Способность точно поражать цель с древнейших времен считалась искусством. Пока в качестве оружия использовались камень и копье, пригодные как для метания, так и для ближнего боя, охотникам и воинам приходилось полагаться на свою физическую силу и развитый глазомер.
Со временем появилась возможность поражать цель на все более дальнем расстоянии. Был изобретен лук. В зависимости от характеристик среды, свойств цели, рельефа местности и так далее различались как приемы стрельбы, так и требования к стрелкам. Неизменным оставалось одно требование — меткость. Специальных прицельных устройств не было, а прицеливание производилось «по стреле». На больших дистанциях стрельба велась по крутой траектории, что делало прицеливание менее эффективным.
Нередко среди желающих стать стрелками еще до начала обучения производился отбор. Так, арабы проверяли зоркость претендентов ясными ночами. С тех пор астрономы всего мира называют две небольшие и достаточно тусклые звезды в созвездии Большая Медведица арабскими именами — Мицар и Алькор, в переводе «конь» и «всадник». Лишь тот воин считался зорким и имел шанс стать хорошим лучником, кто мог различить всадника на коне. Шло время…
Следующим шагом стало появление различного вида самострелов. (Здесь под самострелом следует понимать метательное оружие, в котором для метания используется накопленная мускульная энергия). Самострелы проигрывали лукам по скорострельности, но существенно превосходили их в мощности (а позже и в дальнобойности) и позволяли достаточно долгое время держать оружие взведенным без значительного ущерба для качества стрельбы. Соответственно, это давало возможность более тщательно прицеливаться. Именно на таком оружии впервые стали появляться прицелы. Простейшие прицельные устройства устанавливались на арбалетах и самострелах задолго до возникновения огнестрельного оружия. Они представляли собой первые кольцевые (см. ниже) прицельные приспособления.
Появление первых образцов стрелкового оружия относят к началу XIV века (вскоре после того, как европейцам стал известен дымный порох). В течение почти ста лет для «ручных пушек» не только не было изобретено новых прицельных устройств, но и не применялись уже существовавшие.
Связано это было с относительно небольшой меткостью самого оружия. Прицеливание осуществлялось «на глаз», по стволу оружия. Впрочем, в то время войска часто строились в каре и, следовательно, представляли собой одну крупную почти сплошную цель. Это несколько упрощало работу стрелкам. По мере совершенствования огнестрельного оружия росла и точность стрельбы, хотя оно и оставалось все еще слишком тяжелым. Так, русские стрельцы, пытаясь повысить устойчивость оружия во время прицеливания, в качестве подставки под ствол ружья, которое весило больше 10 кг — применяли бердыши. Выстрелив в сторону противника, стрелки в случае необходимости использовали их в ближнем бою как холодное оружие.
На протяжении очень длительного времени ручное огнестрельное оружие ввиду своего несовершенства не могло сколько-нибудь успешно конкурировать с другими видами метательного оружия. По массе, меткости и скорострельности она сильно уступала лукам и арбалетам. Даже по пробивной силе аркебузные пули обычно не превосходили арбалетных стрел. И только появившийся в начале ХV века мушкеты смогли по этой характеристике решительно произойти луки и арбалеты. Большая сила удара мушкетной пули достигалась за счёт увеличения массы пули до 50-60 грамм (это примерно вдвое больше, чем масса аркебузной пули). При использовании свинцовых сферических пуль увеличение их массы достигалось исключительно за счет увеличения калибра оружия. Кроме того, на эффективность действия мушкетов оказывало положительное влияние и то, что их стволы гораздо длиннее аркебузных. Но лучшая пробивная способность мало сказывалась на точности стрельбы.
С появлением (на рубеже XV – XVI столетий) и повсеместным внедрением (середина XIX века) нарезного огнестрельного оружия проблема прицельных приспособлений стала довольно насущной и привела со временем к появлению множества их систем. Ниже мы постараемся вкратце рассмотреть основные из них. Однако для лучшего понимания физических основ полета пули и соответственно принципиального устройства прицельных приспособлений, следует остановиться на некоторых аспектах баллистики подробнее.
Согласно большой Советской энциклопедии баллистика (нем. Ballistik, от греч. Ballo – «бросаю») — наука о движении артиллерийских снарядов, пуль, мин, авиабомб, активно-реактивных и реактивных снарядов, гарпунов и тому подобного. Это военно-техническая наука основывается на комплексе физико-математических дисциплин. Различают внутреннюю и внешнюю баллистику. Внутренняя — изучает движение снаряда в канале ствола под действием пороховых газов, а также закономерность других процессов, происходящих при выстреле в канале ствола или камере пороховой ракеты.
Внешняя баллистика изучает движение снарядов (мин, пуль и так далее) после выстрела их из канала ствола (спускового устройства), а также факторы, влияющие на это движение. Основным её содержанием является изучение всех элементов движения снаряда и сил, действующих на него в полете. Знание внешней баллистики позволяет стрелку еще до выстрела с достаточной для практического применения точность знать, куда попадет пуля. На точность выстрела влияет масса взаимосвязанных факторов: динамическое воздействие деталей и частей оружия между собой и телом стрелка, газы и пули, пули со стенками канала ствола, пули с окружающей средой после вылета из ствола и многое другое.
После вылета из ствола пуля летит не по прямой, а по так называемой баллистической траектории, близкой к параболе. Иногда на малых дистанциях стрельбы отклонением территории от прямолинейной можно пренебречь, однако уже на средних, а тем более на предельных дистанциях стрельбы знание законов баллистики однозначно необходимо. Основные понятия и термины, используемые для описания полета пули вне канала ствола, приведены на схематическом рис. 2 и в пояснениях к нему.
Рассматривая положение цели относительно стрелка, можно выделить три ситуации:
- стрелок и цель расположены на одном уровне;
- стрелок расположен ниже цели (стреляет вверх под углом);
- стрелок расположен выше цели (стреляет вниз под углом).
Для того чтобы направить пулю в цель, необходимо придать оси канала ствола определенное положение в вертикальной и горизонтальной плоскости. Придание нужного направление оси канала ствола в горизонтальной плоскости называется горизонтальный наводкой, а придание направления в вертикальной плоскости — вертикальная наводкой.
Вертикальная и горизонтальная наводка приводится с помощью прицельных приспособлений. Прямая линия совпадающие с оптической оси прицельных приспособлений называется линией прицеливания наводка стрелкового оружия с помощью прицельных приспособлений осуществляется нет горизонта оружие относительного расположения цели. В связи с этим элементы наводки и траектории получают следующие обозначения см. Рис. 3 с пояснениями.
После краткого обзора основных понятий внешней баллистики можно приступить к рассмотрению собственно прицелов. При этом прицелами прицельными устройством и приспособлениями будем понимать приборы и приспособления предназначенные для наводки оружия на цель которой применяется также для выбора целей и наблюдение за полем боя. Будем также рассматривать многообразия прицелов последовательно согласно классификации, приведенной на рисунке 4. Сразу оговоримся, что наше рассмотрение далеко не полная. Из всего многообразия прицельных приспособлений будут приведены лишь наиболее распространенные системы.
Механические прицелы
Первые прицелы для огнестрельного оружия были придуманы, когда стало ясно, что благодаря увеличению дальности стрельбы развивающегося огнестрельного оружия прицеливания по его стволу уже малоэффективно.
Сначала огнестрельное ручное оружие стало снабжаться одной мушкой, затем появился и целик. В 1600 годах мушки и целики присутствовали уже на многих экземплярах огнестрельного оружия. На данный момент открытые прицелы являются самыми распространенными. Основной причиной тому служат простата их устройство, которое обуславливает высокую надежность в эксплуатации, легкость обучения молодых стрелков, относительную дешевизну производства и при этом достаточно для большинства случаев эффективность.
С другой стороны, имеется и ряд недостатков. Общим минусом для механических прицелов является относительно малой освещенность, при которой их ещё можно использовать. В последнее время этот недостаток частично нивелируется использованием различных светящихся в темноте метод. Есть и другие, о них будет сказано ниже, так как для каждого вида открытых прицельных приспособлений характерны свои плюсы и минусы.
Открытые прицельные приспособления
Простейшим открытым прицельным приспособлением является постоянный прицел. Схематический он представляет собой пластинку, так называемые целик, на верхней грани которого имеется небольшое углубление, называемое прорезью прицела. Устанавливается целик сверху ствола в 35-40 см от глаза стрелка. Прицеливание состоит в том, чтобы, установив и удерживая мушку в определенном положении по отношению к прорези прицела, подвести затем линии прицеливания в точку прицеливания. Прорезь делается остроугольный (треугольной), тупоугольный, прямоугольной, четырехугольной или полукруглой формы (см. Рис 5).
Наиболее старая и распространённая из них треугольная (рис.5 а), но она не так удобна для быстрого прицеливания, как прямоугольное прорезь. Тупоугольная прорезь (рис. 5 б) наиболее удобна для быстрого «схватывания» мушки при стрельбе по движущимся целям, зато не позволяет следить за сваливанием оружия, такая прорезь применяется преимущественно на охотничьих штуцерах и комбинированных ружьях, из которых часто необходимо стрелять быстро, нередко при плохом освещении и на большие расстояния.
Неглубокая прямоугольная прорезь (рис. 5 в) часто использовалась в военных винтовках, однако она требует от стрелка отличного зрения и хорошей сноровки. Четырехугольная прорезь (рис. 5 г) хорошо служит для быстрой стрельбы при наличие специальной толстой прямоугольной мушки и пригодна для плохого освещения.
Такие целики в последнее время активно используют в военных и полицейских пистолетах, так как позволяют вести эффективный беглый огонь. Для быстрой стрельбы, выцеливания и тонкой стрельбы хороша полукруглая прорезь (рис 5 д), она получило широкое распространение на военном, целевом и охотничьем оружии. Для самого быстрого прицеливания при стрельбе по бегущему зверю в плохом освещении наилучшим оказывается щиток совсем без прорезей (рис. 5 е, ж). Середина щитка этом случае отмечена мелкой риской или белой линией, а ещё лучше белым треугольником. Такой целик меньше закрывает поле зрения, не утомляет глаз и хорошо указывает сваливания винтовки. Мушка для подобного прицела должна быть с белой или красной точкой. Такие прицельные приспособления в последнее время практически не используются.
Мушки также бывают различные формы. Наиболее распространенные из них: остроугольная (треугольная), трапецеидальная, прямоугольная, ступенчатая и рельсового сечения.
Если на оружии имеется лишь постоянный прицел, то при стрельбе на дистанции дальше прямого выстрела приходится выпускать в прорези мушку выше верхнего (рабочего) края целика, это заменяет подъем прицела. Для удобства такого прицеливания используют ступенчатую (рис. 6 г) или рельсовую (рис. 6 д) мушку, но удобно это только для одной-двух дистанции. Опытные стрелки могут использовать для этих же целей остроугольную или трапецеидальную мушку (соответственно рис. 6 а и б). Применяя их, возможно контролировать высоту подъема мушки над верхним краем целика по текущей толщине основания. Однако такой способ прицеливания требует большого мастерства и привыкания к отдельно взятому оружие.
Такая «игра мушкой» во время прицеливания имеет сторонников среди охотников из-за тех преимуществ, что не требует тратить время на установку прицела, если нужно внезапно стрелять на другую дистанцию. Сам же прицел получается несложный, прочный и живучий. Наибольшее распространение на сегодняшний день получили прямоугольное мушки как самые простые, дешёвые и не требующие мастерских навыков при стрельбе. Кроме того, в последние несколько десятилетий постоянные прицелы все реже используются для стрельбы на средние и большие расстояния, а, следовательно, нет необходимости в «фигурных» мушках. Постоянные же прицелы используются в основном в нарезном короткоствольном (пистолеты и револьверы) и гладкоствольном оружии, в виду относительно небольших дистанции предельной стрельбы из него.
Следующей разновидностью открытых прицельных приспособлений являются подъемные прицелы. Массово они стали использоваться со второй половины XIX столетия, когда возросшая эффективность дальность стрельбы стрелкового оружия потребовала внедрение новых прицелов, способных использовать возросший потенциал винтовок. Их основной особенностью является переменное по вертикали положение целика (отсюда и их название). Такая конструкция позволяет менять угол прицеливания при неизменном положении мушки относительно целика, что способствует однообразности прицеливания на различные дистанции, а значит, при прочих равных условиях увеличивает точность стрельбы.
Такие прицельные приспособления в свою очередь можно разделить на секторные, рамочные, откидные и перекидные. Существует и другие системы (например, с постоянными целиками и переменными по высоте мушками), однако они встречаются значительно реже.
Исторически первыми появились, пожалуй, откидные прицелы (см. рис. 7). Они представляют собой, по сути, набор целиков, размещённых на оружии особым образом. Так один из них закреплен жестко и в совокупности с мушкой представляет собой постоянный прицел. Он используется для стрельбы на расстояния, не превышающие дальности прямого выстрела (см. НиТ №2 стр.28). Другие целики закрепляются на общей или отдельных горизонтальных осях, которые располагаются перпендикулярно линии ствола. В нерабочем положении они складываются и не мешают прицеливанию по постоянному (нулевому) щитку.
Откидные целики имеют высоту большую, чем нулевой, которая зависит от того, на какую дистанцию рассчитан каждый из них (обычно дистанция указывается непосредственно на самих щитках). Недостатком таких процессов является то, что что количество целиков относительно небольшое и, как правило, не превышает 3-5 штук (в противном случае система станет сложной и неудобной в использовании). Это значит, что такое прицельное приспособление в малой степени универсально. Сейчас такие прицелы используются в основном в охотничьих винтовках, где ценятся такие их качества, как простота и возможность быстрой установки (в том числе и на ощупь) на нужную дистанцию. К тому же сам процесс установки является малошумным (как правило, это лишь один не громкий щелчок, который можно приглушить, накрыв прицел ладонью), что важно при выслеживание дичи.
Похоже по своему устройству перекидные прицелы. Их особенностью является то, что два целика совмещены своими нерабочими гранями в один уголок, который может вращаться вокруг поперечной линии ствола оси. Такие прицел обычно останавливались на оружие ближнего боя (например, пистолеты-пулеметы), ввиду их чрезвычайной простоты и дешевизны. Особенно популярными были эти устройства в условиях массового производства во время Второй мировой войны. В последние десятилетия они применяются значительно реже. Основной недостаток тот же, что и у предыдущей конструкции.
Следующим видом подъемных механических прицельных устройств являются рамочные прицелы. Они представляют собой более универсальную конструкцию, которая употреблялась в винтовках (а чуть позже и на пулеметах), начиная со второй половины XIX столетия, и довольно долгое время оставалась весьма популярной. Такой прицел представляет собой металлическую рамку (отсюда и название), закрепленную одной из своих коротких сторон на оси, позволяющей ей вращаться в плоскости стрельбы. На противоположной стороне расположен нулевой целик, который используется при сложенной рамке для стрельбы короткие дистанции, не превышающие дальности прямого выстрела. При необходимости ведения огня на более значительные расстояния прицел переводится в вертикальное положение, а в качестве целика применяется подвижная деталь (хомутик) с прорезью, которая может передвигаться по рамке вверх и вниз.
Иногда для того, чтобы сделать конструкцию более простой, а ее производство технологичнее, нулевой и подвижный целики выполняют в виде одной детали с двумя рабочими гранями. Этот щиток, как правило, снабжается механизмом фиксации, позволяющим надежно устанавливать его на разных высотах (то есть отдача оружия не сбивает настроек). Таким образом, выбираются различные дистанции стрельбы, которые отмечаются на рамке рисками с соответствующими цифровыми обозначениями.
Устройство ночного прицела имеет целый ряд существенных преимуществ:
— во-первых, это фактически неограниченное количество установок, которое может наиболее точно отражать кривизну траектории полета пуль, а, следовательно, при прочих равных условиях способствует повышению точности стрельбы.
— во-вторых, оно позволяет использовать не только целики открытых механических прицельных устройств, но и кольцевые или диоптрические прицелы (см. ниже), что делает их в значительной степени универсальными.
— в-третьих, при стрельбе боеприпасами, имеющими кривизну траектории, отличающийся от основного используемого типа патронов, можно самостоятельно практическим путем определить высоты подъема целика и отметить их на рамке. Такое свойство имело большую ценность для путешественников и охотников, часто использующих боеприпасы с различными по массе пулями, которые естественно обладали значительно отличающимися по кривизне траекториями. Возможность вводить самостоятельно корректировки по высоте также была особо полезна и для пулеметчиков.
Секторные прицел являются дальнейшим развитием идеи рамочных прицелов. Хотя они имеют довольно похожий внешний вид, однако принцип подъёма целика в них значительно отличается. Здесь рамка отсутствует, вместо неё используются сплошная (без выреза посередине) деталь, называемая гривкой, которая одной своей стороной также крепится на оси. На ней тоже отмечаются дистанции ведения прицельного огня. На эти отметки устанавливается хомутик с механизмом фиксации, однако сам целик жестко закреплен на гривке прицела. Его подъем осуществляется изменением угла наклона гривки к оси канала ствола. Этот параметр и регулируется положением движка, который опирается на фигурную деталь, соответствующую своей формой необходимым высотам подъема целика.
Преимуществом этого прицела является большая скорость установки прицела, его постоянная готовность к открытию огня и легкость обучения стрелков. По этим причинам он завоевал большую популярность в военном оружие. Хотя на практике высота подъема целика несколько меньше, чем у рамочных прицелов, тем не менее, для военных это не служит значительным препятствием.
Так как, во-первых, современное оружие обладает значительно более пологими траекториями, а, во-вторых, ввиду изменившихся подходов к тактике ведения боя (сейчас уже никак никто не строит войска в каре) залповая стрельба на предельные дистанции не используется, по крайней мере, без оптических приборов. К тому же количество установок, как и в рамочных прицелах, ничем не ограничено. В то время следует отметить меньшую степень универсальности секторных прицелов, а также практическую сложность корректировки подъема целика при использовании пуль с разнящимися траектория полета. Именно по этой причине в современных специальных боеприпасах (трассирующих, зажигательных, бронебойных и так далее) конструкторы добиваются максимально сходных баллистических характеристик.
Кольцевые прицельные приспособления
Еще одной разновидностью механических прицельных приспособлений является кольцевые (в старой литературе сквозные или ортопедические). Как уже говорилось выше, первым типом прицела, употребляемым человеком, стал кольцевой прицел, использовавшийся еще в средние века на самострелах и арбалетах.
Схематически кольцевой прицел состоит из небольшого диска с круглым отверстием в середине и основания, на котором диск укреплен (рис. 10). Стенки диска, окружающие отверстие, сравнительно невелики, и диск скорее походит на кольцо, откуда и название прицела — кольцевой. Основание поддерживает кольцо снизу. Помещается кольцевой прицел на оружии так, чтобы во время прицеливания он находился как можно ближе к глазу, но при отдаче не доставал до лица стрелка.
Прицеливание состоит в том, чтобы, смотря через прицельное отверстие, навести вершину мушки в точку прицеливания. Большая длина прицельной линии (то есть расстояние от прицела до мушки) и малые размеры отверстия в кольце не позволяют сделать значительную ошибку в прицеливании. Кроме того, центр отверстия лучше освещен, и глаз невольно стремиться установить вершину мушки в середине прицельного отверстия; делается это автоматически, не требуя особого усилия и не отвлекая внимания стрелка. Это и является основным преимуществом такой разновидности прицельных устройств.
Кольцо обычно находится в 6-12 см от глаза, то есть значительно ближе расстояния наилучшего видения, составляющего для нормального зрения взрослого человека 20-25 см. Здоровый глаз не может аккомодировать на такое близкое расстояние и, следовательно, не будет отчётливо видеть края прицельного отверстия. Но на точности прицеливания это не отразится, так как для отыскания средины круглого отверстия безразлично, отчетливо или неотчетливо видны его края, а для правильного прицеливания через кольцевой прицел только и требуется, чтобы вершина мушки было в середине прицельного отверстия. Таким образом, надобность в аккомодации глаза на прицел отпадает.
Еще одним достоинством таких прицелов является то, что благодаря небольшим размерам кольца со сравнительно узким ободком почти совсем не закрывается поле зрения. Открытое поле зрения в свою очередь позволяет быстро находить как неподвижные, так и движущиеся цели и не терять их во время прицеливания; несмотря на отдачу, налицо возможность следить за результатами выстрела и в тоже время не оставлять без наблюдения окружающую местность. Это еще одно из существенных положительных качеств кольцевого прицела, позволяющего с успехом применять его на самых разнообразных охотах с пулевым оружием.
Прицельное отверстие, как и вся диафрагма, поглощает некоторое количество световых лучей, причём, чем меньше отверстие, тем больше поглощается световых лучей и тем слабее освещенными кажутся рассматриваемые через отверстие предметы. При прочих равных условиях кольцевые прицелы проигрывает по этому показателю открытым. Поэтому для стрельбы в сумерках целесообразно устанавливать кольцо с увеличенным диаметром прицельного отверстия, хотя это несколько снижает точность прицеливания.
Систем кольцевых прицелов существует много. Самые простые состоят только из кольца и основания в виде тонкого стебля, или стержня (рис 11 а), и не позволяют изменять положение кольца по высоте и в стороны. Есть прицелы, допускающие перемещение кольца только по высоте. В наиболее популярной в конце XIX — начала XX века системе (рис 11 б) подъём осуществляется с помощью вращения муфты, надетой на трубку, в которую входит основание кольца. На основании нанесены деления, показывающие высоту подъёма кольца. Трубка с основанием шарнирно соединена с колодкой и, в случае надобности, может быть опущена в горизонтальное нерабочее положение.
Оригинальная конструкция показана на рис 11 в. В продольный паз основания помещена укреплённая на оси крестовина с кольцами на концах. Длина каждой крестовины подобрана так, что соответствует определенной дистанции стрельбы. Для установки требующегося прицела достаточно простым поворотом поставить вертикально кольцо с нужной высотой. В рабочем положении основание кольца закрепляется пружинной защелкой с шариком. Эта защелка надета с передней стороны на ось крестовины и выдавливает шарик в углубление на ней. Более сложные прицелы имеют специальные приспособления для весьма точного передвижения кольца, как по высоте, так и по горизонтали (что облегчает пристрелку и допускает внесение необходимых поправок на случай отклонение пули ветром).
Диоптрические прицельные приспособления
Диоптрический прицел (см. рис. 12) по своему схематическому устройство весьма сходен с кольцевым прицелом и является его дальнейшим развитием. Существенное отличие между ними заключается в том, что вместо кольца у диоптрического прицела имеется широкий диск с маленьким отверстием в середине. Это, казалось бы, небольшое изменение в корне меняет свойства прицела и отодвигает его на последнее место среди прицелов, пригодных для стрельбы по движущимся целям.
Широкий диск, находясь на перед самым глазом стрелка, закрывает всё поле зрения. Сквозь маленькое прицельное отверстие видно весьма ограниченное, оторванное от местных предметов, пространство. Быстрое нахождение целей затруднено. Прицеливание по движущимся целям, особенно на близком расстоянии, часто становится совсем невозможным, так как поля диска перекрывают боковые лучи света.
При пониженном освещение предметы, ещё ясно видимые простым глазом, перестают различаться через прицельное отверстие. Всё это дело диоптрический прицел малопригодным для охоты. Однако, обладая большой точностью, диоптрический прицел нашёл широкое применение на спортивном оружии. Мушки для складных прицелов наиболее подходящие узкие, прямоугольные либо специальное кольцевые.
Систем диоптрических прицелов много. В соответствии с требованиями целевой стрельбы многие из них снабжены весьма совершенными механизмами, позволяющими перемещать диск на сотые доли миллиметра. Для удобства прицеливания можно передвигать прицел ближе или дальше от глаза, применительно к освещению, не снимая диска, изменять диаметр прицельного отверстия и так далее.
Продолжение следует…
/Сергей Барчук, naukatehnika.com/