機械瞄準鏡原理:ACOG先進戰鬥光學瞄準鏡

2021-01-19 輕武講堂

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4倍鏡

ACOG,全稱為Advanced Combat Optical Gunsight(先進戰鬥光學瞄準鏡)。ACOG是望遠式瞄準鏡和光點瞄準鏡的結合體,既有放大的功能,又兼具雙目快速瞄準的功能。


ACOG的瞄準分劃採用了Trijicon公司專利的雙照明系統,自然光和氚光。自然光從瞄準鏡頂部的一個光纖制的採光系統吸收,通過分劃板形成瞄準標記再反射到射手眼中。

在光亮處,採光系統(導光條會自動將光線通入鏡子內部,形成一個點)緊湊型ACOG(Compact ACOG)是ACOG的縮小尺寸型,有1.5×16mm、1.5×24mm、2×20mm、和3×24mm四種規格,M16基本型(M16 base model)和特種環型(Special ring model)兩種基本型號。緊湊型ACOG是按照美國軍方標準設計製造的,但可以適用於各種槍械(如右圖)。緊湊型ACOG和ACOG的結構和原理都一樣,同樣採用航空鋁材,雙照明系統,能夠雙目瞄準。現在官方網站上已經取消了緊湊型ACOG的分類,全部稱為ACOG。

在暗處則靠氚光

ACOG的特色就是有一種被稱為BAC(Bindon Aiming Concept)的自動變倍功能,即當武器在快速運動過程中,瞄準鏡的倍率是1倍,當武器停止運動或緩慢運動時,則瞄準鏡自動恢復到原有的放大倍數。以TA31為例,就是說靜止或慢移時是4倍,當射手本身快速移動或快速轉向瞄準方向時,則是1倍。曾有些人猜測它裡面可能採用了重心移動或液壓之類的自動變焦功能,其實ACOG內部沒有任何變焦的功能.

這並不是什麼超級太空科技,不過是個非常簡單,聰明而且實用的設計罷了。但是這個功能並不是對所有人都有效,比如那些兩眼視力有較大差異的人(例如左眼2.0右眼0.8,就無法體會BAC的好處了)。


美國Trijicon官方使用簡介

早期的ACOG只有三種規格,4×32mm、3.5×35mm和5.5×50mm,小於3.5倍的型號被歸類為Compact ACOG,但現在其官方網站上已經把所有的ACOG合併為一種類型,所以現在的ACOG規格一共有1.5×16、1.5×24、2×20、3×30、3×24、3.5×35、4×32、5.5×50、6×48共9種規格,每種規格都有多種型號。(拿6X48來說,6是指放大倍數,48是指物鏡直徑)1995年,4×32mm的TA01和TA31被美軍所有的特種部隊所採用,提高M4卡賓槍的作戰性能,而一些執法機構也是採用4×32mm的ACOG。其中,美軍特種部隊所用的TA01NSN型瞄準鏡的頂部有後備的機械瞄準具,前方的片形突起物為準星,後方的三角形柱狀物的頂端有一個覘孔。(如下圖)

既然講到了ACOG,那麼就不得不講一講內部分化板了~~~(當然得講= =尼瑪這部分我花了好久時間)小編個人認為,除去遠望式瞄準鏡,就數ACOG的分化是最多彩的

不多說,來看圖

這種是一個圓形中間一個有氚光的三角形,但是具體的分化使用不知道(正常使用當然是用三角形對準目標= =我是說曲射和測距) ←這裡說下,大部分有分化的鏡子都是可以粗略測距的

這種三角形的大家應該是比較眼熟的,事實上不光在吃雞中,在很多遊戲中都有出現過。使用很簡單,當目標在400米的時候用4所在的橫線瞄準(以此類推)

測距方法未知

這種是一個圓形的

Trijicon ACOG TA31小海螺開箱評測

下面的字小編翻譯一下

4 MOA OD 是指--外圈直徑是4MOA

2MOA ID 是指--內圈是一個2MOA的圓圈圈

正好弄張圖來

TA01C這些什麼的是指ACOG的型號其他該翻譯的我都翻譯了

剩下小編來介紹下AOCG

在1993年,德國的GSG9特種部隊是第一個採用3.5×35mm規格的ACOG的部隊。

沒錯就是15倍鏡,它也是由Trijicon公司研製及生產的瞄準鏡系統。


這個是ACOG的原理圖

(哦,剛剛忘記說了,插著說句,以前就有人說氚是放射性元素,會不會對人有危害,這個說法是錯誤的,使用一年的這種ACOG輻射量也遠遠低於一年去做1~2次X光的小)

不過這幾年ACOG也玩出了許多又騷又實用的東西

常見的就是ACOG+小紅點(圖中為TA31-DOC)

小編還是想講講測距。。。

看到上圖沒有?

在「8」的地方小編畫了一個紅圈圈

那個地方表示---800米處一個標準腦袋的大小(其實是多少英尺不記得了,反正就是一個腦袋)

(其餘同理)

也有更複雜點的

比如上圖那個帶紅圈圈的

他還有個橫著的分化

這個就是用來調整風偏的了(事實上,ACOG的交戰距離之內的風偏是可以通過鏡子內部調節的)

反射式瞄準鏡(Reflex)雖然也被稱為「瞄準鏡」,但和望遠式瞄準鏡的原理不一樣,其光學系統比較簡單,通常沒有放大系統,因此也沒有倒像系統。析光鏡的凹面上鍍有一層或多層析光膜,由照明系統發出的光線通過分劃板然後在析光鏡上形成圓點(或圓環等瞄準標記)並反射以平行光進入人眼,同時人眼透過析光鏡看到目標,當瞄準標記與目標重疊時,即完成瞄準。這種瞄準鏡還有另一個名稱——紅點(Red dot)瞄準鏡,因為這種瞄準鏡的瞄準標記通常是一個紅色或鮮橙色的光點,當然並非所有的反射式瞄準鏡都是用光點的,有些會是十字線、光環甚至其他造型。

紅點

提到紅點就不得不說Aim point了,瑞典的Aim point公司成立至今已經超過20年歷史。他們自稱為紅點瞄準鏡(red dot sight)的創始者。

Aim point很明顯= =拆開來看Aim point「瞄準點」這個公司的名字說實話真沒啥創意。。。看看人家EOTech名字多煞氣

紅點的原理比較簡

給張圖大家就明白了

1、目標光源 2、析光鏡 3、分劃板 4、照明系統 5、眼點位置

簡單的說就是:由照明系統投射出一個點到析光鏡上,然後又平行反射進人眼,這時候人眼就看到一個在無限遠處的一個紅點點,這時候需要做的就是拿紅點對準目標光源

這兩張圖很好的說明了紅點使用時候的特點,就是由於是N束平行光反射出來

那麼你是可在鏡子任何一個角度找到紅點的

反射式光點瞄準鏡通常有兩種結構,一種為筒形,另一種為窗式。窗式結構比較簡單,但析光鏡完全暴露;筒形結構看起來和望遠鏡式瞄準鏡很相似,析光鏡被包在筒形鏡體內,前後有物鏡和目鏡作保護。

使用效果

(還有= =那個蜂窩一樣的遮光罩,可以取下來的,紅點其實是可以選擇綠色的←這話小編自己說出來都繞口= =)

其實小編是不準備講紅點的,但是不講紅點講不了全息。。。

終於到了全息了= =

前面說過的,在反射式瞄準鏡上看到的紅點是光源的光照射到分劃板上再經由分光鏡的曲面反射到人眼中形成的虛像。而在全息衍射瞄準鏡上看到的紅點則是用全息攝像/顯像技術產生的分劃板的全息圖像。

事實上,全息的瞄準方式是和紅點一樣的,但是有人要問了,雖然原理上有諸多不同,但是反射式瞄準鏡和全息瞄準鏡最後的使用方式和效果不都是一樣的嘛?那為什麼還要去費那勞什子的勁,去搞結構複雜、成本高昂的全息瞄準鏡呢?

理由得回去看紅點成像示意圖。圖上照明光源發出的光線被分光鏡的曲面反射成平行光進入人眼中。但是這個只是理想狀態下的模型,實際的情況卻很可能是這樣的:

圖中下、中兩處的光線被分光鏡反射後還是平行的,可是上面那束光線被反射後卻偏離了瞄準鏡的軸線方向,這可能是分光鏡的安裝失誤造成的,也可能是分光鏡的設計加工問題導致的,總之,如果人眼從上面那個位置去看,那麼看到的光點的位置就會如虛線所示的向下偏移,這就是通常所說的視差。因為那個虛像的像距是無限遠的,所以在瞄準遠距離目標的時候像的偏移就會很大,越遠距離上偏移越大,而在反射式瞄準鏡上也是無法完全消除視差的,只能儘可能降低。

但是全息式瞄準鏡就能解決這個問題,來看看全息成像原理:全息瞄準鏡的屏幕是一塊全息照片,上面記錄著通過分劃板的透射光波的振幅和位相等全部信息。當然這個分劃板是不會裝在瞄準鏡裡的,它只是在工廠生產全息瞄準鏡時拿來拍攝全息照片用的,全息瞄準鏡的屏幕也就是對分劃板拍攝的一張全息照片。拍攝的方式是這樣的

所以我們知道,全息的出廠前會用一道雷射把分化打到全息片上去,由於雷射本身就具有很高的平行性,然後在投射到全息膠片上之前又經過了一次平行校正,可以保證光線的平行性。在全息照片顯像時被再現出來的就是這些保證平行的光路,那自然也就不會發生視差了。


請大家注意,在全息照片兩邊又有兩片東西,那個叫光柵。

它有什麼用處呢?這個光柵是用來消除視差的。等等,前面不是說了全息式瞄準鏡不會發生視差麼?怎麼這裡又要消除視差了?這個問題還要細說一下。

為了實用,所以產品的尺寸和重量都不能太大,結構也必須緊湊。所以,EOTech上使用的是小巧的半導體雷射器。但是半導體雷射器有個問題,它對環境溫度的變化比較敏感,發出的雷射的波長會隨著環境溫度的變化而變化。

也就是說,當溫度發生較大變化時,射出的光的波長就會被改變,但是,全息的分化可是由一個固定波長的光拍攝的,如果此時你的波長不同,就會。

看到下面這種圖像

圖中全息片左側的是紅線是再現光,全息片右側的紅線是再現光與參考光波長一致的情況下的衍射光的光路,而綠色的線則是波長不一致的情況下的衍射光光路。在波長不一致的時候,衍射光的衍射角會發生變化,人眼看到的虛像的位置就會出現在綠線的反向延長線方向上(圖中未畫出),也就是光點會上下偏移。

那麼要如何解決呢?給雷射器上裝一個恆溫裝置?這個方法理論上是可行的,但是正如前面所說的,作為商品的EOTech瞄準鏡對尺寸規格有一定的要求,你不能讓使用者抱著一個空調去瞄準。回頭去看看全息瞄準的原理:當人眼看到虛像時,人眼的視線如果和槍械的瞄準線是平行的,那麼此時就是正確的瞄準狀態

也就是說,只要保證光路的一致性,就可以用於瞄準。而全息片前面的再現光的光路或者波長是否與拍照時的參考光一致對使用者來說其實並不重要。那麼此時光柵就派上用場了。

這是在全息片前面加上一個光柵後的效果示意圖,圖中紅色的線是再現光與參考光的波長、光路均一致狀態下的衍射光路,而藍色和綠色的線則是在波長不一致狀態下的光路。可以看到,由於光柵的存在,使得波長變化時的再現光照射在全息片上的角度也發生了變化。

分析表明,當衍射角變化1mrad時,在100米的距離上能引起分劃移動0.1m。當波長漂移+2nm時,未補償時角度變化3.1×10-3rad (對應分劃移動0.31m),補償后角度變化6.7×10-5rad ( l00m的距離上分劃移動6.7×10-3m )。在400m

的距離上,經過補償後分劃有2.68×10-2m的移動,這個精度對主要用於近戰的全息瞄準鏡是完全可以接受的。

這套系統實際上是個雙光柵系統,因為全息片本身也是一個複雜的光柵,用的是色散補償的方法來修正視差。其中的原理解釋起來有些麻煩,我就不再贅述了,不過大家可以把這個系統想像成兩個互相倒置的三稜鏡,當一束光從這兩者中通過時,不論入射光的顏色是什麼樣的(也就是波長不同),這個系統都能輸出方向一致(平行)的光線。

其實就是類似於一個這樣的原理

讓一道本來是彎折的射線,通過兩個互相倒置的三稜鏡,將其又轉化為各種波長不同的光

不知道你們學校做過這個實驗沒有= =小編小學就做過

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來源:極限特戰

圖片|網絡

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