崔忠旺+徐永強
第一代微光夜視儀
1940年代世界上出現(xiàn)的主動式紅外夜視儀是夜視器材的鼻祖,其具有成像清晰、對比度好等特點,但由于需要紅外光源照射,存在能耗大、易暴露、系統(tǒng)笨重等缺點。經(jīng)過幾十年的努力,人們探索出新的技術(shù),克服上述缺陷,從而誕生了新一代夜視器材。
其實,我們所謂的黑夜,很少是絕對黑暗的,因為自然界總是存在星光、月光、大氣輝光等微弱自然光。即使肉眼不易察覺的星星,其對地面的照度仍然達到2×10-4勒克司。若能利用如此微弱的光線將目標清晰成像,并且不使用紅外光源照射,肯定是一種好辦法。
1955年,美國人研制出以銻鉀鈉銫(Sb-Na-K-Cs)多堿光電陰極為核心部件的單級像增強器,使圖像的亮度增益可提高幾十倍。但若圖像增強到人眼能看清楚的程度,必須將亮度增益提高到幾萬倍。1962年,美國人研制出三級級聯(lián)式像增強器,即將3個單級像增強器串聯(lián)在一起,使亮度增益逐級提高。1965年,以三級級聯(lián)式像增強器為核心部件的第一代微光夜視儀誕生,其代表產(chǎn)品有AN/PVS-2星光鏡、AN/TVS-2班組武器瞄準鏡及AN/TVS-4微光觀察鏡,這些微光夜視儀曾于1965~1967年間在越南戰(zhàn)場使用。
此后,世界各國相繼推出新一代夜視儀產(chǎn)品。
微光觀察儀的誕生
1969年,我國開始研制第一代微光觀察儀,但由于受“文革”影響,直到1985年才研制成功,命名為85式微光觀察儀。其總質(zhì)量14kg(不含三腳架),放大倍率為4倍,視場不小于6.5°,調(diào)焦范圍為30m~∞,對人的觀察距離為1000m,對車輛的觀察距離為2000m,像增強器的亮度增益為30000倍,常溫下連續(xù)工作時間12小時。
全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)寫真
85式微光觀察儀系統(tǒng)由微光觀察儀、測角裝置、三腳架及附件等組成。該觀察儀系統(tǒng)整合有測角裝置,不僅可在夜間對目標進行觀察、監(jiān)視和識別,而且還具有測量目標方向角和高低角的功能。另外,該觀察儀系統(tǒng)還可配合武器系統(tǒng)進行直接瞄準和射擊修正。
微光觀察儀主要由物鏡、像增強器組件、目鏡、分劃板及鏡身組成。
物鏡 物鏡采用折反式鏡頭,又稱反射式鏡頭。一般的遠攝鏡頭,當光線通過鏡片后,直接到達熒光屏上成像,這類鏡頭長度較長,質(zhì)量大,使用極不方便。折反式鏡頭是利用光線的折反原理而制成的,其鏡筒內(nèi)設有多組鏡片,當光線經(jīng)過最前面的一組鏡片時,不是直接到達熒光屏上成像,而是被后部的鏡片組反射到最前面的一組鏡片上,再被反射到后部的鏡片組上。光線經(jīng)過多次反射后,才到達熒光屏上成像。這樣設計有助于縮短鏡頭長度。
折反式鏡頭的長度比相同焦距的遠攝鏡頭長度縮短約一半,大幅度降低了鏡頭長度和質(zhì)量,且制造成本低,但鏡身直徑略大。
物鏡的前方設有綠色橡膠護蓋,用于保護物鏡,避免太陽或光亮的反射面、探照燈等強光源對其損壞。護蓋只有在夜間微光的條件下才允許打開,白天不能打開。另外,護蓋上設有3個針孔,用于在夜間較強光線環(huán)境中不取下護蓋進行觀測。
像增強器組件 像增強器組件由三級級聯(lián)式像增強器、高壓供電裝置及各種自動調(diào)節(jié)電路組成。
三級級聯(lián)式像增強器由3個串聯(lián)的單級像增強器構(gòu)成,每個單級像增強器主要由入射透鏡、光電陰極及熒光屏組成。光線投射到像增強器的光電陰極上,經(jīng)逐級增強后,其亮度增益達到3萬倍以上,從而將微光的光學圖像增強到通過目鏡可以清晰觀察的程度。
高壓供電裝置為像增強器提供高達36KV的直流電壓。
自動調(diào)節(jié)電路包括自動亮度控制電路、自動補償畸變電路及自動補償電池電壓下降電路等。這些電路選用超小型元件制作,呈環(huán)形安裝在像增強器周圍,用硅橡膠灌封成一體。
目鏡 通過目鏡可對熒光屏上的圖像進行觀察。目鏡上設有視度調(diào)整手輪,轉(zhuǎn)動視度調(diào)整手輪,可在±5屈光度范圍調(diào)節(jié)視度,以適應不同的觀測者。調(diào)整手輪上設有一個突起,將其轉(zhuǎn)至下方,即可裝定視度零位。
視度調(diào)整手輪前方設有4個調(diào)焦手柄,4個調(diào)焦手柄呈對稱形分布在調(diào)焦手輪的周圍。轉(zhuǎn)動調(diào)焦手柄,可實現(xiàn)30m~∞的調(diào)焦。
眼罩內(nèi)設有自動開閉裝置,只有當眼睛壓下眼罩時,開閉裝置才打開,從而防止不必要的光由此射出,以防被敵發(fā)現(xiàn)。
分劃板 分劃板采用發(fā)光二極管照明,并將分化十字標記線投影至物鏡光路中。分劃照明亮度控制手輪設在鏡身左側(cè),轉(zhuǎn)動分劃照明亮度控制手輪,可分10檔調(diào)節(jié)分劃亮度,以適應不同景物亮度下的舒適觀察。
鏡身 電源開關、分劃照明亮度控制手輪及遮光板控制手輪都設在鏡身左側(cè)。其中,遮光板控制手輪設有兩個,分別為上遮光板手輪、下遮光板手輪,這兩個手輪呈上下排列。鏡身內(nèi)設有兩個半圓形遮光板。轉(zhuǎn)動上遮光板手輪或下遮光板手輪,鏡身內(nèi)的遮光板可以擋住視場上半部分或下半部,從而防止外界雜散光或光源的干擾。endprint
鏡身下方設有安裝板,安裝板由鋁合金制成,外表涂黑色漆。安裝板中心及四周設有安裝孔,將螺釘穿過安裝孔與測角裝置上方的連接板固定,觀察儀即可牢固安裝在測角裝置上。
測角裝置安裝在微光觀察儀下方,其由方向測角機構(gòu)及高低測角機構(gòu)組成,兩者均采用蝸輪式機構(gòu),通過手輪驅(qū)動。測角機構(gòu)上的讀數(shù)分劃分粗、精兩種。本分劃環(huán)上的讀數(shù)為粗分劃,補助分劃環(huán)上的讀數(shù)為精分劃。
方向測角機構(gòu) 方向測角機構(gòu)位于測角裝置下方。其上設有方向本分劃環(huán)和方向補助分劃環(huán),標記為黑色。方向本分劃環(huán)位于方向測角機構(gòu)下方,方向補助分劃環(huán)位于方向測角機構(gòu)右側(cè)。在方向本分劃環(huán)上刻有60個分劃,每一分劃值為100密位;在方向補助分劃環(huán)上刻有100個分劃,每一分劃值為1密位。
方向補助分劃環(huán)的左側(cè)設有解脫子,將方向補助分劃環(huán)手輪橫向外拉,則解脫子彈出,方向測角機構(gòu)的精調(diào)機構(gòu)解脫,可大幅度回轉(zhuǎn)整個測角裝置,以便將觀察儀快速對準目標。方向補助分劃手輪的左側(cè)設有黑色按鈕,為歸零按鈕,按下該按鈕,即可轉(zhuǎn)動方向補助分劃環(huán),使測角機構(gòu)的方向歸零。
測角裝置上設有水準氣泡,用于將測角裝置調(diào)整到水平位置。
高低測角機構(gòu) 高低測角機構(gòu)位于測角裝置左側(cè),其上設有高低本分劃環(huán)和高低補助分劃環(huán)。高低本分劃環(huán)位于高低測角機構(gòu)上方,高低補助分劃環(huán)位于高低測角機構(gòu)下方。在高低本分劃環(huán)上由“0”算起,上下各有3個分劃,每一分劃值為100密位。在高低補助分劃環(huán)上刻有100個分劃,每一分劃值為1密位,每隔10密位設有2個并列數(shù)字,這2個并列數(shù)字分別為紅色和白色,紅色數(shù)字增加的方向表示密位增加,白色數(shù)字增加的方向表示密位減小。
三腳架的上部為金屬結(jié)構(gòu),其通過定位銷及連接螺釘與測角裝置連接。三腳架的下部為木質(zhì)結(jié)構(gòu),3條木質(zhì)架腿的長度均可通過松動鎖緊螺釘抽拉調(diào)節(jié),并通過旋緊鎖緊螺釘加以固定。
附件由充電器、照明燈、低溫連接器及維護工具等組成。
充電器 充電器供微光觀察儀配用的鎳鎘電池專用。當電池工作超過8小時(累計)后,應及時取出充電。充好電的電池大約存放兩個月后,需重新充電。
照明燈 照明燈用于夜間測角時照明測角機構(gòu)上的各種分劃。使用時按極性裝入5號電池,按壓位于后部的開關照明燈即打開,松開開關照明燈則關閉。
低溫連接器 低溫連接器供在-10℃以下的寒冷環(huán)境下使用。由于微光觀察儀內(nèi)裝的鎳鎘電池在低溫環(huán)境中使用時,電能消耗快,此時可先將鎳鎘電池從微光觀察儀內(nèi)取出,裝入低溫連接器,然后將低溫連接器放入衣服的內(nèi)層口袋內(nèi),以便對其保溫。然后打開微光觀察儀上的插座蓋,將低溫連接器的插頭插入插座,開啟電源開關,即可供電。
維護工具 維護工具包括毛刷、絨布、干燥劑等。毛刷用于擦拭鏡身,絨布用于擦拭物鏡和目鏡。
85式微光觀察儀是精密的光電儀器,使用者必須經(jīng)過專業(yè)的操作訓練,嚴格遵守架設、裝入電池、觀察、測角及撤收等各項操作規(guī)程,以免損壞儀器或降低使用性能和壽命。
將三腳架穩(wěn)妥地架設在選好的地點,將測角裝置安裝在三腳架上,旋緊連接螺釘。然后調(diào)整三腳架,使測角裝置的水準氣泡居中,再將微光觀察儀通過連接螺釘牢固地安裝在測角裝置上。
首先檢查開關是否處于“關”的位置,然后擰松電池盒上的螺釘,打開電池盒,裝入電池,爾后關好電池蓋,擰緊螺釘。
第一步:用眼壓緊眼罩觀察,順時針轉(zhuǎn)動電源開關,將電源開關打開,應能通過目鏡看到綠色的熒光屏。觀察時注意調(diào)節(jié)電源開關,以獲得需要的亮度。
第二步:順時針轉(zhuǎn)動分劃照明控制手輪,調(diào)整分劃亮度,直至分劃像比目標像稍亮為止。當僅用于觀察時,應將分劃照明控制手輪旋轉(zhuǎn)至關閉位置,此時分劃像消失,以便于觀察。
第三步:轉(zhuǎn)動目鏡上的視度調(diào)節(jié)手輪,使分劃像清晰。
第四步:打開物鏡前方的護蓋。
第五步:轉(zhuǎn)動目鏡上的調(diào)焦手輪,可使30m(向左)至無窮遠(向右)的目標清晰。
第六步:如果在視場的上半部或下半部有不需要的光源,可順時針轉(zhuǎn)動上遮光板手輪或下遮光板手輪將其遮住,以改善觀察效果。
將方向補助分劃環(huán)手輪向外抽拉則解脫子彈出,水平轉(zhuǎn)動觀察儀并轉(zhuǎn)動高低手輪,利用鏡內(nèi)分劃即可概略瞄準目標。按壓解脫子,轉(zhuǎn)動方向及高低手輪,可實現(xiàn)微調(diào)以精確瞄準目標,再利用照明燈照明粗、精分劃,讀出分劃值,即可完成測角工作。
微光觀察儀系統(tǒng)不使用時,應及時關閉電源,裝好前方護蓋,從三腳架上取下微光觀察儀和測角裝置,取出電池,放回包裝箱中。