彈道解算儀

李政+劉又文+朱江

新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

彈道解算儀主要配裝狙擊手或狙擊小組觀察員，用于對目標(biāo)搜索觀察、精確測距、采集環(huán)境參數(shù)、彈道解算并顯示彈道裝定量，以指揮狙擊手實(shí)施精確打擊。

彈道解算儀加裝在專用支架狀態(tài)

國產(chǎn)新型5.8mm軍用高精度狙擊步槍系統(tǒng)配置有彈道解算儀。該彈道解算儀于2014年8月定型并裝備部隊(duì)。其是國內(nèi)首個采用脈沖激光二極管系統(tǒng)直接測距的軍品型號，技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，具有體積小、質(zhì)量輕、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。該彈道解算儀既可作為通用型戰(zhàn)場指揮裝備，也可通過更換內(nèi)置射表推廣應(yīng)用于多種單兵、輕武器、特種作戰(zhàn)平臺。

該彈道解算儀主要由主機(jī)、鋰電池組成，還可以選用外接氣壓計(jì)、簡易支架等附件。其采用鉸鏈?zhǔn)诫p目望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)目距連續(xù)可調(diào)，倍率為10倍，視場6.3°，出瞳直徑4mm，視度范圍-4～+2屈光度，目距（左、右目鏡中心間的距離）調(diào)節(jié)范圍為56～74mm，質(zhì)量1.3kg左右。其可對目標(biāo)精確測距并解算彈道諸元，鏡內(nèi)能夠顯示目標(biāo)距離和彈道裝定信息（裝表量），最小測程50m，最大測程1200m。通過更換彈道射表，能用于其他武器。

在目前全球軍用觀測器材領(lǐng)域內(nèi)，該彈道解算儀是首個在鉸鏈?zhǔn)诫p筒望遠(yuǎn)鏡上集成激光測距、彈道解算/修正功能的產(chǎn)品。其將激光接收、發(fā)射與OLED投影光路分置于左、右鏡筒內(nèi)，通過鉸鏈軸將左、右鏡筒串起，實(shí)現(xiàn)了目距連續(xù)可調(diào);目鏡采用結(jié)構(gòu)相同的兩套獨(dú)立平動式視度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)雙目獨(dú)立的視度調(diào)節(jié)而不影響雙目望遠(yuǎn)光軸的平行性，具有體視感強(qiáng)、人機(jī)工效好等優(yōu)點(diǎn)。

彈道解算儀的光學(xué)系統(tǒng)采用阿貝-科寧屋脊棱鏡形式，不需要鍍反射膜，所有的光線都可實(shí)現(xiàn)全反射，且系統(tǒng)為直筒形式，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，適合手持使用;其光線反射次數(shù)少，能量損失小。其整機(jī)光學(xué)件質(zhì)量僅為150g，能同時實(shí)現(xiàn)10倍的雙目望遠(yuǎn)觀察與激光測距、投影顯示等光學(xué)性能。殼體采用復(fù)雜的三維曲面，在合理位置設(shè)置了圓滑過渡，外形優(yōu)美，在減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量的同時考慮鑄造成型加工工藝性，以提高批量生產(chǎn)的能力及效率。

該彈道解算儀雖然內(nèi)部設(shè)計(jì)復(fù)雜，但外部操作簡單。其頂部右側(cè)設(shè)有4個圓形操作按鍵，從后向前依次分別為“測距”、“功能”、“+”、“-”。使用時，首先轉(zhuǎn)動左、右鏡筒，直至雙目從左、右鏡筒中舒適地觀察到同一個完整的視場，此時左右目鏡中心間的距離即為使用者自身的目距。長按“測距”按鍵2s即可開機(jī)，則右筒中顯示器點(diǎn)亮，閉上左眼，使用右眼觀察目標(biāo)，調(diào)節(jié)右筒目鏡視度手輪，直至右眼能清晰、舒適地看清瞄準(zhǔn)目標(biāo)，此時右筒目鏡視度手輪的刻度指示值即為使用者右眼視度。再按上述方法調(diào)整好左眼視度即可。

在正常工作狀態(tài)下，開機(jī)后顯示菜單，菜單上有彈種、風(fēng)速和風(fēng)向等選項(xiàng)，此時按壓“+”鍵可設(shè)定風(fēng)向，界面中左上角的箭頭指示風(fēng)向，風(fēng)向共分8種狀態(tài)指示，如“↑”表示“風(fēng)來自于使用者的左后方，向右前方吹”，而“→”表示“風(fēng)來自于使用者的左側(cè)，向右側(cè)吹”，依此類推。按壓“-”鍵可設(shè)定風(fēng)速，風(fēng)速可在0～10m/s之間循環(huán)調(diào)節(jié)，每單擊一次“-”鍵，風(fēng)速值改變0.1m/s。

彈道解算儀頂部右側(cè)設(shè)有4個圓形操作按鍵，從后向前依次為“測距”、“功能”、“+”、“-”

按壓“功能”鍵，同樣顯示菜單，菜單上有初速、彈種、校槍、亮度等選項(xiàng)，選擇各選項(xiàng)并按壓“+”或者“-”按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)好功能菜單的各項(xiàng)數(shù)值后，按壓“測距”按鍵，即可進(jìn)行自動測距。該彈道解算儀在工作過程中，可以自動采集溫度和俯仰角等數(shù)值，如果需要測定氣壓，則可以通過外接接口加裝氣壓計(jì)進(jìn)行測量。外接接口設(shè)置在兩個物鏡之間，不使用時其上旋擰有一個防塵蓋，以防止灰塵進(jìn)入。

目前，彈道解算儀僅內(nèi)置5.8mm彈一種彈種，如果需要安裝在其他武器系統(tǒng)上使用，則可以通過外接接口擴(kuò)展十種以上的彈種。

該彈道解算儀配有簡易支架作為附件，可以架設(shè)選用。

設(shè)計(jì)創(chuàng)新與制造難點(diǎn)

作為國內(nèi)首個軍品型號脈沖激光二極管直接測距系統(tǒng)，彈道解算儀實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)在該技術(shù)領(lǐng)域的巨大突破，率先建立起脈沖激光二極管直接測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、試驗(yàn)體系，促進(jìn)了激光測距技術(shù)的新發(fā)展，具有開創(chuàng)性意義。其取得了測距能力上的顯著提升：將國內(nèi)采用二極管測距產(chǎn)品的測距能力由400m提升至1200m，并且具有功耗低、可靠性高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，是公認(rèn)最有前景的激光測距技術(shù)之一。

其首次采用熱塑性彈性體這一新型橡塑復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)整體包覆。這種材料在極限高低溫、海水鹽霧等條件下不脆裂、不發(fā)粘、抓握手感優(yōu)良，大幅提升了人機(jī)工效。

該彈道解算儀具有上述創(chuàng)新設(shè)計(jì)，但光機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度較高，在生產(chǎn)制造中的技術(shù)難點(diǎn)有以下方面。

機(jī)加工藝 該彈道解算儀對鉸鏈軸、殼體孔的配合間隙提出了遠(yuǎn)高于普通雙筒望遠(yuǎn)鏡的要求：鉸鏈軸、孔配合間隙需小于0.02mm，鉸鏈軸的公差為±3um，因此對鉸鏈軸的加工精度要求極高，加工時需對鉸鏈軸、殼體孔進(jìn)行多次處理，加工工序復(fù)雜，難度大。

光學(xué)工藝 該彈道解算儀光學(xué)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)像棱鏡原型為阿貝-科寧式屋脊棱鏡，該棱鏡具有成像質(zhì)量優(yōu)異、光線透過率高的優(yōu)點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)緊湊、細(xì)長美觀、體積小、質(zhì)量輕，非常適合手持應(yīng)用。為了在觀瞄的同時實(shí)現(xiàn)激光測距、投影顯示等功能，將原型屋脊棱鏡中的單個棱鏡創(chuàng)新設(shè)計(jì)為采用兩個等腰屋脊棱鏡膠合而成，以實(shí)現(xiàn)可見光與激光的多次集、分光。由于采用的屋脊棱鏡形狀不規(guī)則，為空間幾何形體，無平整靠面，加工難度大，需要專用的高精度靠體以保證加工精度。此外該棱鏡組加工過程中存在逆向工序——許多工序要在膠合后完成，即需在兩個等腰屋脊棱鏡的半成品膠合面上先鍍分光膜，膠合成棱鏡組后再拋光加工屋脊面，保證兩個等腰屋脊棱鏡的屋脊面嚴(yán)格共面，最后再對其余表面進(jìn)行冷鍍膜，此時極易發(fā)生膠合面開膠、屋脊棱破邊，且容易破壞零部件光潔度，生產(chǎn)成本較高。

此外，基于對極限高低溫使用環(huán)境的要求，棱鏡座只能采用與光學(xué)玻璃線膨脹系數(shù)相近的鈦合金材料，方能保證在極端溫度條件下棱鏡堆膠合的強(qiáng)度及可靠性，且棱鏡座加工精度要求相對較高，而這種材料目前尚無法實(shí)現(xiàn)鑄造成型，只可通過冷加工方法加工，通過多次穩(wěn)定化處理以消除加工應(yīng)力，加工工序復(fù)雜、切削難度大。

裝調(diào)工藝 該彈道解算儀作為國內(nèi)首個采用脈沖激光二極管直接測距系統(tǒng)的軍用型號，在光機(jī)裝配調(diào)試方面有很高的要求。如根據(jù)國軍標(biāo)要求，左、右鏡筒倍率差要求控制在1.5%以內(nèi)，放大倍率為10倍，即要求雙筒倍率差控制在0.15倍以內(nèi)，因此批量生產(chǎn)時需要對物鏡組、目鏡組進(jìn)行嚴(yán)格配對。另外，雙望要求觀察光軸平行性為水平匯聚20′、水平發(fā)散60′、高低15′，激光測距光軸平行性優(yōu)于1′，并且目距在56～74mm連續(xù)改變的過程中保證觀察光軸、測距光軸穩(wěn)定，而不影響觀瞄、測距性能，這與以往的任何激光測距類產(chǎn)品要求不同，所有光軸都需要以鉸鏈軸回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)進(jìn)行校正。這些要求給裝配調(diào)試帶來很大的難度，需要較多的專用檢校儀器和工裝反復(fù)調(diào)校。

低功率的脈沖激光二極管直接測距系統(tǒng)射出的激光脈沖能量最高僅為固體激光測距系統(tǒng)的萬分之一，甚至到十萬分之一，因此需要通過專用的電路調(diào)試儀器、激光能量檢測儀器來嚴(yán)格控制激光發(fā)射能量及束散角，并保證激光接收信號調(diào)理電路的性能，以達(dá)到批量生產(chǎn)時產(chǎn)品的測距指標(biāo)。

編輯/王曉西