毕业论文：步枪瞄准镜结构设计

毕业论文：步枪瞄准镜结构设计

1.概述
1.1 瞄准镜的介绍
光学瞄准镜泛指所有采用光学成像原理的瞄准镜.
　　包括了白光瞄准镜(白光daylight就是指自然光。确切的说， 应该叫"昼间瞄准镜")， 像增强仪(星光夜视仪)， 热成像仪(红外线夜视仪)，反射式瞄准镜(红点镜)， 有的分类办法把激光指示器也算在光学瞄准镜里。
　 白光瞄准镜就是指利用自然光，通过透镜。 棱镜等光学系统成像的瞄准镜， 也就是大家常说的"望远式瞄准镜"。在拂晓或者黎明灯光线昏暗的情况下，背景光线不足，看不清十字线，就会在十字线旁边放一个小灯(或发光二极管)来照明，红光绿光指的是照明的颜色。灯光红色的是"红光瞄准镜"、灯光绿色的是"绿光瞄准镜"。装不同颜色的灯泡就是红/绿双光。 当然， 还要装电池.白光瞄准镜的成像最清晰， 观察距离最远， 但是在夜间无法使用。
像增强仪利用夜间物体的反光来工作，只要有微弱的月光或星光， 甚至远处的灯光， 地面的物体就会发射微弱的光线。像增强仪捕捉到这些微弱的光信号后，用高电压的像增强管将信号放大，最后在荧光屏就能到目标的图像。 有点类似于我们调节电脑显示器亮度的原理。 由于人的眼睛对绿光最敏感，荧光屏的荧光粉有意做成是绿色的， 这样看到的图像自然也是绿色的。而不是某人说的绿光瞄准镜.像增强仪必须有星光，在全黑的环境是无法使用的。不过技术成熟， 性能稳定， 使用较广泛。仅是把亮度提高, 跟日间看到的景象类似， 不会像红外线夜视仪那样, 跟平常的图像不一致，需要慢慢适应， 必须要消耗电力，而且要注意不要被强光直射, 否则容易烧坏镜子。
热成像仪人体的体温会通过红外线的形式辐射出来， 热成像仪捕捉到这些微弱的红外线信号后， 将信号放大， 但红外线用
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略1180字，正式会员可完整阅读）……　
大量的需求。国外的瞄准镜动辄上千美元的价格也让国内瞄准镜有了一定的国外市场。我国近年来大力提高军队作战能力，但步枪瞄准镜水平与欧美国家差距较大。我国自主研发的第二代激光瞄准镜由于价格的原因不可能全面装备，其200米的夜间可视距离明显不足，全天侯作战能力有待提高。由于我国与欧美国家在人文、历史、国情和政策上的不同，导致我国的步枪瞄准镜的发展水平有一定的差距。
枪械瞄具分机械瞄具和光学瞄准镜两大类。一般步机枪上的准星缺口(现 孔)机械式瞄具结构简单可靠,而高射机枪的环形对空机械瞄具或目动向量瞄具则比较复杂。光学瞄准锐能更好看清目标、准确瞄准,采用光学瞄准锐是改善枪械性能的重要途径之一。
60年代以来, 普通光学的设计能力和工艺水平有了很大提高。微光、红外、激光等技术取得了重大进展。随着光学技术的长足进步,枪用瞄准杭有了很大发展。
1.3瞄准镜的瞄准方式
从19世纪末开始，跟随着法国技术突破和实战表现的影响，德国军用步枪系统经历了一系列重大变革：弹药方面从黑火药改进成无烟发射药，弹头也从圆头弹改进成尖头弹，口径也有所不同；步枪则从1888式委员会步枪系列替换为K98系列。无烟发射药和尖弹头的使用意味着现代步枪弹药的诞生，大幅度提升的射程和精度，不仅奠定了现代步枪远射性能的基础，同时也是实现可靠准确射击所必须的条件。
但在当时还非常原始的弹道和枪械理论设计水平条件下，各家的步枪设计上都存在大量没有严密可靠依据的地方，最后的结果很大程度上取决于设计师的个人经验水平高低和主观推测是否正确；想要研制的步枪系统能拥有较好的精度是一件比较考验运气的事情，并非谁更舍得在材料和工艺上下本钱就一定能收获到更好的性能。尤其是当时出于减低经济成本和缓解后勤压力的考虑，很多步枪弹药的革新并不彻底，一些落后口径并没有被干脆的淘汰，而是通过更换发射药与
弹头获得性能改良后继续沿用。
不走运的德国人在当年就从未获得过一种精度优良的步枪和弹药组合。虽然几十年后，打遍全球战场精度饱受赞誉的M40和M24等M700系列狙击步枪都是脱胎于K98步枪的核心结构；至今在1000码（914.4米）和以上级别的远距离射击比赛中，大量优异的成绩仍然是通过M700系高精度步枪创造出来的。但在一二战时期，即使是精挑细选过用来作为光学瞄准镜搭载平台的狙击型K98步枪，其性能也不过只能保证在270~360米之间的距离范围上可靠命中人体目标。
与乏善可陈的步枪相比，德制的光学瞄准镜就要先进的多。观察德国蔡司的Dialythan 4*瞄准镜可以发现：它的目镜和物镜直径都比镜筒要大，而且它的调节结构也都是内藏在瞄准镜的结构中，只在外部露出调节的旋钮——这在当时是很先进的一种技术，对于精密制造、金属化工材料的要求都很高。当时的美式产品，比如M1903A1狙击步枪的瞄准镜，采用的还是外置调节式，结构设计上落后同时期德国货一个时代。
但是客观的说，在当时K98步枪与德系瞄准镜的组合中，除了更大尺寸的镜片加大了视场以外，德系瞄准镜在结构和光学性能上的优势被发挥的有限。尤其是某些型号上具备的焦距调节能力，对于二战时期并没有严格精密射击要求和能力而且交战距离很近的狙击武器系统来说作用并不大。除了它们所搭载的K98步枪本身并不是一个以精度见长的平台外，这种局面主要还受限制于当时瞄准镜的光学水平和分划设计。
3.5-4倍的倍率决定了二战时期的瞄准镜只具备对较近距离目标的观察能力。具备观察经验的人都应该清楚，这个倍率下400米外的人已经很小了，躯干的宽度就和肉眼看40公分外的一根0.4毫米粗的铅笔芯差不多。在倍数确定以后，物镜等镜片的直径则决定了视野的旷阔与否。但在有限的材料和工艺水平下，要使大尺寸镜片能够耐受枪械冲击而不破裂，需要在成本和产能负担上付出高昂的代价，这使当时的瞄准镜物镜尺寸和视场都远不能与现代产品相比。在100米处，4.5度的视场只有7.86米，6度的视场只有10.5米。低倍率与小视场相结合，就决定了这些早期的瞄准镜既看不清远处的细节，在近处又看的不够广。
当时的大多数瞄准镜，都采用了欧式T字三柱分划；这种分划至今仍然广泛使用，不过主要用于近距离的狩猎用途。较粗的分划设计一方面基于当时的工业水平，制造能耐受频繁强烈冲击而不变形断裂的高性能金属细丝是非常困难的事情；另一方面在欧洲多灌木的环境中也特别显眼，不会发生分划标志与视野中的树枝等混淆的情况，有利于射手的快速瞄准射击。
但是在射击距离超过200米以外后，这种设计的弊端就开始凸显了。首先，随着距离加大，目标越来越小，变得巨大的分化会对目标形成严重的遮挡。其次，绝大多数光学器材的测距手段都是通过相似三角形原理，利用参照物相对于分划的大小，进行比例计算。对于缺乏精确刻度的T字型分划，射手往往只能凭借分划本身的厚度、水平方向上分划的缺口宽度来进行测距，不仅难以得到准确的结果，实际上要找到合适的参照物也并不容易。
测距是一切准确射击的决定性前提。所有涉及到瞄准点修正的参量，不论是弹道高低调节、风偏调节、还是运动目标的提前量调节，全部都要基于射手到目标之间的距离进行计算；是应该瞄准目标头部上方，还是应该瞄准目标的胸部；是应该提前瞄准目标左边半米远，还是应该瞄准一米远？一旦测距错误或者无法
进行测距，那么必然的结果就是瞄准点修正错误，或者根本无法进行准确修正。
基于当时瞄准镜在观察、测距、瞄准性能上的限制，决定了二战时期的狙击手，绝大多数情况下只会射击那些凭借直观视觉经验，在不假思索的条件下即可完成测距、弹道修正，并且能够容忍较大程度失误的距离以内的目标。这就限定了他们的最大攻击范围在绝大多数时刻仅仅是略大于步枪的直射距离，和普通士兵并无不同。正如大量的二战狙击手和老兵的回忆文献，都明确指出当时的狙击手普遍射击距离很短，更有狙击手直言不讳的说，“我根本不会去射击超过200码（183米）距离以外的目标”。
这一时代的狙击步枪和狙击手组合，仅仅是有限增强了裸眼观察能力的优选步枪与较为精锐的普通士兵组合，它并不对狙击手做出文化水平上的要求；哪怕是单词都不会拼几个的山野猎人，也可以成为这种武器系统的合格使用者——这在苏联二战中的功勋狙击手中 ……（未完，全文共13927字，当前仅显示3313字，请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文：步枪瞄准镜结构设计》）