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军用望远镜

 天童老僧 2024-03-24 发布于上海

历史沿革

世界

一战前

在望远镜刚出来不久,军事专家就发现了这个工具在战争上至关重要的作用。但是,当时的军用望远镜的生产技术远远达不到军事标准,其中,镜片中出现的气泡就十分影响望远镜的使用。当时,有一家专门为望远镜生产提供镜片玻璃的厂家所出产的玻璃的气泡大小及数量就能满足军事要求。相关的企业甚至军方政府都派了大量人员去进行观摩、访问,甚至派遣了大量的商业间谍,都没有找到这个减少气泡的秘诀。最终,有人花了一大笔钱来购买这项“无气泡”玻璃的生产技术。当真正拿到这项技术时,相关人员才发觉技术本身就来源于两个字——“搅拌”。通过不停地搅拌,制作玻璃时地气泡就能缩小、减少,从而满足军用标准。[11]
1846年,德国企业家、世界著名精密光学仪器制造商蔡司耶拿开设工厂制造显微镜及其他光学仪器。1866年,蔡司聘请耶拿大学物理学家阿贝尔为研究主任,并成为合股人。阿贝尔协助蔡司进行早期产品的改良,他们与化学家肖特试制出余种新的光学玻璃和多种耐热玻璃,公司以光学仪器闻名世界。蔡司去世以后,阿贝尔成功地改组了卡尔·蔡司机构,经营范围拓展到望远镜、照相机。二战前的光学玻璃与战后的不同,战前的光学玻璃和现在的玻璃板成分相近,属于苏达玻璃,容易被水慢慢溶蚀,易焦化。镜片焦化后有变白、变蓝两种。变白像毛玻璃,透明度降低无法使用变蓝的则能防止反射光,增加透光率。从镜片焦化变蓝的旧望远镜中看物体反而更明晰,在这样的启发下,专家们加以研究形成了望远镜、照相机镜片镀膜技术。[12]
早期的军用望远镜都是伽利略结构的,此种望远镜虽然结构简单,透光率高,但倍数和观测视场都很小。在19世纪末20世纪初在军用望远镜已用普罗棱镜结构成功解决了倍数和视场的问题。[8]19世纪末20世纪初,英国生产了一系列3、4、5倍的伽利略式双筒望远镜。这种望远镜从1800年生产到1900年的100年间,英、法、德等各国军队使用了百余年,从英国军队拿破仑法军德作战一直使用到非洲布尔战争结束。[10]
1890年前,美国军用望远镜多从英、法、德等国进口,如19世纪中后期法国生产的4×40伽利略双筒望远镜、英国08型3×50A军用望远镜,美国海军引进的德国10×46.5棱镜望远镜等。1894-1905年间,德国光学的先进技术,特别是蔡司公司的专利受到国际专利的保护。1897年,美国的鲍什和布隆买下了蔡司的技术专利,其生产的先进的保罗棱镜双筒望远镜曾畅销一时。美国望远镜的主要生产厂家是位于纽约罗切斯特的博士伦公司,同时,美国的斯潘塞光学公司、纽约的罗切斯特皇冠光学公司,以及位于纽约的美国海军枪炮工厂的光学车间都在1900年前后,纷纷生产新型6×30保罗型E系列望远镜。[9]
俄罗斯的军用光学工业始于1905年,第一个制造军用光学仪器的车间在奥布霍夫铸钢厂建立。1908年这个车间开始生产望远镜、小型炮队镜,生产原材料依靠进口。[12]1908年7月,德国蔡司光学公司批准在俄国的里加设立机构,1909年开始生产望远镜。[13]1909年,英国人希姆斯·罗斯设计生产出保罗2号MkⅠ、MkⅡ6x30和保罗3号MkⅡ6x24两款望远镜,其上下棱镜盖与联接中轴的铰链为一体式。这一设计有别于同时期德国蔡司望远镜。这种“罗斯”风格的望远镜,英国一战和二战中一直持续使用。英国海军使用的这两种罗斯6倍望远镜的镜身两侧有大而明显的黄色箭形标记。[10]

一战至二战

从一战开始到二战结束这个时期的军用望远镜以方便携带的6×24、6×30、8×30为主,这与当时步兵主要是徒步作战有很大关系,海军和装甲部队则主要装备7×50、10×50这些观测稳定性好但尺寸和重量较大的望远镜。这一时期的军用望远镜都采用金属作为镜体材料,早期多使用黄铜,后期则更多的使用铝合金,由于当时人们认为没有必要在军用望远镜上使用昂贵的镀膜加工工艺,所以这一时期的望远镜多没有镀膜。[8]第一次世界大战期间,法国保罗式(porro)棱镜望远镜出现6倍、7倍、8倍、12倍以及16倍系列。而当时德国流行的蔡司和葛尔茨望远镜是6倍与8倍。1913年,法国陆军为步兵、骑兵以及炮兵提供可供测距参考的416型和424型棱镜双筒望远镜。[14]
1930年起,英国空军开始使用著名的英国“罗斯”5号MkⅣ5x40望远镜,直至1960年。[10]1932年,美国博士伦创新开发了7×50和6×30双筒望远镜[9]1933年,日军根据“满州事变”的经验教训,大量生产了简便的九三式4倍(4x40)望远镜装备陆军步、骑兵分队。1933年为日本皇纪二千五百九十三年,故称“九三式”。九三式望远镜右镜筒中有水平各40密位,俯仰各25密位的分划板,目镜的调焦轮在铰链下,左右同步调整,主要用于敌情搜索和射弹观测,以及简单的密位测量。这种5倍以下的低倍率的伽俐略式望远镜,俗称观剧镜,其特点是无转像装置,且视场小。1933至1935年间,日军根据中国东北地形开阔,展望良好的特点,研制了步、骑兵手持的、潜望高度0.54m的九三式和潜望高度达28m的九五式观察镜,以适应东北地区的高粱地和森林中的隐蔽观察。[12]
日本九三式4x40军用望远镜
1940年,美国陆军选中商业版6×30望远镜,在右目镜中加装偏十字的密位测距分划,定型为M3(基于Mk1型)。M3 6×30双筒望远镜成为美国6×30望远镜的“模板”。1941年日军袭击珍珠港太平洋战争爆发之时,美国纽约沃伦萨克光学公司推出外形独特的M5 6×30双筒望远镜。[9]

冷战和后冷战

在冷战和后冷战时代,军用望远镜的使用环境发生了巨大的变化,望远镜的设计思想也有了较大的改变。首先是机械化的实现,使用者经常要在颠簸车的上使用望远镜,这就对望远镜的观测稳定性有了更高的要求,于是7×40、7×50规格的望远镜成为了主流。其次是核生化战争的阴影让人们设计望远镜时不得不考虑配带防毒面具时的使用,于是可以翻折(升降)的目镜罩越来越多的出现在军用望远镜中,这种设计也迅速的被民用望远镜采用,以方便戴眼镜的用户。而镀膜技术、稳像技术、镜体包胶、非金属材料、激光防护等新技术的广泛使用也大大提升了军用望远镜的性能。[8]20世纪70年代,美国美国7×50望远镜的型制得以改善,法兰克福兵工厂设计研发了M19 7×50望远镜。该镜1977年投产,1978年装备部队。[9]
美国海军陆战队使用的6×30望远镜
进入信息时代后,各类先进侦测设备在一定程度上弱化了望远镜的作用,军用望远镜也没有出现质的飞跃和变化,但作为一种近距离观测仪器,军用望远镜仍会继续发挥重要作用。[8]

中国

流入中国的的第一具望远镜是明天启年(1626年)由德国传教士汤若望携带人京的。汤若望和李祖白两人共同翻译了《远镜说》一书,把西方望远镜的制作方法介绍到中国。祟祯年年,大学士徐光启奏请装配具望远镜来测天象,由汤若望监制的望远镜崇祯皇帝还去看过。中国民间较早独立制造望远镜,见诸记载的是明末苏州人孙云球。据康熙吴县志》载,登上虎丘用孙云球自制的“千里镜”试看,“远见城中楼台、塔院,若接几席,天平、灵岩、弯窿诸峰,峻增苍翠,万象毕见。”中国最早将望远镜用于军事的则是明末苏州人薄压,“崇祯中,流寇犯安庆巡抚张国维令压造铜炮,设千里镜视敌远近,所当者辄糜烂。”薄压创造性地把望远镜放置在自制的火炮上提高了射击精度。[15]
清代特别是鸦片战争之后,外国的望远镜逐渐进入中国。如清康乾时期的宫廷画师郎世宁所绘香妃戎装像上,顶盔贯甲的香妃就令人瞩目地握着一具单筒望远镜。从1859年英国人俄李范所著跟随额尔金勋爵出使中国日本亲历记一书的插图可知,当时人侵广州的英法联军所使用的是单筒伽利略式望远镜。1937年5月,国民党军政部兵工署军用光学器材厂筹务处按照荷兰的图纸资料,在3个月时间内仿造出荷兰式倍直筒望远镜样品。[15]同年,柏林大学公费留学生龚祖同奉命到德国亨索尔茨厂实习,在威德特教授的指导下,与金广路一起设计了6x30(即放大倍率6倍,物镜直径30mm)双筒军用望远镜,这开创了中国近代光学设计与光学仪器制造历史。[15][16]
1939年1月,昆明22兵工厂(后与51兵工厂合并改为53兵工厂)开始试制双筒望远镜。3个月后,试装出中国第一具双筒军用望远镜,从1939年至1949年,共生产了2万余具。这种望远镜曾以当时军政部部长何应钦的号“敬之”命名,后改称“中正式”。这种望远镜左右目镜均可按需要调焦,右目镜中有密位分划,用测量,镜体上饰硫化皮制的防热层,花纹大而凸现,外观粗犷。'’中正式”及“军政部造”的椭圆形标记用极细的金属丝嵌人镜体端面。[15][17]抗日战争中后期,国民党军主力部队曾批量装备由美国提供的威斯汀豪森公司生产的M3型6x30和M16型7x50军用望远镜。这两种望远镜在二战时曾大量装备盟国部队。[15]
国民党军政部造中式正望远镜
1949年后,中国人民解放军装备的望远镜多是引进苏联捷克民主德国的,如20世纪50年代进口苏联的Б-6(6x30)和Б-8(8x30)望远镜,以及民主德国耶拿(JENA)制造的“蔡司”6x30、8x30。20世纪50年代,中国进口的军用望远镜,无论是光学系统还是外观,德国蔡司”最好,苏联次之。捷克的XБK望远镜外观较粗糙,镜体没有采用硫化胶皮的防热层,而仅涂以黑漆。[15]此外,为了节约成本,从苏联进口的Б-6和Б-8望远镜配中国生产的牛皮盖,绿帆布镜盒,这两种镜身或铰链上有苏联镰刀斧头党徽或棱镜折射箭头的光学符号。[12]20世纪60年代初,中国自行生产了62式8x30望远镜、62式8x30观察红外望远镜以及63式15x50望远镜。这三种国产军用望远镜与众不同的是棱室前护盖上装有固定的干燥器。特别是62式8倍观察望远镜的左物镜后焦面装有一个感光屏,通过目镜可以看到红外光源的影像即可观察到敌方使用红外夜视器材的情况。[15]
苏军Б-6x30望远镜
近年来(截至2000年),中国采用先进技术,又为部队设计生产了GG88-212型12倍及Y/GG95-7型7倍望远镜。这两种望远镜除密封性能好、光力强之外,还在测量分划中增加了视距曲线,可迅速读出目标的概略距离。[15]截至2012年,中国军用望远镜已逐步走向成熟,其主要产品性能也已基本达到国外同期先进水平,不但能满足中国人民解放军陆海空三军部队及武警公安部门的需要,还批量出口,为中国国防工业赢得巨大荣誉。[3]

工作原理

由于军用望远镜采用了开普勒望远镜的结构,由两个凸透镜组成,成像是倒立的,因此需要在中间增加正像系统。为了能观察到远处的物体,物镜应用较长焦距的凸透镜,目镜应用较短焦距的凸透镜。远处射来的光线(视为平行光)经过物镜后,会聚在距后焦点很近的位置,成一倒立、缩小的实像。目镜的前焦点和物镜的后焦点是重合的,所以物镜的像又作为目镜的物,通过目镜可看到远处物体的倒立虚像[4]
开普勒望远镜光路示意图

基本构造

军用望远镜主要用于观察战场、研究地形地物和侦察目标,也可用右目镜中的密位分划进行简易测量[1][3],由光学系统、物镜、目镜、保罗棱镜、分划镜、机械部件、左和右两个镜筒、铰链轴、目镜视度调节圈组成。[7]
典型棱镜式双筒望远镜结构图

光学系统

用以延伸人眼的视距,由物镜组件、目镜组件、保罗棱镜组件和分划镜组成。[7]

物镜

用来接受来自目标的光线,在物镜后焦面上聚焦形成目标的倒立实像。[7]

目镜

用来把物镜形成的像放大成虚像,使人眼在目镜出瞳处是一个直立的图像,否则人眼看到的是一个倒像。[7]

保罗棱镜

保罗棱镜是一个转像系统,使目标像在出瞳处是一个直立的图像,否则人眼看到的是一个倒像。[7]
军用望远镜的棱镜转像系统

分划镜

分划镜上刻有垂直和水平分划,用来测定目标间的夹角,若已知目标大小,可概略求出目标与观察者之间的距离。[7]
分划镜

机械部件

用来把光学系统组合在一起,协调工作。[7]

左、右两个镜筒

用来安装全部光学组件。[7]

铰链轴

用来把两个镜筒连成一体,镜筒绕铰链轴旋转,调节筒间距,以适应使用者的眼间距。[7]

目镜视度调节圈

用来调节望远镜的视度,使之与使用者的视力相适应。[7]

性能参数

主要规格

军用望远镜的规格即是望远镜的战术技术性能指标,主要包括放大倍率、视场、入瞳直径、出瞳直径、实体(双眼)视觉、分辨率、尺寸和重量等。[7]

放大倍率

放大倍率指望远镜观察物体时的成像尺寸与用肉眼观察同一物体时的外形尺寸的比值。常用算术符号“x”表示。放大倍率可分线放大率和角放大率两种。望远镜的放大倍率γ=物镜焦距/目镜焦距=入瞳直径/出瞳直径。望远镜的放大倍率越大,观察距离越远。但望远镜的放大倍率受多种因素限制,不能随意增加。例如望远镜的放大倍率与视场成反比,倍率增大,视场成比例减小,视场小容易丢失目标。此外,增大倍率意味着增加物镜焦距,减小目镜焦距。增加物镜焦距会使整个望远镜体积或长度增加,重量也随之增加。减小目镜焦距,则必须增大目镜透镜曲率,导致各种像差增大。根据不同的用途,军用望远镜的被欸率一般为6-15倍(手持使用),最大可达40-50倍(固定安装使用)。[7]

视场

视场是指望远镜固定时能看到的最大视角。中国8x望远镜的视场为8°20′,15x望远镜的视场为4°30′,40x望远镜的视场只有1°30′。[7]

入瞳直径

入瞳直径是指从物镜的物方观察时看到孔径光阑的像的直径。一个标有7x50的望远镜表示放大倍率为7x,入瞳直径为50毫米。入瞳直径大意味着进入望远镜的光线多,看到的景像清晰。常用的手持望远镜入瞳直径在50毫米以下,否则尺寸和重量太大。[7]

出瞳直径

出瞳直径是指目镜出射光线形成的最小、最亮的光斑直径。它等于入瞳直径除以望远镜的放大倍率。望远镜的出瞳直径要稍大于入眼瞳孔直径,一般出瞳直径定为4毫米左右。[7]

立体(双眼)视觉

用双眼观察时能够判断物体的远近,且有立体感,这称为立体视觉。用单眼观察就没有立体视觉,所以军用望远镜都做成双筒而不采用单筒。人的双眼在1350米以内有立体视觉,若使用望远镜可增加立体视觉的距离。一个10x双目望远镜,其两筒的入瞳中心距是两筒出瞳中心距的2倍时,立体视觉距离可增加到27000米(1350米x10x2),也就是说整个双目望远镜可以分辨27公里处多个目标的远近距离。所以观察战况或观察炮弹炸点时必须使用双目望远镜。[7]

分辨率

在标准亮度和对比度条件下,人眼分辨两物体的能力(即分辨率)为60″,即两物体在人眼中所形成的视角大于60″时,人眼能看出是两个物体,小于60″时人眼会把两个物体看成是一个物体。光学仪器可增加人眼的分辨能力,其增加的倍数约等于望远镜的放大倍率。[7]

总体参数

参数
数值
视放大率
1-20x
出瞳直径
4-5mm
出瞳距离
不小于22mm
潜望高度
160mm以上
参考资料:[5]

服役情况

各国装备情况

中国62式望远镜

20世纪60年代开始,中国仿造的62式8x30望远镜装备部队。普通62式望远镜和Б8望远镜观红外观仍有区别,而62式观红型望远镜与Б8观红型望远镜则基本一致,不同之处是62式观红型望远镜采用了干燥仓和镀镍螺钉。普通型和观红型62式望远镜均已停产,但其几十年来的总产量数以百万计,在中国对越自卫反击战两山战斗、南沙守礁部队中均有配备。[18]

中国95式望远镜

95式望远镜式中国军队装备的望远镜,它的各项技术指标比以往的产品有较大提高。它式一种带分划板的高密封双目望远镜,具有视场清晰、亮度高、像质优良、景像颜色逼真、适应范围广等特点,主要用于侦察敌情、地形、搜索目标,观察射击效果及战场情况,并可利用镜内的分划概略测量目标的方向角、高低角和距离。其主要技术指标已达到或超过国外同类产品,能在各种恶劣环境条件下使用。因此,95式望远镜被广泛应用在军事、公安、交通、运输、林业、航空、电力、勘探等领域。[19]
95式望远镜

苏联Б8望远镜

苏联Б8望远镜曾大量装备苏军和社会主义国家,其改进型号Б8M仍在俄军中服役。Б8望远镜作为蔡司Deltrentis望远镜的仿制品,不仅在外形和结构上与Deltrentis望远镜基本一致,并且还解决了Deltrentis望远镜密封性能不佳的问题,为降低成本和满足大量生产的需要,Б8望远镜并未安装消光筒,且简化了部分生产工艺,上棱镜盖也改为铁制,使其整体性能比Deltrentis望远镜有所降低。在分划样式上,Б8望远镜使用的是苏军所习惯的倒T型分划。在成像风格方面,Б8望远镜的成像偏黄绿色。Б8系列望远镜除装备苏军外,中国、捷克波兰朝鲜罗马尼亚等国都装备或仿制改进过。为满足民用和国际视场的需要,苏联还在Б8望远镜的基础上设计了Б8望远镜的民用型——贝8望远镜。[20]
Б8望远镜

美国M19望远镜

美国M19 7×50望远镜是法兰克福兵工厂设计研发的,由5个不用维修的组件构成。物镜和目镜互换方便,且能保持原有的平行性,调焦和分辨率不变。镜身采用铸铝件,并采用乙烯树脂涂层。分划板在左目镜中。它于1977年投产,1978年装备部队。其返修率低,且故障维修技术十分简单。[9]

德国Deltrentis望远镜

德制8x30望远镜结构紧凑,尺寸小,方便单、双手握持,适合单兵携带使用,蔡司公司的产品是其代表之作。蔡司于1920年推出了8x30规格的经典产品:Deltrentis。Deltrentis望远镜是蔡司1910年推出的6x30规格的Silvamar望远镜的基础上发展而来,关键技术是采用了1917年诞生的ER爱乐弗广角目镜。同时蔡司公司对Deltrentis的物镜焦距、口径、棱镜的尺寸也做了精心配置,使得该镜的视场达到了8.5°,非常适合战场使用。二战后的Deltrentis开始用铝合金代替黄铜作镜体材料,重量从700克降到500多克。光学玻璃也有改进,最重要的是采用增透镀膜技术,提高了透光率,光学性能更好。[18]

瑞士Kern望远镜

瑞士陆军Kern 8x30望远镜于1966年生产。该镜结构、外观虽然与典型的德系8x30望远镜如出一辙,但也做了不少改进:其一,采用了伸缩式接目罩,更方便佩戴眼镜、防毒面具的人员使用;其二,采用了一次成形的塑料镜盒,可以直接用水清洗,比传统的牛皮制镜盒更方便维护;其三,望远镜侧向放入镜盒,取用方便,人机工效大大提高。另外,Kern望远镜的目镜片内凹,其目镜组已重新设计,与西德蔡司的产品类似。Kern望远镜的改进型号仍是瑞士陆军的装备,但其生产商Kern已被德国莱卡公司(Leica)收购,镜身厂标改为“LEICA”。[18]

实战运用

望远镜被发明后,荷兰执政当局利用望远镜迅速地进行生产,将其装备部队。在随即爆发的益德兰海战中数量处于劣势的荷兰舰队,凭借望远镜的帮助,每次作战都能够先敌一步发现对手西班牙的舰船,从而率先做出对策,因此逐步占先,最终,弱小的荷兰海军击败了强大的西班牙舰队。当时的荷兰还没有独立,正处在抗击西班牙专制统治的独立战争中。由于荷兰当局运用望远镜这种比较先进的技术,并且进行了很好的保密工作,因此把望远镜运用到战争当中后,发挥了重要作用。最终,整个荷兰独立。[21]
1964年,光机所研制地的大倍率军用望远镜获得了中国科学院新产品一等奖,在当年举办的全国工业新产品展览会上展出,并获得国家科委、计委、经委“三委”联合颁发的工业新产品奖一等奖。该产品在改进后于20世纪70年代进行了推广定型。这座巨大的望远镜曾为中国的军队立下了不少功劳。随着台海局势的缓和,它倍架设在厦门附近的一个旅游点上,供往来游人使用。[22]20世纪80年代,随着中国军队中级以上指挥员和机关参加了对印度越南,以及珍宝岛等自卫反击作战,进口的蔡司军用望远镜逐步从中国军队装备中退役。[12]
大倍率军用观察望远镜展出证书
截至2012年,装备中国的军用望远镜主要规格有:62式军用望远镜8x30,63式军用望远镜15x50,65式大倍率军用观察望远镜25-40x100,74式军用望远镜7x50,88式军用望远镜12x42,95式7x40望远镜等。美军现役的望远镜主要是常规手提军用望远镜M22B/M22G和M24/M25。英军仍沿用1960-1970年的老款制式装备7x40Rollei镜。俄罗斯使用的军用望远镜为克诺斯12x40。[3]
95式望远镜

主要特点

优点

较高的密封性能

因使用需求,军用望远镜的镜筒需要有很高的密封性,标准为1.5米深水一小时浸泡不得进水,内部空气应与外部空气隔绝,长期使用镜筒内不会发生霉变。现代军用望远镜一般都要求充氮气,降低望远镜里的氧含量和空气中的水分。无氧环境下望远镜不易发霉,且纯氮含水分较少,使望远镜在温差大的地方内部不易起雾。[3]

坚固的镜体

军用望远镜需要在比较恶劣的应用环境下保持其性能,因此要求制造工艺较民用的标准高,坚固耐用,保证在训练和作战使用时不会因一般碰撞损坏而影响使用。[3]

清晰的成像

军用望远镜对光学性能要求较高,因此所用镜片的光学性能应比民用的标准高,视野更清晰明亮。[3]

稳定的成本

军用品的选择关系到军需开销,需要由政府及军队进行宏观调控。军用望远镜为控制成本,应选择在保证功能的前提下节约成本。此外,军用望远镜均设置有测距功能,有测刻度线,通过目标在该线所占位置来测距出目标的距离,民用望远镜基本上不具有此特点。[3]

缺点

进入信息时代后,各类先进侦测设备在一定程度上弱化了望远镜的作用,军用望远镜也没有出现质的飞跃和变化。[8]

设计差异

军用望远镜和民用望远镜的主要区别:军用望远镜有用于简易军事测量的分划板,而且出瞳距离较大,便于观测者佩戴防毒面具时使用。军用望远镜的设计审慎,用材和工艺考究,像质好、杂散光少,放大倍率与入瞳大小匹配达到最佳分辨率。军用望远镜的镜身采用金属材质,以确保长期使用后不开裂、不变形。与之相比,民用望远镜在密封和用材方面要差些,有的不仅是镜身,甚至内部镜片也用塑料制造。[3]

发展趋势

新材料的应用

镜身

制作军用望远镜最常用的是金属镁铝合金。镁铝合金比之前常用的黄铜密度低很多,而且物理性质比较稳定,热胀冷缩的现象不明显。同时马克隆尼纤维(Micronaire)是新兴起的军用望远镜镜身制作材料,其为工程塑料,市场上德国视得乐品牌多用此材料,比重低且强度大,缺点为韧性不强,难以维修。[3]
视得乐望远镜

镜片

军用望远镜镜片材料主要为BaK4和BK7两种,其为两种型号的光学玻璃。BaK4的折射率高于BK7,BaK4材质的保罗棱镜可以将入射光100%全反射,而BK7只能反射83%左右的入射光,所以BaK4的光效率高,因此其价格偏高。一般来讲,军用望远镜和部分优良民用望远镜都接纳BaK4棱镜。[3]

色彩及出瞳直径的细分

军用望远镜的颜色除了受军队、国家政治性质的影响外,还受使用环境影响。一般为军绿色或黑色,少部分地区军用望远镜因使用地点气候寒冷,多降雪,故镜身多为银白色。现代望远镜极少由一种色彩组成,双色居多,其次为三色。[3]
同时在设计时考虑集合光力的大小。一般地,小光力望远镜(出瞳直径为2-3毫米),适于良好照明条件下使用;中光力(出瞳直径为3-4毫米)适于一般照明条件下使用,如中国62式8倍观察红外望远镜(出瞳直径为3.7毫米);高光力(出瞳直径为4-6毫米)不仅适合白天使用,而且适合于黎明及黄昏低照度条件下使用,如中国Y/GG95-7型望远镜(出瞳直径为5.71毫米)。[3]

功能的整合

军用望远镜的设计应尽量减少其附加功能,以便单兵可以在演练及作战中集中经历,迅速达成目标。[3]

分类

军用望远镜是军事上应用最早、最广泛的光学仪器,包括可见光望远镜、微光望远镜和红外望远镜三大类。[7]

分类详解

可见光望远镜

可见光望远镜主要在白天使用。经过长期发展,其技术已经很成熟,各国可见光望远镜在结构和性能上差别不大。这种望远镜的主要发展方向是通过改变望远镜的光学系统和结构,提高性能,减轻重量,缩小体积;改善工艺性和实现组件化以降低成本。例如美国的“马克”1610型稳像望远镜,是在光学系统中装有一个与陀螺仪直接耦合的惯性稳像光学元件,使望远镜能在颤动或震动的平台上使用,图像不会跳动,可清晰地看清远处景物。美国M19型望远镜采用组件化结构,任何一个组件在同一型号望远镜上可以呼唤,其光学系统与机械构件的结构和工艺都作了优化处理,因而在尺寸、重量、成本方面都比20世纪60年代装备的M17A1型望远镜的低。自1978年以后,该望远镜开始装备部队,陆续取代老式望远镜。随着太空时代的到来,可见光望远镜已成为侦察卫星的“眼睛”。例如,美国的KH-11和KH-12侦察卫星上使用的大型可见光望远镜,在离地球几百公里远的轨道上对地面侦察,可分辨篮球大小的目标、侦察结果可通过数据传输系统实时传给地面指挥部门。[7]
美国“马克1610”型稳像望远镜

微光望远镜

微光望远镜是在星光或月光照明条件下使用的望远镜。它通过像增强器进行光电和电光转换,把微弱的可见光图像的亮度增强数万倍,达到在夜间观察目标的目的。像增强器和微光望远镜自20世纪60年代中期起,已发展至第三代。各国部队中大量使用的是第二代和三代产品。典型产品有美国的G2-4型、M-841型、M-931型(第三代)、法国的OB-44型等军用望远镜美国国际电话电报公司生产的F4939M型微光望远镜是目标性能最好的,采用第三代像增强器,放大倍率4.5x,视场8.8°,重1.1公斤,在星光下能发现2.8公里处的人。[7]

红外望远镜

红外望远镜包括主动红外望远镜和被动红外望远镜两种。主动红外望远镜观察目标时需要发射人眼看不见的红外光,这就容易被对方的红外探测装置发现而暴露自己,成为对方射击的靶子。因此这种望远镜已逐渐被微光望远镜和热像仪取代。被动红外望远镜又称热像仪。它利用目标与背景的温差成像。它可在漆黑的夜间工作,能透过烟雾和战场烟尘进行观察,能发现伪装的目标,作用距离远,是夜战用的重要光电器材。国外普遍装备的是第一代热像仪,在地面使用时能探测10公里远的坦克目标,识别距离在3公里左右。但这个作用距离已不能满足未来夜战的需要。以美国为首的发达国家积极研制第二代热像仪,其作用距离、热灵敏度和空间分辨率比第一代热像仪有显著提高。[7]
法国“朱迪特”手持式热像仪

其余标准

此外,军用望远镜还可采用以下分类标准:

外观形态

以外观形态分类,可分为双筒望远镜和单筒望远镜,但经常使用的望远镜基本为双简望远镜。[3]

棱镜形态

以棱镜形态分类,可分为屋脊望远镜和普罗望远镜。军用望远镜的核心——正像棱镜部分常见的结构有两种,分别为屋脊(Roof,又称别汉)棱镜和普罗(Porro,又译保罗,宝罗)棱镜。[3]

等级

军用望远镜以等级分类可分为AA级和A级,其中AA级除可供一般观察用之外,也可供特殊观察或观测用;A级仅供一般观察用。[3]

相关品牌

德国的两家老牌军用望远镜生产商,即蔡司莱卡,均有上百年生产军用万元经的经验。蔡司及其附属公司仍为德军供应常规手提军用望远镜,莱卡则基本停止了常规手提军用望远镜的生产,专力为北约生产带测距功能的望远镜。这两家公司主力生产的望远镜都以近对焦功能的屋脊棱镜望远镜为主,专攻民用市场。尽管其主力产品在光学性能或防水、坚固等指标方面大大超出常规手提军用望远镜的要求,但其相对高昂的价格令军方却步。[23]
施华洛世奇公司的8x30mm与7x42mm军用望远镜的指标非常高,可有效抵受4m的水压,明显高于一般军用望远镜的标准。这是因为施华洛世奇公司直接把其民用产品(HABICHT)转作军事用途,而且只出品高标准产品。该公司的民用产品SLC系列比HABICHT系列更坚固耐用,但因其相对高昂的价格而退出军用望远镜市场。[23]
德国视得乐是战后崛起的望远镜生产商,已有数十年为北约及美军生产常规手提军用望远镜的历史。在高级品牌均以生产屋脊棱镜望远镜为主的情况下,视得乐仍坚持主力生产不具近对焦能力的普罗棱镜望远镜,曾因相对低廉的价格而为美军所用,并在第一次海湾战争期间出尽风头(代表为M22G军用望远镜)。1990年代中后期,视得乐研发了比M22G更高级的型号,但美军却以价格更低廉、效能未必超过M22G的富士厂中端产品取代M22G,即现在的M22B。[23]

相关仪器

由于用途不同,除军用望远镜外,其它军用望远仪器具有不同的名称,例如瞄准镜、光学测距仪、炮队镜、方向盘、周视镜、潜望镜、侦察经纬仪等。这些仪器都具有观察搜索远距离目标的功能,同时又具有自身的特殊功能。[6]

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