Перископ
Периско́п (греч. περισκοπέω – смотреть вокруг, осматривать), оптический прибор, обеспечивающий наблюдение за объектами или явлениями, расположенными в различных сре́дах или происходящими вне поля зрения наблюдателя, как правило выше его визуального горизонта.
Общая характеристика и ранняя история применения
Простейшая форма перископа – труба, на обоих концах которой закреплены зеркала, наклонённые относительно оси трубы под углом в 45° для изменения хода световых лучей. В более сложных конструкциях для отклонения лучей вместо зеркал используются оптические призмы, а получаемое наблюдателем изображение увеличивается с помощью системы линз. Перископ позволяет измерять горизонтальные и вертикальные углы на местности и определять расстояния до наблюдаемых объектов.
Основные характеристики перископа: увеличение изображения (кратность), ширина поля зрения, перископичность (расстояние по вертикали между центром входного отверстия прибора и оптической осью окуляра). Например, у современных перископов подводных лодок максимальная кратность увеличения может достигать 5–6 х, поле зрения составляет 50–60°, а перископичность – 15–20 м.
Прототип перископа – устройство, позволявшее смотреть поверх большой толпы, – придумал Иоганн Гутенберг в 1430-х гг. Идею применения оптической системы с зеркалами (camera lucida) для рассматривания из-под воды предметов, находящихся на её поверхности высказал французский монах Марен Мерсенн в книге «Физико-математические рассуждения», опубликованной в 1644 г. Польский астроном Ян Гевелий первым относительно подробно описал конструкцию перископа («полемоскопа») с линзами в научном труде «Селенография, или описание Луны», изданном в 1647 г., и отметил потенциальную возможность использования такого устройства для военных целей. М. В. Ломоносов в работе «Горизонтоскоп, новый оптический инструмент» (точная дата публикации неизвестна, но не позднее 1765) предложил конструкцию перископа с круглой вращающейся трубой и качающимся верхним зеркалом, что давало возможность и кругового обзора, и изменения угла зрения.
Использование перископа на подводной лодке
Начало использования перископа на подводных лодках относится к 1834 г., когда российский генерал К. А. Шильдер впервые установил на подводной лодке простейший зеркальный перископ. В 1854 г. французский изобретатель Ипполит Мари-Дави представил зеркальный морской перископ в виде вертикальной трубы, на каждом конце которой были установлены 2 зеркала под углом 45°. В 1872 г. инженер бельгийской армии П. Доденар создал более совершенный (по сравнению с зеркальным) призматический перископ. В 1886 г. французские учёные М. Гарнье и Г. Ромацотти изобрели призматический перископ с системой линз, что значительно улучшило чёткость изображения предметов. Этот неподвижный перископ (его называли «клептоскоп») длиной 1 м они установили в 1888 г. на подводной лодке «Gymnote» (с франц. – «Угорь»).
В 1902 г. американский инженер Саймон Лейк начал устанавливать перископы на построенные им подводные лодки.
Как правило, перископ является обязательным прибором любой подводной лодки и основным средством визуального наблюдения из центрального поста (рубки) подводной лодки, находящейся на перископной глубине погружения. В этом случае он состоит из следующих трёх важных механизмов и частей: трубы с оптикой, подъёмного устройства и тумбы с сальниками. Наиболее сложной по устройству является оптическая схема перископа, состоящая из верхнего и нижнего зеркал (призм), окуляра. Для удобства работы и выполнения ряда функций у перископа имеются вспомогательные устройства: дальномерные устройства, приборы для определения курсовых углов цели, светофильтры, фотокамеры, приспособления для осушки.
Обычно на отечественных подводных лодках устанавливали 2 перископа: командирский (ранее применявшееся название – перископ атаки) и универсальный (типа зенитно-навигационный). Перископ атаки служил средством целеуказания при ведении боевых действий, в том числе для наблюдения за горизонтом, обнаружения противника (цели), выработки элементов движения цели и других данных, необходимых для выхода в торпедную атаку.
С помощью зенитного перископа можно вести наблюдение за воздухом и поверхностью моря, т. е. от горизонта до зенита. Он являлся основным средством навигационного обеспечения для уточнения географических координат места корабля и обеспечения безопасности плавания подводной лодки при плавании на перископных глубинах, а также резервным средством астронавигационных измерений. На некоторых проектах подводных лодок для более точных астрономических измерений применялись специализированные оптические перископные астрокорректоры. Перископы подводных лодок военно-морских сил США и других стран до конца 20 в. подразделялись на командирский, вахтенного офицера и зенитный.
За последние десятилетия практика использования перископов подводной лодки претерпела существенные изменения: современные приборы практически не используются как средство целеуказания, их функции – обеспечение безопасности плавания подводной лодки и решение навигационных задач. С развитием микроэлектроники как российские, так и иностранные подводные лодки получили оптико-электронные (оптронные) перископы, способные за короткое время обнаружить на поверхности воды объекты в любое время суток.
Внешне оптронный перископ не отличается от традиционных. Это выдвигающаяся над ограждением боевой рубки подводной лодки телескопическая (оптронная) мачта, на вершине которой установлен оптический блок. Но внутри привычная система преломляющих изображение линз заменена на электронику. С центральным постом подводной лодки оптронный перископ связан кабельными оптоволоконными линиями, подключёнными к специальному пульту управления. Изображение с него транслируется сразу на несколько боевых постов корабля одновременно. Цифровая обработка полученных изображений позволяет улучшить их качество и чёткость.
Другой особенностью оптронного перископа является его способность за доли секунды совершить полный оборот и записать на видео всё, что происходит на поверхности: система обнаруживает и автоматически распознаёт корабли, подводные лодки, летательные аппараты противника в радиусе нескольких десятков километров, выдаёт их параметры и координаты.
В новые перископные комплексы подводных лодок (на примере российского комплекса «Парус-98») включены: визуальный оптический канал, лазерный дальномер, телевизионный дневной и ночной каналы, тепловизионный канал, система обнаружения и анализа радиолокационных сигналов, антенна с усилителем приёма сигналов спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS.
Другие варианты использования
Современные перископы представляют собой высокотехнологичные оптические устройства, которые широко применяются для осуществления эффективного, удобного наблюдения во многих областях человеческой деятельности.
В военных конфликтах на суше перископы используются при изучении противника и местности из окопов, траншей, других надёжных укрытий (долговременных сооружений, блиндажей). Речь идёт о проведении разведывательных работ с помощью «блиндажных перископов», «труб разведчика».
С развитием технологий перископ получил широкое применение в бронетанковой технике и артиллерии. Он стал обязательным элементом в комплектах вооружения танков и других боевых машин.
Благодаря своим новым функциональным возможностям перископы нашли применение как в военной, так и в других областях: медицине, научных исследованиях подводного и животного мира, спасательных операциях, туризме, отдыхе и др. Например, в медицине они используются для проведения различных видов диагностики и хирургических операций, а также для исследования внутренних органов пациента.
Некоторые модели перископов имеют встроенную камеру, позволяющую записывать видео или фотографировать. Другие перископы имеют возможность прямого подключения к компьютеру или смартфону для просмотра формируемого изображения в режиме реального времени.