シェレンフェルンロール立体管は、接眼レンズで接続され、対物レンズで離れた 2 つの潜望鏡で構成され、両目で遠くの物体を観察するための光学装置です。 ケースに入ったドイツ軍のトランペット (Scherenfernrohr mit Kasten) は軍隊によって「ウサギの耳」と呼ばれ、敵の位置を監視し、目標を指定し、距離を決定することを目的としていました。 主な用途は砲兵と歩兵の指揮所と監視所でした。 光学系は次の関係によって特徴付けられました。
10x50、つまり 50mm 対物レンズで 10 倍の倍率。 潜望鏡光学系
良好なステレオ効果を得るには、長さ約 37 cm の鋼管の中にあります。 正確な定義距離を離す場合、パイプは約 90 度の角度で離されました。 光学系の調整や距離計の目印を合わせるための調整ネジ、水準器、充電池、電球、三脚座などを同梱した。 キットには黄色のフィルター、予備の電球、レンズと接眼レンズのカバー、その他の小物が含まれていました。

収納位置では、パイプ同士の接触が減り、構造全体が、高さ 44.5 cm、幅 17.5 cm、奥行き 21.5 cm から 11 cm までの寸法を持つ特別な、多くの場合革製のケースに入れられました。ベース）。 ステレオチューブには三脚や追加のデバイスを取り付けることができます。
ドイツのステレオチューブ構造の可動ジョイントは、-20 °C の温度向けに設計された耐寒グリースで潤滑されていました。 主な表面はオリーブグリーンの色調で塗装されましたが、冬には最前線のパイプを白く塗り直すことができました（1942年、エルブルース峠では、ドイツ人は双眼鏡、距離計、スキー板だけでなく、使用するロバさえも白く塗装しました）輸送機器へ）。
これらの機器の主なメーカー (そしておそらく唯一のメーカー) は、カール ツァイス イエナでした。 メーカーコード、シリアルナンバーはケースに貼付されております
(例: 378986)、軍の注文コード (例: "H/6400")、指定
潤滑剤 (例: 「KF」) および個々のユニット上のその他のマーキング (例:
『S.F.14. ズギ。」 - シェレンフェルンロール 14 ツィーレン ギッター - 伸縮式マーキング
パイプ）。

ステレオチューブメッシュシェレンフェルンロール14

ドイツ製レンジファインダー

ステレオ伸縮距離計、基本距離は 1 メートルでした。 その興味深い特徴は、肩部に特別な三脚があり、これにより観察と測定を実行できるようになりました。 まっすぐな手。 距離計本体とそのすべてのコンポーネントは長方形の金属製の箱に保管され、三脚の部品は小さなアルミニウム製の台形ケースに保管されました。
フォーム。

レンジファインダー mod.34 (モデル 1934) 標準的な陸軍機械式光学距離計。
Entfernungsmesser 34 - 距離計自体
Gestell mit Behaelter - 三脚とケース
Stuetzplatte - ベースプレート
トラグエル - 輸送用ケース
Berichtigungslatte mit Behaelter カバー付きアライメント レール (これは「調整プレート」です)
銃と目標の間の距離、および地上または空中目標までのその他の距離を決定するのに役立ちます。
これは主に、目標までの距離が 1000 メートルを超える場合に重迫撃砲や重機関銃の距離を決定するために使用され、また他の砲兵誘導手段と組み合わせて使用​​されます。

デザイン、デバイス、 外観前作のレンジファインダー MOD とほぼ同じです。 1914年 (Entfernungsmesser 14)。
距離計の長さは 70 cm、測定範囲は 200 ～ 10,000 メートルです。 1000メートルの距離で62メートルの視野があります。

距離計は非常にシンプルで使いやすく、さらに、距離を決定する際の誤差が比較的小さいです。たとえば、次のとおりです。
4500 メートルの場合、理論上の誤差 = +/- 131 メートル、実際の誤差 = +/- 395 メートルです。
(たとえば、同時に、ソ連のイーゼルは非常にかさばり、複数の部品から構成されている立体距離計の誤差は半分しかありません。)
1 つまたは別のオブジェクトまでの距離を調べるには、メイン ウィンドウに表示されている画像と小さなウィンドウの画像を組み合わせるだけです。
距離計には、距離スケールを変更するための 2 つのローラーもあります (スケール変更率が異なります)。

距離計本体上の物体を最初に大まかに「ピッキング」するために、特別な前方照準器と照準器があります。
さらに、距離計レンズは、必要に応じて、収納位置にある場合、金属製の円筒形プレートによって汚染や機械的損傷から保護されます。 また、接眼レンズはスプリングファスナー上の特別なカバーで保護されています。

距離計キットには以下が含まれます。
- ショルダーストラップ付き距離計本体
- 距離計用キャリングケース
- 首にかけられる、ベルトとベースプレート用のケースが付いた距離計用の三脚スタンド。
-カバー付き補正プレート
キット全体は 1 人で運ばれましたが、原則として、すべてが常に測距儀上にあるわけではありませんでした (ドイツ語でメスマン [メスマン])。

連邦教育庁

州立高等専門教育機関

モスクワ州立電子工学およびオートメーション無線工学研究所 (工科大学)

コースワーク

規律によって

「測定の物理的基礎」

テーマ: 距離計

№ 学生グループパフォーマー - ES-2-08

出演者のI.O.の姓 - プルサコフA.A.

首長の姓と名前 - Rusanov K. E.

モスクワ 2010

はじめに____________________________________________________________3

2. 距離計の種類 _______________________________________________5

3. レーザー距離計_____________________________________________6

3.1. 物理的基礎測定と動作原理 ___________________8

3.2 設計上の特徴と動作原理。 種類と用途 ____12

4. 光学距離計 _____________________________________________________19

4.1. 測定の物理的基礎と動作原理 ________________21

4.1.2 固定角ねじ距離計 _______________________________________23

4.1.3 フィラメント距離計による傾斜距離の測定 __________25

4.2 設計上の特徴と動作原理 ___________________________________27

5. 結論_____________________________________________________________29

6. 書誌リスト_______________________________________30

1. はじめに

距離計- 観察者から物体までの距離を測定するために設計された装置。 測地学、写真の焦点合わせ、兵器、爆撃システムなどの照準に使用されます。

測地学- 地上での測定に関連する生産部門。 建設工事には欠かせない部分です。 測地学の助けを借りて、建物や構造物のプロジェクトが紙からミリ単位の精度で自然に転写され、材料の体積が計算され、構造物の幾何学的パラメーターの順守が監視されます。 また、発破や岩石の体積を計算するための採掘にも応用できます。

測地学の主なタスク:

測地学の多くのタスクの中で、「長期的なタスク」と「今後数年間のタスク」を選び出すことができます。

長期的なタスクには次のようなものがあります。

地球の形、大きさ、重力場の決定。

広がる 統一システム別々の国家、大陸、そして地球全体の領土を調整します。

地球の表面で測定を行う。

地形図や平面図における陸地表面積の描写。

地球の地殻ブロックの地球規模の変位の研究。

現在、ロシアにおける今後数年間の主な任務は次のとおりです。

州および地方の地籍の作成: 土地不動産、水林、都市など。

ロシアの国境の境界設定（定義）と境界設定（指定）に対する地形学的および測地学的サポート。

デジタルマッピングの分野における標準の開発と実装。

デジタルおよび電子地図とそのデータバンクの作成。

座標を自律的に決定するための衛星方式への広範な移行のための概念と国家プログラムの開発。

ロシアなどの包括的な国家地図の作成。

レーザー測距は、外国の軍事機器におけるレーザーの実用化の最初の分野の 1 つです。 最初の実験は 1961 年に遡り、現在、レーザー距離計は地上の軍事装備 (砲兵など)、航空 (距離計、高度計、目標指示器)、海軍の両方で使用されています。 この技術はベトナムと中東で実戦テストされています。 現在、数多くの距離計が世界中の多くの軍隊で採用されています。

米。 2 - レーザー照準距離計。 T72Aで初めて使用されました

2. 距離計の種類

距離計デバイスは、アクティブとパッシブに分けられます。

アクティブ：

• サウンドレンジファインダー

  ライトレンジファインダー

  レーザー距離計

受け身：

• 光学視差距離計カメラを使用した距離計）

  オブジェクトとパターンのマッチングを使用する距離計

アクティブタイプ距離計の動作原理は、距離計から送信された信号が物体までの距離を移動して戻ってくるのにかかる時間を測定することです。 信号の伝播速度 (光または音の速度) は既知であると想定されます。

パッシブタイプの距離計による距離の測定は、たとえば次のように二等辺三角形 ABC の高さ h を決定することに基づいています。 既知の政党 AB \u003d l（ベース）と反対側の鋭角b（いわゆる視差角）。 小さな角度の場合 b (ラジアンで表現)

通常、量 l または b の一方は一定で、もう一方は変数 (測定値) です。 これに基づいて、角度が一定の距離計と底面が一定の距離計が区別されます。

3. レーザー距離計

レーザー距離計 - レーザー光線を使用して距離を測定する装置。

工学測地学、地形測量、軍事航法、美食​​研究、写真撮影などで広く使用されています。

レーザー距離計は、パルスレーザー放射線検出器で構成されるデバイスです。 ビームが反射板に到達して戻ってくるのにかかる時間を測定し、光速の値を知ることによって、レーザーと反射物体との間の距離を計算することができます。

図1 レーザー距離計の最新モデル。

電磁放射線は一定の速度で伝播するため、物体までの距離を測定できます。 したがって、パルス方式の測距では、次の比率が使用されます。

どこ L- 物体までの距離、真空中の光の速度、放射線が伝播する媒体の屈折率、 tインパルスがターゲットに到達して戻ってくるまでにかかる時間です。

この関係を考慮すると、距離測定の潜在的な精度は、エネルギーパルスが物体に到達して戻ってくるまでの時間の測定精度によって決まることがわかります。 脈拍が短いほど良いことは明らかです。

3.1. 測定の物理的根拠と動作原理

距離計とターゲットの間の距離を決定するタスクは、プロービング信号とターゲットからの反射信号の間​​の対応する時間間隔を測定することに簡素化されます。 距離測定器で使用されるレーザー放射の変調の種類に応じて、距離を測定するには 3 つの方法があります。パルス、位相、または位相パルスです。 パルス方式の測距の本質は、探査パルスが対象物に送信され、それによって距離計の時間カウンターも開始されることです。 物体によって反射されたパルスが距離計に到達すると、カウンターが停止します。 時間間隔に応じて、対象物までの距離がオペレータの目の前に自動的に表示されます。 プロービング信号と反射信号の間​​の時間間隔の測定精度が 10 V -9 s に相当することがわかっている場合、このような測距方法の精度を推定してみましょう。 光の速度は 3 * 10 cm / s であると仮定できるため、距離を変えると約 30 cm の誤差が生じますが、専門家はこれで多くの実用的な問題を解決するには十分であると考えています。

位相測距法では、レーザー放射が正弦波則に従って変調されます。 この場合、放射線強度はかなりの範囲で変化します。 物体までの距離に応じて、物体に当たった信号の位相が変化します。 物体から反射された信号も、距離に応じて特定の位相で受信デバイスに到達します。 現場での運用に適した位相距離計の誤差を推定してみましょう。 専門家らは、オペレータが 1 度以内の誤差で位相を決定することは難しくないと述べています。 レーザー放射の変調周波数が 10 MHz の場合、距離測定誤差は約 5 cm になります。

動作原理によれば、距離計は幾何学的タイプと物理的タイプの2つの主要なグループに分けられます。

図2 距離計の動作原理

最初のグループは幾何学的距離計で構成されます。 このタイプの距離計による距離の測定は、たとえば、既知の辺 AB = I (底辺) と反対側の鋭角を使用して、二等辺三角形 ABC (図 3) の高さ h を決定することに基づいています。 通常、量の 1 つである I は定数で、もう 1 つは変数 (測定値) です。 これに基づいて、角度が一定の距離計と底面が一定の距離計が区別されます。 固定角度距離計は、視野内に 2 本の平行なフィラメントを備えた望遠鏡であり、等距離に分割されたポータブル レールがベースとして機能します。 距離計によって測定されるベースまでの距離は、糸の間の望遠鏡を通して見える杖の分割数に比例します。 多くの測地機器 (セオドライト、水準器など) はこの原理に従って機能します。 フィラメント距離計の相対誤差は 0.3 ～ 1% です。 固定ベースを備えたより複雑な光学式距離計は、距離計のさまざまな光学系を通過したビームによって構成される物体の画像を重ね合わせる原理に基づいて構築されています。 いずれかの光学系に配置された光学補償器を使用してアライメントを実行し、測定結果を専用のスケールで読み取ります。 ベースが 3 ～ 10 cm の単眼距離計は、写真用距離計として広く使用されています。 ベースが一定の光学距離計の誤差は、測定距離の 0.1% 未満です。

物理タイプの距離計の動作原理は、距離計から送信された信号が物体までの距離を移動して戻ってくるのにかかる時間を測定することです。 電磁放射が一定の速度で伝播する能力により、物体までの距離を決定することが可能になります。 距離測定のパルス方式と位相方式を区別します。

パルス方式では、探査パルスが対象物に送信され、距離計の時間カウンターが開始されます。 物体によって反射されたパルスが距離計に戻ると、カウンターが停止します。 内蔵マイクロプロセッサを使用して、時間間隔 (反射パルスの遅延) によって、物体までの距離が決定されます。

ここで、L は対象物までの距離、c は放射線の伝播速度、t はパルスが対象物に到達して戻ってくるまでの時間です。

米。 3 - 幾何学式距離計の動作原理
AB - ベース、h - 測定距離

位相法では、変調器 (電気信号の影響下でパラメータを変更する電気光学結晶) を使用して、放射線が正弦波則に従って変調されます。 反射された放射線は光検出器に入り、そこで変調信号が抽出されます。 物体までの距離に応じて、反射信号の位相は変調器内の信号の位相に対して変化します。 この位相差を測定することで対象物までの距離を測定します。

3.2 設計上の特徴と動作原理。 種類と用途

最初の XM-23 レーザー距離計はテストされ、軍によって採用されました。 地上軍の高度な観測所で使用するために設計されています。 その中の放射線源は、出力2.5 W、パルス幅30 nsのルビーレーザーです。 集積回路は距離計の設計に広く使用されています。 エミッター、レシーバー、および光学素子はモノブロックに取り付けられており、ターゲットの方位角と仰角を正確に報告するためのスケールが付いています。 距離計は 24V ニッケルカドミウム電池で駆動され、再充電せずに 100 回の距離測定が可能です。 同じく陸軍で採用されている別の大砲距離計には、200、600、1000、2000、3000メートルの距離を連続的にストロボすることによって、同じ直線上にある最大4つの目標の距離を同時に測定する装置があります。

スウェーデン製の興味深いレーザー距離計。 これは、艦載砲および沿岸砲の火器管制システムでの使用を目的としています。 距離計の設計は特に耐久性に優れているため、困難な状況でも使用できます。 距離計は、必要に応じて、イメージインテンシファイアまたはテレビ照準器と組み合わせることができます。 距離計の動作モードでは、2 秒ごとにどちらかの測定が可能です。 20代以内。 一連の測定の間には 20 秒間の休止があります。 または 4 秒ごと。 長い間。 デジタル距離インジケーターは、一方のインジケーターが最後に測定した距離を示すと、他の 4 つの以前の距離測定値がもう一方のインジケーターのメモリーに保存されるように機能します。

非常に成功したレーザー距離計は LP-4 です。 Qスイッチとして光学機械シャッターを搭載しています。 距離計の受信部分はオペレーターの視界にもなります。 入力光学系の直径は70mmです。 受信機はポータブルフォトダイオードで、その感度は 最大値波長1.06μmで。 メーターにはレンジストロボ回路が装備されており、オペレーターの設定に従って 200 ～ 3000 m で動作します。 光学照準器の方式では、反射パルスを受信するときにオペレーターの目をレーザーの影響から保護するために、接眼レンズの前に保護フィルターが配置されます。 エミッターとレシーバーは 1 つのハウジングに取り付けられています。 ターゲットの仰角は+25度以内で決定されます。 バッテリーは充電せずに 150 回の距離測定を可能にし、重量はわずか 1 kg です。 この距離計は、カナダ、スウェーデン、デンマーク、イタリア、オーストラリアなどの多くの国でテストされ、購入されています。 さらに、英国国防省は、重量4.4kgの改良型LP-4距離計を英国軍に供給する契約を締結した。

携帯型レーザー距離計は、歩兵部隊および前線砲兵監視員向けに設計されています。 これらの距離計の 1 つは双眼鏡の形で作られています。 放射線源と受信機は、倍率6倍の単眼照準器を備えた共通のハウジングに取り付けられており、その視野内にはLEDのライトパネルがあり、夜間でも日中でもよく識別できます。 このレーザーは放射線源としてイットリウム アルミニウム ガーネットを使用し、ニオブ酸リチウムの Q スイッチを備えています。 これにより、1.5 MW のピーク電力が得られます。 受信部には広帯域低雑音アンプを備えたデュアルアバランシェ光検出器を採用しており、わずか10V-9Wの低電力で短パルスの検出が可能です。 ターゲットのバレル内にある近くの物体から反射された誤った信号は、距離ゲート回路を使用して除去されます。 電源は小型の充電式バッテリーで、充電せずに 250 回の測定が可能です。 距離計の電子ユニットは集積回路およびハイブリッド回路で作られているため、電源と合わせて距離計の質量を 2 kg まで増やすことが可能になりました。

戦車へのレーザー距離計の設置は、外国の軍事兵器開発者にすぐに興味を持たせました。 これは、戦車の射撃管制システムに距離計を導入することが可能であり、それによって戦闘能力が向上するという事実によるものです。 このために、AN / VVS-1 距離計が M60A 戦車用に開発されました。 ただし、戦車の射撃管制システム計算機のデジタル ディスプレイに距離データを表示することに加えて、ルビーのレーザー砲距離計と設計は変わりませんでした。 この場合、射程距離測定は砲手と戦車長の両方が行うことができます。 距離計動作モード - 1 時間あたり 15 回の測定。 外国の報道機関は、後に開発されたより高度な距離計の射程距離は 200 ～ 4700 メートルであると報じています。 + 10 m の精度があり、戦車の射撃管制システムにコンピューターが接続されており、他のデータとともにさらに 9 種類の弾薬データが処理されます。 開発者によれば、これにより、最初のショットでターゲットを攻撃することが可能になります。 戦車砲の射撃管制システムには、先ほど検討した距離計のような類似物がありますが、さらに 7 つの感覚センサーと光学照準器が含まれています。 コベルド施設の名前。 報道によると、この装置は標的に命中する可能性が高く、この設置の複雑さにも関わらず、選択されたショットの種類に対応する位置に弾道メカニズムが切り替わり、レーザー距離計のボタンを押すとのことです。 移動する目標に向けて発砲する場合、砲手は射撃管制インターロック スイッチをさらに下げ、目標を追跡するときに砲塔旋回速度センサーからの信号がタコメーターの後ろを通ってコンピューティング デバイスに送信され、機関からの信号の生成に役立ちます。 コベルド システムの一部であるレーザー距離計を使用すると、位置合わせされた 2 つのターゲットまでの距離を同時に測定できます。 このシステムは即効性があるため、最短時間で撮影できます。

グラフを分析すると、レーザー距離計とコンピューターを備えたシステムを使用すると、計算された目標に近い目標を命中する確率が得られることがわかります。 グラフは、移動するターゲットに命中する可能性がどのくらい高いかも示しています。 静止ターゲットの場合、使用時の命中確率 レーザーシステムステレオ距離計を備えたシステムを使用した場合の命中確率と比較すると、約 1000 メートルの距離では大きな違いはなく、1500 メートル以上の距離でのみ感じられ、移動する目標の場合、そのゲインは明らかです。 レーザー システムを使用した場合に移動ターゲットに命中する確率は、すでに 100 m の距離にあるステレオ距離計を備えたシステムを使用した場合に命中する確率と比較して、3.5 倍以上増加していることがわかります。ステレオ距離計を備えたシステムが事実上無効になる2000メートルの距離では、レーザーシステムは最初のショットから約0.3の撃破確率を提供します。

軍隊では、大砲や戦車に加えて、レーザー距離計は、短時間で高精度に距離を測定する必要があるシステムで使用されます。 そこで、報道では、空中目標を追跡し、目標までの距離を測定する自動システムが開発されたと報告されました。 このシステムにより、方位角、高度、距離を正確に測定できます。 データは磁気テープに記録され、コンピュータで処理できます。 このシステムはサイズも重量も小さく、移動バンに搭載されます。 このシステムには、赤外線範囲で動作するレーザーが含まれています。 赤外線テレビカメラ受信機、テレビモニター、サーボワイヤートラッキングミラー、デジタルディスプレイ、レコーダー。 ネオジム ガラス レーザー デバイスは Q スイッチ モードで動作し、波長 1.06 μm でエネルギーを放射します。 放射パワーはパルスあたり 1 MW、持続時間は 25 ns、パルス繰り返し率は 100 Hz です。 レーザービームの発散は10mradです。 チャネルの使用状況を追跡する 各種光検出器。 受信機にはシリコンLEDを使用しています。 追跡チャネルでは、4 つのフォトダイオードで構成される回折格子が使用され、ターゲットが方位角と仰角で視線の軸から離れると不一致信号が生成されます。 各受信機からの信号は、対数応答と 60 dB のダイナミック レンジを備えたビデオ アンプに供給されます。 システムがターゲットを監視する最小しきい値信号は 5 * 10V-8W です。 ターゲット追跡ミラーは、サーボモーターによって方位角と仰角方向に駆動されます。 追跡システムを使用すると、最大 19 km 離れた空中目標の位置を特定できます。 一方、実験的に決定されたターゲット追跡の精度は 0.1 mrad です。 ターゲットの方位角と仰角で 0.2 mrad。 距離測定精度+15cm。

ルビーおよびネオジムガラスのレーザー距離計は、パルス繰り返し率が低いため、静止している物体またはゆっくりと移動する物体までの距離を測定できます。 1 ヘルツを超えないこと。 短い距離を測定する必要があるが、測定サイクルの頻度が高い場合は、半導体レーザーエミッターを備えた位相距離計が使用されます。 原則として、ガリウムヒ素を原料として使用します。 これは距離計の 1 つの特性です。出力電力はパルスあたり 6.5 W、パルスの持続時間は 0.2 μs、パルス繰り返し率は 20 kHz です。 レーザービームの発散は 350*160 mrad です。 花びらに似ています。 必要に応じて、ビームの発散角を 2 mrad まで減らすことができます。 受信機は光学システムで構成され、その焦点面は受信機の視野を目的のサイズに制限する絞りです。 視準は、絞りの後ろに配置された短焦点レンズによって実行されます。 動作波長は0.902ミクロン、範囲は0～400mです。 報道によると、これらの特性は後の設計で大幅に改善されました。 したがって、たとえば、1500mの範囲のレーザー距離計がすでに開発されています。 距離測定精度 + 30m。 この距離計の繰り返し率は 12.5 kHz、パルス幅は 1 μs です。 米国で開発された別の距離計は、30～6400メートルの範囲を持っています。 パルスパワーは100W、パルス繰り返し率は1000Hzです。

数種類の距離計が使用されるため、レーザー システムは個別のモジュールの形で統合される傾向があります。 これにより、組み立てが簡素化されるだけでなく、動作中の個々のモジュールの交換も簡素化されます。 専門家によると、レーザー距離計のモジュール設計により、現場で最大限の信頼性と保守性が提供されます。

エミッタ モジュールは、ロッド、ポンプ ランプ、照明器、高電圧変圧器、および共振器ミラーで構成されます。 高品質のモジュレーター。 放射線源としては、通常、ネオジム ガラスまたはアルミニウム ナトリウム ガーネットが使用され、冷却システムなしで距離計の動作が保証されます。 頭部のこれらすべての要素は、硬い円筒形の本体の中に配置されます。 ヘッドの円筒形本体の両端のシートを精密に機械加工することにより、追加の調整なしで迅速な交換と取り付けが可能になり、メンテナンスと修理が容易になります。 光学系の初期調整には、円筒体の軸に垂直にヘッドの慎重に機械加工された表面に取り付けられた参照ミラーが使用されます。 拡散型照明装置は、一方が他方に入る 2 つの円筒で構成されており、その壁の間には酸化マグネシウムの層があります。 Q スイッチは、継続的に安定した動作を行うか、高速スタートでパルス動作するように設計されています。 統合ヘッドの主なデータは次のとおりです。波長 - 1.06 μm、ポンプエネルギー - 25 J、出力パルスエネルギー - 0.2 J、パルス持続時間 25 ns、パルス繰り返し率 0.33 Hz（12 秒）、周波数 1 Hz での動作は許可されます)、発散角は 2 mrad です。 内部ノイズに対する感度が高いため、フォトダイオード、プリアンプ、電源は同一筐体内に可能な限り高密度に配置されており、一部のモデルではすべてが単一のコンパクトなユニットにまとめられています。 これにより、-8 ワットで 5 * 10 程度の感度が得られます。

アンプには、パルスが最大振幅の半分に達した瞬間に作動するしきい値回路があり、入力パルスの振幅の変動の影響が軽減されるため、距離測定器の精度の向上に役立ちます。 開始信号と停止信号は同じ光検出器によって生成され、同じ経路をたどるため、系統的な測距誤差が排除されます。 光学系は、レーザー光の発散を抑えるためのアフォーカル望遠鏡と光検出器用の集光レンズで構成されています。 フォトダイオードのアクティブエリアの直径は 50、100、および 200 μm です。 受信光学系と送信光学系が組み合わされ、中央部分が送信機の放射を形成するために使用され、周辺部分がターゲットから反射された信号を受信するために使用されるという事実によって、サイズの大幅な小型化が促進されます。

4.光学距離計

光学距離計は、物体 (ターゲット) を視覚的に照準する距離計のグループの一般名であり、その動作は幾何 (ビーム) 光学の法則の使用に基づいています。 光学距離計が一般的です。一定の角度と遠隔ベースを備えています (たとえば、セオドライト、水平器などの多くの測地機器によって提供されるフィラメント距離計)。 一定の内部ベースを備えたもの - 単眼（写真用距離計など）と双眼（立体視用距離計）。

光学距離計 (光距離計) - 光放射 (光) が測定距離を移動するのにかかる時間によって距離を測定する装置。 光学距離計には、光放射源、そのパラメータを制御する装置、送信および受信システム、光検出器、および時間間隔を測定する装置が含まれています。 光学距離計は、放射線が物体から遠ざかって戻ってくるまでの時間を決定する方法に応じて、パルスと位相に分けられます。

米。 4 - 最新の光学距離計

図5 光学距離計タイプ「シーガル」

距離計では、ラインの長さ自体が測定されるのではなく、ラインの長さが関数となる他の値が測定されます。

前述したように、測地学では 3 種類の測距儀が使用されます。

光学式（幾何学的タイプの距離計）、

電気光学（光距離計）、

無線工学（無線測距儀）。

4.1. 測定の物理的根拠と動作原理

米。 6 光学距離計の幾何学的スキーム

距離 AB を求める必要があるとしましょう。 光学距離計を点 A に配置し、線 AB に垂直な点 B にレールを配置します。

l - レール GM のセグメント、
φ - このセグメントが点 A から見える角度。

三角形 AGB から次の結果が得られます。

D=1/2*ctg(φ/2) (4.1.1)

D = l * сtg(φ) (4.1.2)

通常、角度 φ は小さい (最大 1°) ため、関数 Ctgφ の展開を直列に適用することで、式 (4.1.1) は (4.1.2) の形に簡略化できます。 これらの式の右側には、距離 D が関数となる 2 つの引数があります。 引数の 1 つが定数値を持つ場合、距離 D を求めるには、1 つの値のみを測定するだけで十分です。 どの値 (φ または l) を一定とするかに応じて、角度が一定の距離計と基底が一定の距離計が存在します。

角度が一定の距離計では、セグメント l が測定され、角度 φ は一定です。 それは透視角度と呼ばれます。

一定基底を備えた距離計では、視差角と呼ばれる角度 φ が測定されます。 セグメント l は一定の既知の長さを持ち、基底と呼ばれます。

4.1.2 等角ねじ距離計

望遠鏡の糸のグリッドでは、原則として、糸のグリッドの中心の両側に、そこから等距離に位置する 2 本の追加の水平方向の糸があります。 これらは距離計のネジ山です (図 7)。

外部焦点を使用して、ケプラー管内の距離計用フィラメントを通過する光線の経路を描画してみましょう。 デバイスはポイント A の上に設置されます。 点 B には、パイプの視線に対して垂直にレールが設置されています。 点Aと点Bの間の距離を求めます。

米。 7 - 距離計のネジ

距離計スレッドの点 m と g からの光線のパスを構築しましょう。 点 m​​ と g から光軸に平行に進む光線は、対物レンズで屈折した後、前焦点 F でこの軸を横切り、レールの点 M と G に入ります。 点Aから点Bまでの距離は次のようになります。

D = l/2 * Ctg(φ/2) + frev + d (4.1.2.1)

ここで、d はレンズの中心からセオドライトの回転軸までの距離です。
f 約 - レンズの焦点距離。
l はレール上のセグメント MG の長さです。

(f about + d) から c を表し、値 1/2 * Ctg φ/2 - C を表すと、

D = C * l + c。 (4.1.2.2)

定数 C はレンジファインダー係数と呼ばれます。 Dmより「OF:

Ctg φ / 2 \u003d ОF / m "O; m" O \u003d p / 2 (4.1.2.3)

Ctg φ/2 = (fob*2)/p、(4.1.2.4)

ここで、p は測距スレッド間の距離です。 次に次のように書きます。

C \u003d fについて/ p。 (4.1.2.5)

距離計係数は、レンズの焦点距離と距離計フィラメント間の距離の比に等しい。 通常、係数 C は 100 とされ、Ctg φ / 2 = 200 および φ = 34.38 インチとなります。C = 100 および fob = 200 mm では、ねじ間の距離は 2 mm です。

4.1.3 フィラメント距離計による傾斜距離の測定

距離ABを測定するときのパイプJKの視線が傾斜角νを持ち、線分lがレールに沿って測定されるとします（図8）。 レールがパイプの視線に対して垂直に設置されている場合、傾斜距離は次のようになります。

D = l 0 * C + c (4.1.3.1)

l 0 = l*Cos ν (4.1.3.2)

D = C*l*Cosν + c。 (4.1.3.3)

線 S の水平距離は Δ JKE から決定されます。

S = D*Cosν (4.1.3.4)

S= C*l*Cos2v + c*Cosv。 (4.1.3.5)

米。 8 - フィラメント距離計による傾斜距離の測定

計算の便宜上、第 2 項を c*Cos2ν に等しいものとします。 c 値は小さい (約 30 cm) ため、このような置換によって計算に目立った誤差が生じることはありません。 それから

S = (C * l + c) * Cos 2 ν (4.1.3.6)

S = D"* Cos2v (4.1.3.7)

通常、値 (C * l + c) を測距距離と呼びます。 差 (D" - S) を ΔD で表し、それを地平線までの縮小の補正と呼びます。

S = D" – ΔD (4.1.3.8)

ΔD = D" * Sin 2 ν (4.1.3.9)

角度 ν はセオドライトの垂直円によって測定されます。 ただし、補正ΔDは考慮されていません。 フィラメント距離計による距離測定の精度は、通常、1/100 ～ 1/300 の相対誤差によって推定されます。

通常のフィラメント距離計に加えて、光学式二重像距離計もあります。

4.2 設計上の特徴と動作原理

パルス光距離計では、ほとんどの場合、放射線源はレーザーであり、その放射線は短パルスの形で形成されます。 ゆっくりと変化する距離を測定するには単一パルスが使用され、急速に変化する距離にはパルス放射モードが使用されます。 固体レーザーでは最大 50 ～ 100 Hz、半導体レーザーでは最大 104 ～ 105 Hz の放射パルスの繰り返し速度が可能です。 固体レーザーにおける短い放射パルスの形成は、機械式、電気光学式、または音響光学式シャッター、またはそれらの組み合わせによって実行されます。 注入レーザーは注入電流によって制御されます。

位相光距離計では、白熱灯またはガス灯、LED、およびほぼすべての種類のレーザーが光源として使用されます。 LED を備えた光学式距離計は、最大 2 ～ 5 km の範囲を提供します。ガスレーザーの場合、物体上の光学反射板を使用する場合は最大 100 km、物体からの拡散反射を使用する場合は最大 0.8 km の範囲を提供します。 同様に、半導体レーザーを使用した光学距離計は、15 km と 0.3 km の範囲を提供します。 位相光範囲の放射では、干渉、音響光学、および電気光学変調器によって変調されます。 共振器および導波路マイクロ波構造に基づく電気光学変調器は、マイクロ波位相光学距離計で使用されます。

パルス光距離計では通常、光検出器としてフォトダイオードが使用されますが、位相光距離計では光電子増倍管によって光検出が行われます。 光学式距離計の受光経路の感度は、光学式ヘテロダインを使用することで数桁増加できます。 このような光学距離計の動作範囲は、送信レーザーのコヒーレンス長によって制限されますが、最大 0.2 km までの物体の動きや振動を記録することが可能です。

時間間隔の測定は、パルス計数法によって行われることがほとんどです。

5。結論

距離計 - 長距離の距離を測定するのに最適なデバイスです。 現在、レーザー距離計は地上でも使用されています 軍事装備航空でも海軍でも。 数多くの距離計が世界中の多くの軍隊で採用されています。 また、距離計は狩猟に欠かせないものとなっており、ユニークで非常に便利です。

6. 書誌リスト

1. ゲラシモフ F.Ya.、ゴヴォルキン A.M. 簡単な地形学および測地学の辞書 - 参考書、1968 年; M ネドラ

光学と距離計の初級コース、Voenizdat、1938、136 p。

軍事用光学機械装置、オボロンプロム、1940 年、263 ページ。

4. 光学機器のインターネットショップ。 レーザー距離計の動作原理。 URL: http://www.optics4you.ru/article5.html

ハイパーテキスト形式の教科書の電子版
「測地学」という学問で。 URL: http://cheapset.od.ua/4_3_2.html レンジファインダー 抄録 >> 地質学

K と f + d = c の場合、 D = K n + c が得られます。ここで、K は係数です 距離計そして c は定数です 距離計。 米。 8.4. 糸 距離計: a) - スレッドのネットワーク。 b) - ...レベルを決定するためのスキーム。 デバイス技術的なレベル。 状況に応じて、 デバイス適用済み...

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親愛なる同僚の皆さん、主人公は「砲兵将校」なので、この謙虚な使用人は、第一次世界大戦が始まる直前の時期の火器管制の問題について少し理解する必要がありました。 予想どおり、質問は非常に複雑であることが判明しましたが、それでもいくつかの情報を収集することができました。 この資料は、完全かつ包括的であるとは決して主張しておらず、私が現在持っているすべての事実と推測をまとめようとする試みにすぎません。

砲撃の特徴を理解するために「指で」試してみましょう。 銃をターゲットに向けるには、照準器 (垂直方向の指向角) とリアサイト (水平方向の指向角) を正しく設定する必要があります。 本質的に、正しい照準器と後部照準器の設置は、砲兵のあらゆる巧みな科学にかかっています。 しかし、言うは易く行うは難し。

最も単純なケースは、銃が静止して平地に立っていて、同じ静止ターゲットを攻撃する必要がある場合です。 この場合、銃身がターゲットを直接見るように銃を向けて（そして正しい後部照準器が得られます）、ターゲットまでの正確な距離を知るだけで十分であるように思われます。 次に、砲兵テーブルを使用して仰角 (照準) を計算し、砲とブームにそれを与えることができます。 目標を達成しましょう。

実際には、もちろんそうではありません。ターゲットが十分に離れている場合は、風、空気の湿度、銃の磨耗、火薬の温度などを補正する必要があります。 など - そして、これらすべてを行った後でも、ターゲットが大きすぎない場合は、発射体の形状と重量、および装薬の重量と品質にわずかな誤差があるため、大砲から適切にえぐり出す必要があります。 、それでもヒットの既知の広がり (楕円散乱) が発生します。 しかし、一定数の発射体を発射すれば、統計の法則に従って、最終的には確実に標的に命中します。

しかし、補正の問題はひとまず脇に置いて、兵器と標的を真空の球状の馬として考えてみましょう。 射撃が完全に平らな面で行われ、常に同じ湿度があり、風が吹いていない、銃が原理的に燃え尽きない材料でできている、などと仮定します。 等々。 この場合、静止したターゲットに向けて静止した銃から発砲する場合、ターゲットまでの距離を知るだけで十分です。これにより、垂直照準の角度 (照準) とターゲットへの方向 (照準) がわかります。

しかし、ターゲットや武器が静止していない場合はどうなるでしょうか? 例えば海軍ではどうでしょうか？ 大砲は、一定の速度でどこかを移動している船に設置されています。 彼の目標は、嫌なものですが、静止することはなく、我々のコースに対してまったくあらゆる角度から進む可能性があります。 そして、どんなスピードであっても、船長の頭の中にだけ浮かんだものです。 じゃあ何？

敵は空間内で移動しており、私たちがターボレーザーから射撃していないという事実を考慮すると、即座に 的を打つ、そして、発射物がターゲットに到達するまでに時間がかかる銃からは、リードを作る必要があります。 射撃時に敵艦がいる場所ではなく、こちらの発射体が接近するまでに 20 ～ 30 秒後に敵艦がいるであろう場所を撃ってください。

これも簡単そうに見えますが、図を見てみましょう。

私たちの船は点 O にあり、敵の船は点 A にいます。点 O にいるときに、私たちの船が大砲で敵を撃つと、発射体が飛んでいる間に敵の船は点 B に移動します。発射体の飛行中に、次のことが変化します。

1. 目標船までの距離 (OA でしたが、OB になります)。
2. ターゲットに対する方位（S角でしたがD角になります）

したがって、視力の矯正を決定するには、セグメントＯＡとＯＢの長さの差、すなわち距離変化量（以下、ＶＩＲ）を知るだけで十分である。 そして、リアサイトの補正を決定するには、角度 S と D の差を知るだけで十分です。 ベアリングの変化の値

1. 目標船までの距離 (OA);
2. ターゲット方位 (角度 S);
3. 対象コース
4. 目標速度。

ここで、VIR と VIP の計算に必要な情報がどのように取得されたかを考えてみましょう。

1. 目標船までの距離 - 明らかに距離計による。 そしてさらに良いのは、複数の距離計、できれば少なくとも3つです。 次に、最も逸脱した値を破棄し、他の 2 つの値から算術平均を求めることができます。 複数の距離計を使用して距離を測定する方が明らかに効率的です。

2. ターゲットの方位（必要に応じて、方位角） - 「指の半分の天井」の精度で分度器によって決定されますが、より正確な測定のためには、照準器 - を備えた装置があることが望ましいです。高品質の光学系により、方位角の目標を非常に正確に決定できる (含む)。 中央照準を目的とした照準器の場合、目標艦の位置は砲の後部照準器の 1 ～ 2 区画の誤差で決定されました (つまり、90 kbt の距離での距離の 1 ～ 2000 分の 1)。船の位置は 30 メートルの精度で測定されました）

3. 対象コース。 このためには、算術計算とそれに割り算を適用した特殊な砲兵用双眼鏡がすでに必要でした。 それは次のように行われました - まずターゲットの船を特定する必要がありました。 その長さを覚えておいてください。 そこまでの距離を測ります。 船の長さを、指定された距離における砲兵用双眼鏡の分割数に変換します。 それらの。 計算してください: 「この船の長さは 150 メートルです。70 kbt の場合、長さ 150 メートルの船は砲兵用双眼鏡の 7 区画を占有するはずです。」 その後、砲兵双眼鏡で船を見て、実際にそこに何個師団を占めているかを判断します。 たとえば、船が 7 つのスペースを占めている場合、これは船の側面全体がこちらを向いていることを意味します。 そして、それが小さい場合（たとえば、5分割）、これは、船が何らかの角度で私たちの方向に位置していることを意味します。 繰り返しますが、計算はそれほど難しくありません。船の長さ (つまり、斜辺 AB、この例では 7) がわかっていて、美術用双眼鏡を使ってその投影の長さを決定すれば (つまり、図の脚 AC)例は長さ 5)、角度 S を計算することは命がけです。

唯一付け加えておきたいのは、砲兵用双眼鏡の役割は同じ照準器で実行できるということです。

4. 目標速度。 さて、それはさらに困難でした。 原則として、速度は（適切な精度で）「目で」推定できますが、もちろん、より正確になる可能性があります。ターゲットまでの距離とそのコースがわかれば、ターゲットを観察して角変位速度を決定できます。 - つまり ターゲットに対する方位がどれだけ早く変化するか。 さらに、船の移動距離 (ここでも、直角三角形ほど複雑なものは考慮する必要はありません) とその速度が決定されます。

しかし、ここで、たとえば、目標の船を視界内で観察することで VIP の変化を簡単に測定できるのに、なぜすべてをそれほど複雑にする必要があるのか​​と疑問に思うことがあります。 しかし、ここで問題となるのは、VIP の変化は非線形であるため、現在の測定データはすぐに古くなってしまうということです。

次の質問は、火災管制システム (FCS) に何を求めるかということです。 しかし、なんと。

SLA は次のデータを受信する必要があります。

1. 敵の目標船までの距離と方位。
2. 自船の針路と速度。

同時に、当然のことながら、データは常にできるだけ早く更新される必要があります。

1. 敵の目標船の針路と速度。
2. 針路/速度を船 (自船と敵船) の動きのモデルに変換し、それを利用して船の位置を予測します。
3. VIR、VIP、発射体の飛行時間を考慮した発射リード。
4. 鉛を考慮した照準器と後部照準器（あらゆる種類の補正（火薬の温度、風、湿度など）を考慮）。

FCS は照準器と後部照準器を司令塔 (中央ポスト) の装備装置から大砲に移し、銃を持った砲手の機能を最小限にする必要があります (理想的には、砲自体の照準器はまったく使用されません)。 ）。

SLA は、上級砲兵が選択した時間に、上級砲兵が選択した砲を一斉射撃することを保証しなければなりません。

砲火管制装置は 1910 年に N.K. に設置されました。 ガイスラー&K

これらはロシアの弩級戦艦 (バルト海と黒海の両方) に設置され、さまざまな目的のための多くの機構が組み込まれていました。 すべてのデバイスは、送信 (データが入力される) と受信 (データを送信する) に分けることができます。 それらに加えて、残りの動作を保証する多くの補助装置がありましたが、それらについては説明しません。主なものをリストします。

距離計の測定値を送信するための機器

Givers - 距離計のキャビン内にあります。 これらには、ケーブルの半分の精度で 30 ～ 50 kbt、ケーブル 1 本の場合は 50 ～ 75 kbt、ケーブル 5 本の場合は 75 ～ 150 kbt の距離を設定できるスケールがありました。 オペレータはレンジファインダーを使用して範囲を決定し、適切な値を手動で設定します。

司令塔と CPU にある受信機は、与える側とまったく同じダイヤルを持っていました。 送信側デバイスのオペレータが特定の値を設定すると、その値は受信側デバイスのダイヤルに即座に反映されます。

目標の方向や信号を伝達する装置

かなり面白い装置で、その任務は発砲する船を示すことであり（決してこの船の方位ではない）、攻撃の種類について「射撃/攻撃/ゼロ調整/一斉射撃/速射」の命令が与えられた。

与える装置は司令塔にあり、受け取る装置は各砲室砲にあり、各塔に 1 つずつありました。 それらは距離計の測定値を送信するための機器と同様に機能しました。

装置全体（水平方向の視界を伝達する装置）

ここから曖昧さが始まります。 与える装置については、多かれ少なかれすべてが明らかです。それらは司令塔に設置され、照準器の区画に対応する 140 区画のスケールを持っていました (すなわち、1 区画 - 距離の 1/1000)。受信装置は配置されました。銃の照準器に直接。 システムは次のように機能しました。司令塔（CPU）の与え装置のオペレーターがスケールに特定の値を設定しました。 したがって、受信装置にも同じ値が表示され、その後、砲手の任務は、銃の水平照準が装置上の矢印と一致するまで照準機構を回転させることでした。 すると - 透かし彫りのようで、銃は正しく向けられています

この装置は水平照準器の角度を提供せず、鉛の補正のみを提供したのではないかという疑いがあります。 検証されていない。

照準器の高さを転送するための装置

最も複雑なユニット

供給装置は司令塔 (CPU) にありました。 ターゲットまでの距離と VIR (誰かが忘れた場合は距離の変化量) に関するデータが手動でデバイスに入力され、その後、デバイスはそこにある何かをクリックして、現時点でのターゲットまでの距離を出し始めました。 それらの。 デバイスは距離から VIR を独自に加算/減算し、この情報を受信デバイスに送信します。

受信装置および受信装置全体は銃の照準器に取り付けられていました。 しかし、彼らに現れたのは距離ではなく、光景でした。 それらの。 照準器の高さを伝達する装置は、距離を照準器の角度に独立して変換し、それを銃に与えました。 プロセスは継続的に実行されていました。 それぞれの瞬間において、受信装置の矢印は現時点での実際の光景を示していました。 さらに、このシステムの受信装置で（いくつかの偏心器を接続することにより）補正を行うことが可能でした。 それらの。 たとえば、銃が激しく発砲され、その射程が、新しいものと比較して、たとえば3kbt低下した場合、適切な偏心器を取り付けるだけで十分です - 今、与えられた装置から送信される照準の角度に合わせて、特にこの銃では、3 本のケーブルのアンダーシュートを補正するために角度が追加されました。 これらは各銃の個別の修正でした。

まったく同じ原理で、火薬の温度の調整（地下室の温度と同じように行われました）や、「訓練/戦闘/実践」の装薬/発射体の種類の調整を導入することができました。

しかし、それだけではありません。

実際のところ、照準器の設置精度は「北極星の方位に合わせて調整された路面電車の停留所のプラスマイナス」で、目標までの距離と VIR のサイズの両方で間違いを犯しやすかったのです。 特別な皮肉また、距離計からの距離には常に既知の遅延が伴うという事実も含まれていました。 実際のところ、距離計は測定開始時に物体までの距離を測定しました。 しかし、この範囲を決定するには、「写真を組み合わせる」などの多くの操作を実行する必要がありました。 これには時間がかかりました。 特定の距離を報告し、その値を指定デバイスに設定して距離計の測定値を送信するには、さらに時間がかかりました。 したがって、さまざまな情報源によると、上級砲兵士官は、距離計の測定値を送信するための受信装置で現在の距離ではなく、ほぼ1分前の距離を見たということです。

したがって、照準の高さを伝達するための装置は、上級砲兵にこれに関する最も幅広い機会を与えました。 デバイスの動作中はいつでも、VIR の範囲またはサイズの補正を手動で入力することができ、デバイスは補正が入力された瞬間からすでにそれを考慮して計算を続けました。 デバイスを完全にオフにして、照準値を手動で設定することが可能でした。 そして、「ジャーク」によって値を設定することも可能でした。 たとえば、デバイスが 15 度の照準を示している場合、砲弾が落ちるのを待たずに、射程や VIR 補正を導入することなく、14 度、15 度、16 度で 3 回連続で一斉射撃を行うことができます。マシンの初期設定が失われることはありません。

そして最後に

遠吠えと鳴き声

与える装置は司令塔 (CPU) とハウラー自体にあり、各銃に 1 つあります。 消防管理者が一斉射撃をしたいときは、対応する回路を閉じ、砲手は銃に向かって発砲します。

残念ながら、1910 年モデルの Geisler を本格的な SLA として語ることは絶対に不可能です。 なぜ？

1. ガイスラーの OMS には目標の方位を決定する装置がありませんでした (照準器がありませんでした)。
2. 進路と目標船の速度を計算できる機器はありませんでした。 そのため、（距離計の測定値を送信する装置から）距離を受信し、即席の手段でその距離の方位を決定した後、その他すべてを手動で計算する必要がありました。
3. また、自分の船の針路と速度を決定するための計器もありませんでした。それらも「即席の手段」で入手する必要がありました。つまり、ガイスラーのキットには含まれていませんでした。
4. VIR と VIP を自動計算するデバイスはありませんでした。 自分の船と目標のコース/速度を受信して​​計算した後、VIR と VIP の両方を手動で計算する必要がありました。

したがって、照準の高さを自動的に考慮する非常に高度なデバイスが存在するにもかかわらず、ガイスラーの OMS には依然として非常に高度な要求が必要でした。 多数の手計算 - そしてそれは良くありませんでした。

ガイスラーの SLA は、砲手による照準器の使用を除外していませんし、除外することもできませんでした。 事実は、自動照準高さによって照準が計算されたということです...もちろん、船が均等なキールにあるときの瞬間です。 そして、船はピッチとロールの両方を経験します。 そして、Geisler の SLA はそれをまったく考慮しておらず、まったく考慮していませんでした。 したがって、真実と非常によく似た仮定がありますが、砲手の任務には先端のそのような「ひねり」が含まれており、それによって船の縦揺れを補うことが可能になります。 305 mm 砲を手動で「安定化」できるかどうかには疑問がありますが、常に「ひねる」必要があることは明らかです。 また、ガイスラーの FCS が水平照準角を送信せず、先頭のみを送信したという私の考えが正しければ、各砲の砲手は独立して水平面内で砲の照準を定め、上からの命令に応じて先頭をとっただけということになります。

ガイスラーのSLAは一斉射撃を許可した。 しかし上級砲兵は一斉射撃を行うことができなかった。 発砲の合図を出す、同じではありません。 それらの。 絵を想像してみてください - 「セヴァストポリ」の4つの塔、それぞれの砲手が照準器を「ひねり」、ピッチングを補います。 突然 - ハウラー！ 誰かが正常な視力を持っていて、彼は発砲します、そして誰かがまだそれを台無しにしていない、彼はそれをひねって発砲します...そして2〜3秒の差が砲弾の分散を大幅に増加させます。 したがって、信号を与えることは、1 回限りの一斉射撃を受けることを意味するものではありません。

しかし、ガイスラーの OMS が本当にうまく機能したのは、司令塔の送信装置から砲の受信装置へのデータの転送でした。 ここでは問題はなく、システムは非常に信頼性が高く、高速であることがわかりました。

言い換えれば、1910 年モデルのガイスラー装置は OMS というよりも、グラバートから銃にデータを送信する手段でした (照準器の高さの自動計算の存在により、ガイスラーに帰属させる権利が与えられますが) OMS に送信します)。

エリクソンの MSA には照準装置が登場しましたが、それは水平照準角を与える電気機械装置に接続されていました。 したがって、照準器の回転により、銃の照準器上の矢が自動的に移動したようです。

エリクソンの MSA には 2 人の中央砲手がいました。そのうちの 1 人は水平照準に従事し、2 人目は垂直照準に従事していました。投球角度を考慮に入れたのは彼ら (砲手ではなく) でした。この角度は常に測定され、射程距離に追加されました。均等なキールで照準角度を調整します。 したがって、砲手は照準器と後部照準器が照準器の矢印の値に一致するように銃をひねるだけで済みました。 砲手は照準器を覗く必要がなくなりました。

一般的に、手動で銃を安定させて投球に「追いつく」のは奇妙に見えます。 別の原理、つまり船が均等なキールにあるときに回路を閉じて発砲する装置を使用すると、問題を解決するのがはるかに簡単になります。 ロシアでは、振り子の動作に基づいたピッチング制御装置がありました。 しかし残念なことに、それらにはかなりの誤差があり、砲撃には使用できませんでした。 実を言うと、ドイツ人がそのような装置を持ったのはユトランド半島以降であり、エリクソンは依然として「手動安定化」よりも悪くない結果をもたらしました。

一斉射撃は新しい原則に従って実行されました。塔の砲手は準備ができたら特別なペダルを踏み、上級砲手は塔と同じように司令塔（CPU）で自分のペダルを踏んで回路を閉じました。準備ができていました。 それらの。 ボレーは本当に一回限りになりました。

エリクソンが VIR と VIP を自動計算する装置を持っていたかどうかはわかりません。 しかし、確かに知られているのは、1911年から1912年の時点です。 エリクソンの OMS は悲劇的に準備が整っていませんでした。 送信側デバイスから受信側デバイスへの送信メカニズムがうまく機能しませんでした。 このプロセスにはガイスラーの OMS よりもはるかに長い時間がかかりましたが、不一致が常に発生しました。 ロール制御装置の作動が遅すぎたため、中央砲手の照準器と後部照準器がロールに「追いつけず」、それに応じて射撃の精度が低下した。 何をすべきだったのでしょうか？

ロシア 帝国艦隊かなりオリジナルな道を歩みました。 ガイスラー システム、モデル 1910 は最新の戦艦に搭載されており、FCS には照準高度計算装置しかなかったため、エリクソンの FCS が思い浮かぶまでは待たずに新しいものを購入しようとしないことに決められたようです。 FCS（たとえば英国製）は完全にサポートされていますが、不足しているデバイスを取得/思い出させ、それらを使ってガイスラーシステムを単純に補完するためです。

興味深いシーケンスが対馬のセルグ氏によって与えられています。 http://tsushima.su/forums/viewtopic.php?id=6342&p=1

1月11日、MTKはセヴァフにエリクソンシステムを導入することを決定した。
5月12日 エリクソンは準備ができていないため、ガイスラーと契約を結ぶ。
9月12日、追加の機器の設置に関する契約がエリクソンと締結された。
9月13日 エリクソンは花粉とAVPガイスラー装置を完成させた。
1月14日、PVに花粉の楽器セットを設置。
6月14日 PV上の花粉装置のテストが完了
12月15日 セントラルヒーティングシステムの開発・設置契約を締結。
16年秋、セントラルヒーティングの設置が完了しました。
CNで17g撮影。

その結果、私たちの「セヴァストポリ」の SLA は寄せ集めになってしまったのです。 VIR および VIP 計算機は、Pollan から購入した英国製のものを使用しました。 見どころはエリクソンです。 照準器の高さを計算する機械は、最初はガイスラーでしたが、その後エリクソンに置き換えられました。 コースを決定するために、ジャイロスコープが設置されました（ただし、第一次世界大戦ではそうではなく、おそらくその後...）一般に、1916年頃に、私たちのセヴァストポリは当時としては完全に一流の中央照準システムを受け取りました。

そして、私たちの盟友たちはどうなるでしょうか？

ユトランド諸島への最善の方法はイギリス人と一緒だったようです。 島の人々は、垂直照準器と水平照準器の開発プロセスを可能な限り自動化する、いわゆる「ドライヤーテーブル」を考案しました。

イギリス軍は手動で方位を取得し、目標までの距離を決定する必要がありましたが、敵船の針路と速度はデュマレスク装置によって自動的に計算されました。 繰り返しますが、私が理解した限り、これらの計算の結果は「ドライヤーテーブル」に自動的に送信され、速度計とジャイロコンパスの類似物から独自のコース/速度に関するデータを受け取り、船の動きのモデルを構築しました。 VIR と VIP を計算します。 私たちの国では、VIRを計算するPollanデバイスの出現後でも、照準器の高さを計算するための機械へのVIRの転送は次のように行われました - オペレーターはPollanの測定値を読み取り、それを機械に入力しました視界の高さを計算するため。 イギリス人の場合は、すべてが自動的に起こりました。

LMS 上のデータを 1 つのテーブルにまとめようとしたところ、次のようなことが起こりました。

残念ながら、このテーブルにはおそらく多くのエラーがあり、ドイツの LMS のデータは非常に盗作的です。 http://navycollection.narod.ru/library/Haase/artillery.htm

そして英語では - 英語それは私にはわかりません: http://www.dreadnoughtproject.org/tfs/index.php/Dreyer_Fire_Control_Table

イギリス人が縦横ローリングの補正の問題をどのように解決したか - わかりません。 しかし、ドイツ人は補償装置を持っていませんでした（それらはユトランド半島の後にのみ登場しました）。

一般的に言えば、バルト三国の弩級戦艦の SLA は依然としてイギリスよりも劣っており、ドイツとほぼ同じレベルであったことがわかります。 確かに、1 つの例外を除きます。

ドイツの「デアフリンガー」には7台（つまり7台）の距離計がありました。 そして全員が敵までの距離を測定し、その平均値が照準を計算する機械に取り込まれました。 国内の「セヴァストポリ」には当初、距離計が2台しかありませんでした（いわゆるクリロフ距離計もありましたが、それらはルホルス・ミャキシェフマイクロメーターを改良したものにすぎず、長距離で高品質の測定を提供しませんでした）。

一方で、そのような測距儀（イギリスのものよりもはるかに品質が良い）は、ドイツ人にユトランド半島での迅速な照準を提供しただけであるように見えますが、そうでしょうか？ 同じ「デアフリンガー」は6回目のボレーからのみ発射しましたが、それでも一般的には偶然でした（理論上、6回目のボレーは飛行を与えることになっていたため、「デアフリンガー」のリーダーであるハセはイギリス人をイギリス軍に連れて行こうとしました）しかし、驚いたことに、カバーが付いていました）。 「ゲーベン」も一般的には輝かしい成績を残せなかった。 しかし、それでもドイツ人はイギリス人よりもはるかに優れた射撃を行ったことを考慮する必要があります。おそらくこれにはドイツの距離計の利点がいくつかあります。

しかし私は、ドイツ艦艇の命中精度が最も優れているのは、決して物質的な部分で英国艦艇より優れているからではなく、砲手訓練の全く異なるシステムによるものだと信じています。

ここで、本書からいくつか抜粋させていただきます ヘクター・チャールズ・バイウォーターとヒューバート・セシル・フェラビー奇妙な知性。 海軍秘密情報部の回想録。 巡査、ロンドン、1931: http://militera.lib.ru/h/bywater_ferraby/index.html

トムセン・ジャーマン提督の影響を受ける 海軍 1895 年に長距離射撃の実験を開始した... ...新しく設立された海軍は、古い伝統を持つ海軍よりも保守的になる余裕があります。 したがって、ドイツでは、艦隊の戦闘力を強化できるすべての革新が事前に公式の承認を保証されていました...

ドイツ軍は、長距離での射撃が実際に実行可能であることを確認し、すぐに側砲に可能な限り最大の照準角を与えました...

...すでに1900年にドイツ人の砲塔が砲身を30度上げることができた場合、イギリスの船では仰角は13.5度を超えず、ドイツの船に大きな利点をもたらしました。 もしその時に戦争が勃発していれば、ドイツ艦隊は命中精度と射程距離において、はるかに、決定的にさえ我々を上回っていただろう...

... すでに述べたように、英国艦隊の艦船に設置された集中射撃管制システム「ファイアディレクター」は、ユトランド沖海戦の後、ドイツ人にはしばらく持っていませんでしたが、射撃の有効性が確認されましたこの戦いの結果によると。

もちろん、これらの結果は、ドイツ人の一般的な特徴である、粘り強く細心の注意を払った20年間の集中的な研究の成果でした。 当時我々が砲兵分野の研究に割り当てた100ポンドごとに、ドイツは1000ポンドを割り当てた。 一つだけ例を挙げてみましょう。 シークレットサービスのエージェントは 1910 年に、ドイツ人が大口径銃の場合よりもはるかに多くの砲弾を演習に割り当てていること、つまり 80% 多くの砲弾を割り当てていることを知りました。 装甲標的艦に対する実弾射撃訓練はドイツ軍では定期的に行われていたが、イギリス海軍では非常にまれであるか、まったく行われなかった。

... 1910 年、ナッソーとヴェストファーレンの艦船に搭載されたリヒトゥングスヴァイザー装置を使用して重要な演習がバルト海で開催されました。 最大 11,000 メートルの距離から移動目標に命中する確率が高いことが実証され、一定の改良を経て、新たな実践テストが組織されました。

しかし、1911 年 3 月に、正確で多くの説明が得られる情報が入手されました。 この演習は、280 mm 砲を装備したドイツ軍艦の師団が、平均 11,500 メートルの距離にある曳航目標に向けて、かなり荒れた海域と中程度の視程で実施した射撃演習の結果を扱ったものでした。 砲弾の8パーセントが標的に命中した。 この結果は、これまでに報告されていたものよりもはるかに優れていました。 したがって、専門家は懐疑的な姿勢を示しましたが、証拠は非常に信頼できるものでした。

このキャンペーンがターゲット指定と指導システムの利点をテストし、比較するために行われたことは明らかでした。 そのうちの 1 つは戦艦アルザスにすでに搭載されており、もう 1 つは実験的にブルーチャーに搭載されました。 射撃場はフェロー諸島の南西30マイルで、標的は師団に所属する軽巡洋艦だった。 彼らが巡洋艦自体を撃ったのではないことは明らかです。 イギリス海軍で言われているように、彼は「シフトターゲット」でした。つまり、照準はターゲットの船に向けて実行され、一方、砲自体は特定の角度にシフトされて発砲されました。 チェックは非常に簡単です。計器が正しく機能していれば、砲弾は標的の船尾から計算された距離に正確に落下します。

ドイツ人自身の声明によれば、この方法の基本的な利点は、得られる結果の精度を損なうことなく、重いエンジンや機構のせいで従来の標的を射撃に置き換えることができることである。 、通常は好天の場合、低速でのみ牽引できます。

「シフト」推定値は、ターゲットに穴があるという最終的な事実が欠けているため、ある程度近似としか言えませんが、一方で、そこから得られたデータはすべての実用的な目的に十分正確です。

最初の実験では、アルザスとブルーチャーは、14 ～ 20 ノットの速度で移動する軽巡洋艦に代表される目標に向けて、10,000 メートルの距離から射撃を行いました。

これらの状況は当時としては異常に過酷であり、これらの銃撃結果の報告が物議を醸したことは驚くべきことではなく、その真実性さえ英国の一部の専門家によって反論された。 海軍砲兵。 しかし、これらの報告は真実であり、テスト結果は確かに信じられないほど成功しました。

古い 280 mm 大砲で武装したアルザスは、高度 10,000 メートルから目標に続いて 3 門の一斉射撃を行いました。つまり、砲の照準を「ずらして」調整しなければ、砲弾は目標に直撃することになります。 戦艦は 12,000 メートルの距離から射撃した場合も同様に簡単に対処できました。

「ブルーチャー」は新しい 210 mm 砲 12 門を装備していました。 彼はターゲットにも簡単に命中させた。 たいていの砲弾は標的の巡洋艦が残した航跡に近接または直接命中します。

2日目は距離が13,000メートルに延長されました。 天気は良く、少しうねりで船が揺れました。 距離が伸びたにもかかわらず、「アルザス」はうまくシュートし、「ブルッチャー」の前にすべての期待を上回りました。

装甲巡洋艦は 21 ノットの速度で移動し、3 回目の斉射から 18 ノットで航行し、標的の船を「分岐」させました。 さらに、標的となった巡洋艦に乗っていた専門家の推定によれば、その後の 11 回の一斉射撃のそれぞれで 1 発以上の砲弾が命中したと自信を持って言えます。 銃の口径が比較的小さいことを考えると、 すごいスピード「射手」とターゲット、そして海の状態の両方が行ったので、当時の射撃の結果は驚異的と言えるでしょう。 これらすべての詳細、さらに多くの情報が、当社のエージェントからシークレットサービスに送信された報告書に含まれていました。

この報告が海軍本部に届いたとき、一部の古い将校はそれが誤りであるか虚偽であると考えた。 報告書を書いた代理人はこの問題について話し合うためにロンドンに呼ばれた。 彼が報告書で示した実験結果に関する情報は「絶対に不可能」であり、一般に11,000メートル以上の距離で移動中の移動目標を攻撃できる船は一隻も存在しない、と告げられた。これはすべて作り話か間違いだったと。

まったくの偶然だが、ドイツ軍による銃撃のこれらの結果は、イギリス海軍による「ファイアディレクター」の愛称で知られるスコット提督の火器管制システムの最初のテストの数週間前に知られるようになった。 HMS ネプチューンは、このシステムが搭載された最初の船でした。 彼は 1911 年 3 月に射撃訓練を実施し、優れた成績を収めました。 しかし当局の保守主義により、他の船へのこの装置の導入は遅れた。 この立場は 1912 年 11 月まで続き、サンダーラー船に搭載されたディレクター システムとオリオン号に搭載された古いシステムの比較テストが行​​われました。

パーシー・スコット卿はその教えを次の言葉で説明しました。

「距離は8200メートルで、「射撃」船は12ノットの速度で移動し、目標は同じ速度で曳航されました。 両艦は合図直後に同時に発砲した。 サンダーラーはとても上手にシュートを打った。 オリオンはその砲弾を全方向に飛ばしました。 ３分後、「停戦！」の合図があり、目標を確認した。 その結果、サンダーラーの方がオリオンよりも6本多く安打を打ったことが判明した。

私たちが知る限り、イギリス海軍で初めて13,000メートルの距離からの実弾射撃が行われたのは1913年で、そのとき艦船「ネプチューン」がそのような距離から目標に向けて射撃した。

ドイツにおける砲撃の道具や技術の発展を追ってきた人々は、私たちが何を期待すべきかを知っていました。 そして、何か驚くべきことが判明したとすれば、それはユトランド沖海戦で標的に命中した砲弾の数の比率が、 総数発射された砲弾は3.5％を超えませんでした。

私は、ドイツ軍の射撃の質は砲兵訓練システムにあり、イギリス軍よりもはるかに優れていたと断言させていただきます。 その結果、ドイツ人はLMSにおけるイギリス人の優位性をプロフェッショナリズムで補うことができた。

光学距離計は、物体までの距離を測定するために使用される光学機器です。 動作原理によれば、距離計は幾何学的タイプと物理的タイプの2つの主要なグループに分けられます。 最初のグループは幾何学的距離計で構成されます。 このタイプの距離計による距離の測定は、たとえば、既知の辺AB \u003d I（底辺）と反対側の鋭角を使用して、二等辺三角形ABC（図10）の高さhを決定することに基づいています。通常、値のうち I または . は一定で、もう 1 つは変数 (測定可能) です。 これに基づいて、角度が一定の距離計と底面が一定の距離計が区別されます。 固定角度距離計は、視野内に 2 本の平行なフィラメントを備えた望遠鏡であり、等距離に分割されたポータブル レールがベースとして機能します。 距離計によって測定されるベースまでの距離は、糸の間の望遠鏡を通して見える杖の分割数に比例します。 多くの測地機器 (セオドライト、水準器など) はこの原理に従って機能します。 フィラメント距離計の相対誤差は 0.3 ～ 1% です。 固定ベースを備えたより複雑な光学式距離計は、距離計のさまざまな光学系を通過したビームによって構成される物体の画像を重ね合わせる原理に基づいて構築されています。 いずれかの光学系に配置された光学補償器を使用してアライメントを実行し、測定結果を専用のスケールで読み取ります。 ベースが 3 ～ 10 cm の単眼距離計は、写真用距離計として広く使用されています。 ベースが一定の光学距離計の誤差は、測定距離の 0.1% 未満です。 物理タイプの距離計の動作原理は、距離計から送信された信号が物体までの距離を移動して戻ってくるのにかかる時間を測定することです。 電磁放射が一定の速度で伝播する能力により、物体までの距離を決定することが可能になります。 距離測定のパルス方式と位相方式を区別します。 パルス方式では、探査パルスが対象物に送信され、距離計の時間カウンターが開始されます。 物体によって反射されたパルスが距離計に戻ると、カウンターが停止します。 内蔵マイクロプロセッサを使用して、時間間隔 (反射パルスの遅延) に基づいて、物体までの距離が決定されます: L = ct / 2、ここで、L は物体までの距離、c は放射線の速度伝播、t はパルスがターゲットに到達して戻ってくるまでにかかる時間です。 10. 幾何学的タイプの距離計の動作原理 AB - ベース、h - 測定距離 位相法では、放射線は変調器（光の影響下でパラメータを変更する電気光学結晶）を使用して正弦波則に従って変調されます。電気信号）。 反射された放射線は光検出器に入り、そこで変調信号が抽出されます。 物体までの距離に応じて、反射信号の位相は変調器内の信号の位相に対して変化します。 この位相差を測定することで対象物までの距離を測定します。 最も一般的な民間の電気光学測距装置はポータブル レーザー距離計で、これを使用すると、見通し内にある地上のあらゆる物体までの距離を約 1 メートルの誤差で測定できます。 最大範囲距離の決定はモデルごとに異なりますが、通常は数百メートルから 15000 メートルであり、オブジェクトの種類に大きく依存します。 反射率の高い大きな物体までの距離を測定するのが最善ですが、最悪の場合はレーザー放射を強く吸収する小さな物体までの距離を測定します。 レーザー距離計は、倍率 2 ～ 7 倍の単眼鏡または双眼鏡の形で作ることができます。 一部のメーカーは、距離計をスコープなどの他の光学機器に統合しています。 距離計の視野には特別なマークがあり、それが物体と組み合わされ、通常はボタンを押すだけで距離が測定されます。 測定結果は本体の表示パネルに表示されたり、接眼レンズに反映されたりするため、距離計から目を離すことなく距離情報を得ることができます。 多くのモデルでは、測定結果をさまざまなメートル単位 (メートル、フィート、ヤード) で表示できます。