Оптика. Как устроены оптические прицелы и кому верить?

Пока - только теоретическая часть.

Постоянно возникают вопросы по выбору хорошей надежной оптики для пневматических винтовок. Тема создана для того, чтобы эйрганнер, особенно начинающий и далекий от знаний по оптическим приборам мог разобраться что есть что и для чего нужно. А так же чтобы люди, имеющие знания по оптическим приборам могли помогать друг другу и другим оптическим "чайникам".
Тема так же для тех, кому религиозные или иные причины (скромность, например ) не позволяют посещать ветку форума "Оптика" со всякими мелочами.

Сразу предупреждаю - бесценные "критические комменты" длиною в одну строчку - будут удаляться.

Схема устройства оптического прицела FFP:
С прицельной сеткой в передней фокальной плоскости (объектива)

Так выглядит сетка Mil-dot в прицеле с Front Focal Plane на кратности 6х-12х-25х

1. Объектив - система из двух (или более) линз. Чем больше диаметр объектива, тем больше он собирает света и обеспечивает большую светосилу прицела и яркую "картинку" поля зрения.

Первая (наружная) линза объектива обычно имеет специальное напыление, так называемое "просветляющее напыление" или просто "просветление", обычно оно имеет оранжевый или зелено-синий цвет, который зависит от материала, который был использован для нанесения напыления. Просветляющее напыление не позволяет свету, попавшему внутрь объектива отражаться обратно наружу - поскольку это потеря части светосилы прицела и изображение в окуляре будет тусклым и темным.

Внимание! Сказка!


---



• Вопреки популярному заблуждению - размеры поля зрения никак не зависят от диаметра линзы объектива прицела. То есть вообще никак.
  От ее диаметра - 32, 40, 50 и др. - зависит только светосила прицела.
  Т.е. с прицелом с линзой объектива диаметром 56мм можно будет целиться в более глубоких сумерках, в то время, когда в прицел с линзой диаметром 32мм уже ничего нельзя будет разглядеть.
  При одинаковом показателе светопропускания и кратности увеличения у обоих прицелов, разумеется.
  Иной разницы между объективами 32 и 56 современной наукой не обнаружено.

  ---

  
  

2. Оборачивающая система - обычно линзовая, служит для превращения перевернутого изображения, создаваемого объективом в прямое.

3. Прицельная сетка - предназначена для точного наведения на цель оружия на котором установлен прицел.
Прицельная сетка располагается в одной из фокальных плоскостей прицела (объективной или окулярной) и поэтому изображение цели и прицельная сетка как бы находятся в одной плоскости и видны глазу одинаково резко.
В самом простом случае прицельная сетка выглядит как крест или полу-крест и выполнена из проволочек или получена путем травления рисунка на прочной металлической фольге, размещенной внутри втулки.
Рисунок прицельной сетки может иметь различную конфигурацию и нанесен на прозрачную пластину внутри оборачивающей системы или прямо на линзу.
Помимо перекрестья некоторые прицелы имеют дальномерную шкалу, позволяющую рассчитать расстояние до цели если известны ее размеры.
Главное преимущество оптического прицела перед обычным, механическим - не нужно постоянно перефокусировать глаз, чтобы совместить на одной линии и четко видеть цель, мушку и прорезь целика при прицеливании, что позволяет видеть прицельную сетку и цель одновременно и одинаково четко.

Основные типы прицельных сеток:

Еще прицельные сетки
Reticle Configurations

4. Окуляр - представляет собой многолинзовую конструкцию и предназначен для рассматривания увеличенного прямого изображения цели и прицельной сетки.
Фокусное расстояние окуляра обычно равно 50... 70мм для винтовочных прицелов и более 300мм - для пистолетных. Это расстояние с которого нужно смотреть в прицел, чтобы видеть поле зрения прицела полностью без затемнения по краям изображения.
Чтобы быстро и точно зафиксировать положение глаза в зоне полной видимости поля зрения прицела, а также избежать бликов и засветок на линзе на окуляр часто надевают резиновый наглазник.
Окуляры прицелов обычно имеют диоптрийное кольцо для подстройки окуляра под зрение стрелка.

5. Механизм ввода вертикальных и горизонтальных поправок - служит для при пристрелки оружия и совмещения центра прицельной сетки с точкой попадания пули.

Прицел может иметь одну из разновидностей механизма ввода поправок - постоянную - вращение барабанчиков происходит однократно при пристрелке оружия под конкретный боеприпас, после чего дальнейшее вращение барабанчиков для стрельбы уже не требуется или тактические барабанчики - когда поправки вводятся для каждого выстрела.

Прицел FFP с тактическими маховичками, боковой отстройкой параллакса и подсветкой сетки.

Барабанчики ввода поправок нужны для корректировки точки попадания пули из-за смены условий стрельбы: перемещение сетки по вертикали позволяет настраивать прицел для стрельбы по целям на различном удалении.
При перемещении прицельной сетки вниз, ствол оружия <как бы> приподнимается, пуля летит по более высокой траектории и наоборот.

Перемещая прицельную сетку по горизонтали можно компенсировать снос пули боковым ветром, внос боковых поправок так же облегчает стрельбу с опережением по движущейся цели.
На барабанах маховичков ввода поправок нанесена шкала, а их вращение происходит с фиксирующими щелчками. Это позволяет точно определить параметры регулировки и при необходимости вернуть настройки прицела в первоначальное положение "на слух", не отрывая глаз от наблюдения за целью.

Внимание! Фигня!


---



• Прицелы с низким уровнем изготовления со временем могут "терять" щелчки поправок.
  Например, сдвинув прицельную сетку на пять кликов, на то чтобы потом вернуть ее в исходное положение может потребоваться любое количество кликов - 4, 6, 7 и т.д.

  ---

  
  

Вращение маховичка поправок на один щелчок приводит к сдвигу точки прицеливания и смещению прицельной сетки на определенный угол. Величина этого угла или сдвига точки прицеливания указывается в технических характеристиках прицела и часто указана прямо на самих барабанчиках ввода поправок.

Для справки - перемещение прицельной сетки на одну угловую минуту (1') приводит к сдвигу точки прицеливания на один дюйм (25,4мм) на расстоянии 100 ярдов (91,5м).
Для смещения точки прицеливания на одну угловую минуту в разных прицелах может потребоваться разное количество "кликов", обычно - от 4 до 12. Чем больше кликов требуется на МОА - тем точнее механизм перемещения сетки и тем выше класс прицела.
В отличие от прицелов с сеткой в фокальной плоскости объектива, в прицелах с прицельной сеткой в фокальной плоскости окуляра перемещение точки прицеливания происходит одновременно с перемещением оборачивающей системы и поэтому кажется что сетка стоит на месте.

Внимание!


---



• В таких прицелах сетка всегда остается в центре поля зрения, а перемещается только изображение цели.

  ---

6. Подсветка прицельной сетки. Тонкие прицельные сетки иногда могут быть плохо видны в сумерках или на фоне растительности. Чтобы избежать этого в некоторых прицелах предусмотрена подсветка прицельной сетки.
Предпочтительнее прицелы, в которых есть регулировка яркости подсветки, так как при низкой освещенности слишком ярко подсвеченная сетка может даже мешать видеть цель. Некоторые модели прицелов имеют двойную подсветку сетки, чаще всего красную и зеленую, что особенно удобно в глубокие сумерки. Иногда узел подсветки совмещают с узлом ввода поправок.

Каким образом делается подсветка прицельной сетки?
В старинных и армейских прицелах сетка выполнялась из нитей по принципу спирали лампы накаливания - такие элементы еще совсем недавно можно было увидеть в кассовых аппаратах, табло на вокзалах и древних калькуляторах, где светились проволочные цифры. Проволочная сетка выглядит черной, когда выключено питание и оранжевой, когда питание включено.
В современных прицелах установлен светодиод, который засвечивает либо изображение всей прицельной сетки целиком или только ее полупрозрачную центральную часть, иногда даже просто точку в перекрестье сетки.

Так называемая "арбалетная" прицельная сетка с зеленой подсветкой.

7. Корпус прицела - изготавливается из прочных легких сплавов и объединяет все узлы прицела в единую конструкцию, которая должна обеспечивать высокую стойкость систем и механизмов прицела к воздействию ударных нагрузок возникающих при при стрельбе.

Увеличение
Оптические прицелы можно разделить на две основные группы:

• 1. Прицелы с постоянной кратностью.
  Отличаются большой светосилой и потенциально дают более чёткое изображение. В их конструкции нет массивных подвижных элементов (за исключением линз и узла поправок прицельной сетки), их оптическая система состоит из меньшего количества линз, которые, как бы не были совершенны, всё же поглощают свет. Прицелы с постоянной кратностью предпочтительнее, если точно известно в каких условиях и на каких дистанциях стрельбы они будут использоваться.

• 2. Прицелы с переменной кратностью (панкратические).

  Прицелы с переменной кратностью потенциально темнее, поэтому для их производства требуются более качественные линзы, но такие прицелы и более универсальны, поскольку позволяют изменять поле зрения, угол которого обратно пропорционален кратности: чем больше кратность, тем меньше поле зрения.
  Если у прицела с переменной кратностью сетка находится в фокальной плоскости объектива, т.н. передней плоскости, FFP, то с ростом увеличения укрупняются видимые размеры и цели и прицельной сетки.
  У прицела с сеткой в фокальной плоскости окуляра, т.н. задней плоскости, SFP, при изменении кратности растет только изображение цели, а видимые размеры прицельной сетки и толщина ее нитей остаются неизменными.
  

Выбор кратности прицела зависит от того, на каком оружии для каких целей и в каких условиях предполагается его использовать: для спортивной стрельбы по мишеням в тире или для охоты, а так же от ее разновидности.
Для стрельбы на небольших дистанциях - до 60м лучше использовать прицелы с небольшой кратностью (1,5 : 4-6х).
Эти прицелы легкие, небольших размеров, позволяют вести уверенную стрельбу быстро, иногда даже навскидку, без тщательного прицеливания, возможно с двумя открытыми глазами.
Прицелы с кратностью больше 6х предназначены для стрельбы не спеша, хорошо выцеливая. Такие прицелы должны иметь качественную оптику - бОльшую светосилу, высокое светопропускание оптической системы, высокое сумеречное число, большую контрастность изображения и точную работу механизмов поправок. И первые и вторые независимо от кратности могут иметь подсветку прицельной марки.

Недостатком всех прицелов с большой кратностью увеличения является малое поле зрения, затрудняющее поиск цели на больших дистанциях и стрельбу вблизи по движущимся целям. Этого недостатка частично лишены панкратические прицелы - можно установить минимальную кратность, чтобы быстро прицеливаться с двумя открытыми глазами для стрельбы на малую дистанцию или по движущейся цели. По удобству применения это сравнимо с колиматорными прицелами, при этом сохраняются все достоинства прицелов с большой кратностью увеличения.

Параллакс

(греч. παραλλάξ, от παραλλαγή, 'смещение, чередование')

Заметить параллакс нетрудно: в стариииинные времена, когда все прицелы имели прицельную сетку только в фокальной плоскости объектива, можно было заметить что при смещении глаза перпендикулярно оси прицела изображение цели как бы "плывет" относительно центра сетки и прицельная точка <съезжает> с цели. Для точной стрельбы необходимо, но без навыка достаточно нелегко - уметь во время прицеливания быстро найти и удерживать нужное положении глаза в точности на оптической оси прицела.

В современных прицелах, где сетка расположена в задней фокальной плоскости (окуляра) при смещении глаза стрелка с оптической оси прицела заметного смещения прицельной сетки не происходит.
Но, как это ни удивительно, параллакс в них тоже есть и увидеть его так же легко, вот только проявляется он совсем по другому - размытостью прицельной сетки и невозможностью видеть одновременно и с одинаковой четкостью изображение цели и прицельной сетки, если цель находится не на бесконечно-удаленной дистанции (обычно в жизни имеет место стрельба на расстояния, несколько меньшие бесконечности).
Чтобы видеть одновременно изображение цели и прицельной сетки с одинаково высокой четкостью на небесконечно удаленной (малой) дистанции нужно вносить поправку в настройки оптической системы прицела для каждой конкретной дальности стрельбы, меняя межфокальное расстояние объектива и окуляра.

Для устранения параллакса в высококлассных прицелах имеется механизм фокусировки объектива, позволяющий поместить изображение от объектива точно в плоскость прицельной сетки. Обычно для этого перемещают всю систему линз объектива прицела или только внутреннюю его часть, расположенную ближе к сетке.

Различают два вида устройства отстройки параллакса - AO (Adjustable Objective) и SF (Side Focusing).
Первый способ, (AO) - кольцо отстройки параллакса расположено прямо на оправе объектива прицела (отсюда и название). На кольцо нанесена шкала, обозначающая дистанцию фокусировки, чаще в ярдах или метрах (редко). Параллакс устраняется настройкой объектива на нужное деление дистанции стрельбы. Этот способ более распространен в виду его незатейливости и простоты реализации, а проще говоря - незначительного удорожания прицела с AO.
Но дешевизна, как всегда, имеет и обратную сторону - невозможно крутить кольцо отстройки параллакса объектива не меняя положения изготовки для стрельбы, что не всегда удобно.

SF - механизм отстройки параллакса размещен сбоку прицела и для пущей вящести его часто снабжают огромным штурвалом, служащим для удобства и плавности отстройки параллакса, не меняя изготовки и положения головы и тела стрелка при прицеливании.

Подробнее о том, что же такое АО и SF читайте тут:

Про параллакс и светлость, а проще - как устроен оптический прицел.
Что такое настройка параллакса? (paralax settings)

---


Хорошим можно считать оптический прицел, имеющий следующие свойства:
• Высокий коэффициент светопропускания в синем диапазоне спектра (изображение не должно быть желтым).
  . В принципе нет большой разницы, желтой или синей вы будете видеть цель в ее последние минуты, но из-за неточной цветопередачи страдает контрастность.

• Высокая резкость и контрастность картинки.
  
• Возможно бОльшее поле зрения.
  
• Большое удаление выходного зрачка.
  
• Высокая герметизация корпуса, исключающая проникновение пыли и влаги.
  
• Заполнение полости прицела азотом и защита внутренних поверхностей линз от запотевания.
  
• Высокая стойкость систем и механизмов прицела к ударным нагрузкам при стрельбе.
  
• Высокая точность и надежность установки линз, прицельной сетки и механизма ее юстировки, высокую точность и качество изготовления механических элементов (резьбовых соединений, пружинных систем) и других элементов управления.

  ---

Просто картинка просто прицела.

Кому мало - вот здесь еще капля интересного:

Сборник важной информации по оптике
Грамотная пристрелка винтовки с ОП
Объясните по устройству прицела
Делимся опытом. Ремонт оптики
Прицел глазами новичков
Рейтинг оптики для ППП

Vector Optics 6-25X56 FFP или бюджетный Front Focal
Burris 4.5-14x42 или Bushnell 5-15x40
Falcon Menace 4-14x44FFP

Ну и немножко шизы: Оптические Прицелы - Самое Слабое Звено!

Вполне понимаю, что ввиду сложности устройства оптического прицела, а также физических процессов в нем использующихся, тема получилась в стиле

Originally posted by Shershen:

"Здрассте дети!
На прошлом уроке мы прошли таблицу умножения.
Тема сегодняшнего урока - функция и ее производная!"

Будет и с задней сеткой, терпение. Спокойствие, только спокойствие!