、歷史、國情和政策上的不同，導(dǎo)致我國的步槍瞄準鏡的發(fā)展水平有一定的差距。
槍械瞄具分機械瞄具和光學(xué)瞄準鏡兩大類。一般步機槍上的準星缺口(現(xiàn) 孔)機械式瞄具結(jié)構(gòu)簡單可靠,而高射機槍的環(huán)形對空機械瞄具或目動向量瞄具則比較復(fù)雜。光學(xué)瞄準銳能更好看清目標、準確瞄準,采用光學(xué)瞄準銳是改善槍械性能的重要途徑之一。
60年代以來, 普通光學(xué)的設(shè)計能力和工藝水平有了很大提高。微光、紅外、激光等技術(shù)取得了重大進展。隨著光學(xué)技術(shù)的長足進步,槍用瞄準杭有了很大發(fā)展。
1.3瞄準鏡的瞄準方式
從19世紀末開始，跟隨著法國技術(shù)突破和實戰(zhàn)表現(xiàn)的影響，德國軍用步槍系統(tǒng)經(jīng)歷了一系列重大變革：彈藥方面從黑火藥改進成無煙發(fā)射藥，彈頭也從圓頭彈改進成尖頭彈，口徑也有所不同；步槍則從1888式委員會步槍系列替換為K98系列。無煙發(fā)射藥和尖彈頭的使用意味著現(xiàn)代步槍彈藥的誕生，大幅度提升的射程和精度，不僅奠定了現(xiàn)代步槍遠射性能的基礎(chǔ)，同時也是實現(xiàn)可靠準確射擊所必須的條件。
但在當時還非常原始的彈道和槍械理論設(shè)計水平條件下，各家的步槍設(shè)計上都存在大量沒有嚴密可靠依據(jù)的地方，最后的結(jié)果很大程度上取決于設(shè)計師的個人經(jīng)驗水平高低和主觀推測是否正確；想要研制的步槍系統(tǒng)能擁有較好的精度是一件比較考驗運氣的事情，并非誰更舍得在材料和工藝上下本錢就一定能收獲到更好的性能。尤其是當時出于減低經(jīng)濟成本和緩解后勤壓力的考慮，很多步槍彈藥的革新并不徹底，一些落后口徑并沒有被干脆的淘汰，而是通過更換發(fā)射藥與
彈頭獲得性能改良后繼續(xù)沿用。
不走運的德國人在當年就從未獲得過一種精度優(yōu)良的步槍和彈藥組合。雖然幾十年后，打遍全球戰(zhàn)場精度飽受贊譽的M40和M24等M700系列狙擊步槍都是脫胎于K98步槍的核心結(jié)構(gòu)；至今在1000碼（914.4米）和以上級別的遠距離射擊比賽中，大量優(yōu)異的成績?nèi)匀皇峭ㄟ^M700系高精度步槍創(chuàng)造出來的。但在一二戰(zhàn)時期，即使是精挑細選過用來作為光學(xué)瞄準鏡搭載平臺的狙擊型K98步槍，其性能也不過只能保證在270~360米之間的距離范圍上可靠命中人體目標。
與乏善可陳的步槍相比，德制的光學(xué)瞄準鏡就要先進的多。觀察德國蔡司的Dialythan 4*瞄準鏡可以發(fā)現(xiàn)：它的目鏡和物鏡直徑都比鏡筒要大，而且它的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)也都是內(nèi)藏在瞄準鏡的結(jié)構(gòu)中，只在外部露出調(diào)節(jié)的旋鈕——這在當時是很先進的一種技術(shù)，對于精密制造、金屬化工材料的要求都很高。當時的美式產(chǎn)品，比如M1903A1狙擊步槍的瞄準鏡，采用的還是外置調(diào)節(jié)式，結(jié)構(gòu)設(shè)計上落后同時期德國貨一個時代。
但是客觀的說，在當時K98步槍與德系瞄準鏡的組合中，除了更大尺寸的鏡片加大了視場以外，德系瞄準鏡在結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能上的優(yōu)勢被發(fā)揮的有限。尤其是某些型號上具備的焦距調(diào)節(jié)能力，對于二戰(zhàn)時期并沒有嚴格精密射擊要求和能力而且交戰(zhàn)距離很近的狙擊武器系統(tǒng)來說作用并不大。除了它們所搭載的K98步槍本身并不是一個以精度見長的平臺外，這種局面主要還受限制于當時瞄準鏡的光學(xué)水平和分劃設(shè)計。
3.5-4倍的倍率決定了二戰(zhàn)時期的瞄準鏡只具備對較近距離目標的觀察能力。具備觀察經(jīng)驗的人都應(yīng)該清楚，這個倍率下400米外的人已經(jīng)很小了，軀干的寬度就和肉眼看40公分外的一根0.4毫米粗的鉛筆芯差不多。在倍數(shù)確定以后，物鏡等鏡片的直徑則決定了視野的曠闊與否。但在有限的材料和工藝水平下，要使大尺寸鏡片能夠耐受槍械沖擊而不破裂，需要在成本和產(chǎn)能負擔上付出高昂的代價，這使當時的瞄準鏡物鏡尺寸和視場都遠不能與現(xiàn)代產(chǎn)品相比。在100米處，4.5度的視場只有7.86米，6度的視場只有10.5米。低倍率與小視場相結(jié)合，就決定了這些早期的瞄準鏡既看不清遠處的細節(jié)，在近處又看的不夠廣。
當時的大多數(shù)瞄準鏡，都采用了歐式T字三柱分劃；這種分劃至今仍然廣泛使用，不過主要用于近距離的狩獵用途。較粗的分劃設(shè)計一方面基于當時的工業(yè)水平，制造能耐受頻繁強烈沖擊而不變形斷裂的高性能金屬細絲是非常困難的事情；另一方面在歐洲多灌木的環(huán)境中也特別顯眼，不會發(fā)生分劃標志與視野中的樹枝等混淆的情況，有利于射手的快速瞄準射擊。
但是在射擊距離超過200米以外后，這種設(shè)計的弊端就開始凸顯了。首先，隨著距離加大，目標越來越小，變得巨大的分化會對目標形成嚴重的遮擋。其次，絕大多數(shù)光學(xué)器材的測距手段都是通過相似三角形原理，利用參照物相對于分劃的大小，進行比例計算。對于缺乏精確刻度的T字型分劃，射手往往只能憑借分劃本身的厚度、水平方向上分劃的缺口寬度來進行測距，不僅難以得到準確的結(jié)果，實際上要找到合適的參照物也并不容易。
測距是一切準確射擊的決定性前提。所有涉及到瞄準點修正的參量，不論是彈道高低調(diào)節(jié)、風偏調(diào)節(jié)、還是運動目標的提前量調(diào)節(jié)，全部都要基于射手到目標之間的距離進行計算；是應(yīng)該瞄準目標頭部上方，還是應(yīng)該瞄準目標的胸部；是應(yīng)該提前瞄準目標左邊半米遠，還是應(yīng)該瞄準一米遠？一旦測距錯誤或者無法
進行測距，那么必然的結(jié)果就是瞄準點修正錯誤，或者根本無法進行準確修正。
基于當時瞄準鏡在觀察、測距、瞄準性能上的限制，決定了二戰(zhàn)時期的狙擊手，絕大多數(shù)情況下只會射擊那些憑借直觀視覺經(jīng)驗，在不假思索的條件下即可完成測距、彈道修正，并且能夠容忍較大程度失誤的距離以內(nèi)的目標。這就限定了他們的最大攻擊范圍在絕大多數(shù)時刻僅僅是略大于步槍的直射距離，和普通士兵并無不同。正如大量的二戰(zhàn)狙擊手和老兵的回憶文獻，都明確指出當時的狙擊手普遍射擊距離很短，更有狙擊手直言不諱的說，“我根本不會去射擊超過200碼（183米）距離以外的目標”。
這一時代的狙擊步槍和狙擊手組合，僅僅是有限增強了裸眼觀察能力的優(yōu)選步槍與較為精銳的普通士兵組合，它并不對狙擊手做出文化水平上的要求；哪怕是單詞都不會拼幾個的山野獵人，也可以成為這種武器系統(tǒng)的合格使用者——這在蘇聯(lián)二戰(zhàn)中的功勛狙擊手中 ……（未完，全文共13927字，當前僅顯示3313字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：步槍瞄準鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計》）