畢業(yè)論文：步槍瞄準(zhǔn)鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計

畢業(yè)論文：步槍瞄準(zhǔn)鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.概述
1.1 瞄準(zhǔn)鏡的介紹
光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡泛指所有采用光學(xué)成像原理的瞄準(zhǔn)鏡.
　　包括了白光瞄準(zhǔn)鏡(白光daylight就是指自然光。確切的說， 應(yīng)該叫"晝間瞄準(zhǔn)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(zhǔn)鏡(紅點鏡)， 有的分類辦法把激光指示器也算在光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡里。
　 白光瞄準(zhǔn)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(zhǔn)鏡， 也就是大家常說的"望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)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(zhǔn)鏡"、燈光綠色的是"綠光瞄準(zhǔn)鏡"。裝不同顏色的燈泡就是紅/綠雙光。 當(dāng)然， 還要裝電池.白光瞄準(zhǔn)鏡的成像最清晰， 觀察距離最遠(yuǎn)， 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(yuǎn)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(biāo)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(zhǔn)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(zhǔn)鏡動輒上千美元的價格也讓國內(nèi)瞄準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)鏡兩大類。一般步機槍上的準(zhǔn)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(zhǔn)銳能更好看清目標(biāo)、準(zhǔn)確瞄準(zhǔn),采用光學(xué)瞄準(zhǔn)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(zhǔn)杭有了很大發(fā)展。
1.3瞄準(zhǔn)鏡的瞄準(zhǔn)方式
從19世紀(jì)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(yuǎn)射性能的基礎(chǔ)，同時也是實現(xiàn)可靠準(zhǔn)確射擊所必須的條件。
但在當(dāng)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(yán)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(dāng)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(dāng)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(yuǎn)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(xì)選過用來作為光學(xué)瞄準(zhǔn)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(biāo)。
與乏善可陳的步槍相比，德制的光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡就要先進的多。觀察德國蔡司的Dialythan 4*瞄準(zhǔn)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(zhǔn)鏡的結(jié)構(gòu)中，只在外部露出調(diào)節(jié)的旋鈕——這在當(dāng)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(dāng)時的美式產(chǎn)品，比如M1903A1狙擊步槍的瞄準(zhǔn)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(dāng)時K98步槍與德系瞄準(zhǔn)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(zhǔn)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(yán)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(dāng)時瞄準(zhǔn)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(zhǔn)鏡只具備對較近距離目標(biāo)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(fù)擔(dān)上付出高昂的代價，這使當(dāng)時的瞄準(zhǔn)鏡物鏡尺寸和視場都遠(yuǎn)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(zhǔn)鏡既看不清遠(yuǎn)處的細(xì)節(jié)，在近處又看的不夠廣。
當(dāng)時的大多數(shù)瞄準(zhǔn)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(dāng)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(xì)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(biāo)志與視野中的樹枝等混淆的情況，有利于射手的快速瞄準(zhǔn)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(biāo)越來越小，變得巨大的分化會對目標(biāo)形成嚴(yán)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(zhǔn)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(zhǔn)確射擊的決定性前提。所有涉及到瞄準(zhǔn)點修正的參量，不論是彈道高低調(diào)節(jié)、風(fēng)偏調(diào)節(jié)、還是運動目標(biāo)的提前量調(diào)節(jié)，全部都要基于射手到目標(biāo)之間的距離進行計算；是應(yīng)該瞄準(zhǔn)目標(biāo)頭部上方，還是應(yīng)該瞄準(zhǔn)目標(biāo)的胸部；是應(yīng)該提前瞄準(zhǔn)目標(biāo)左邊半米遠(yuǎn)，還是應(yīng)該瞄準(zhǔn)一米遠(yuǎn)？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(zhǔn)點修正錯誤，或者根本無法進行準(zhǔn)確修正。
基于當(dāng)時瞄準(zhǔn)鏡在觀察、測距、瞄準(zhǔn)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(biāo)。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(dāng)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(biāo)”。
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(dāng)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(zhǔn)鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計》）