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从它开始,国产夜间光学仪器走上发展之路:85式微光观察仪(文末附操作指南)

崔忠旺 徐永强 轻兵器 2021-12-16

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美国率先研制出

第一代微光夜视仪


85式微光观察仪系统由微光观察仪、测角装置、三脚架等组成


1940年代世界上出现的主动式红外夜视仪是夜视器材的鼻祖,其具有成像清晰、对比度好等特点,但由于需要红外光源照射,存在能耗大、易暴露、系统笨重等缺点。经过几十年的努力,人们探索出新的技术,克服上述缺陷,从而诞生了新一代夜视器材。

其实,我们所谓的黑夜,很少是绝对黑暗的,因为自然界总是存在星光、月光、大气辉光等微弱自然光。即使肉眼不易察觉的星星,其对地面的照度仍然达到2×10-4勒克司。若能利用如此微弱的光线将目标清晰成像,并且不使用红外光源照射,肯定是一种好办法。


微光观察仪特写。其像增强器的亮度增益为30000倍,夜间对人的观察距离为1000m,对车辆的观察距离为2000m


1955年,美国人研制出以锑钾钠铯(Sb-Na-K-Cs)多碱光电阴极为核心部件的单级像增强器,使图像的亮度增益可提高几十倍。但若图像增强到人眼能看清楚的程度,必须将亮度增益提高到几万倍。1962年,美国人研制出三级级联式像增强器,即将3个单级像增强器串联在一起,使亮度增益逐级提高。1965年,以三级级联式像增强器为核心部件的第一代微光夜视仪诞生,其代表产品有AN/PVS-2星光镜、AN/TVS-2班组武器瞄准镜及AN/TVS-4微光观察镜,这些微光夜视仪曾于1965~1967年间在越南战场使用。

此后,世界各国相继推出新一代夜视仪产品。


物镜的前方设有绿色橡胶护盖,用于保护物镜,护盖只有在夜间微光的条件下才允许打开。另外,护盖上设有3个针孔,用于在夜间较强光线环境中进行观测


我国第一代

微光观察仪的诞生


1969年,我国开始研制第一代微光观察仪,但由于受“文革”影响,直到1985年才研制成功,命名为85式微光观察仪。其总质量14kg(不含三脚架),放大倍率为4倍,视场不小于6.5°,调焦范围为30m~∞,对人的观察距离为1 000m,对车辆的观察距离为2 000m,像增强器的亮度增益为30 000倍,常温下连续工作时间12小时。


目镜上设有视度调整手轮,转动视度调整手轮,可在±5屈光度范围调节视度。视度调整手轮前方设有4个调焦手柄,4个调焦手柄呈对称形分布在调焦手轮的周围,转动调焦手柄,可实现30m~∞至无穷远的调焦


85式微光观察仪

全系统结构写真


85式微光观察仪系统由微光观察仪、测角装置、三脚架及附件等组成。该观察仪系统整合有测角装置,不仅可在夜间对目标进行观察、监视和识别,而且还具有测量目标方向角和高低角的功能。另外,该观察仪系统还可配合武器系统进行直接瞄准和射击修正。

 

电源开关、分划照明亮度控制手轮及遮光板控制手轮都设在镜身左侧。其中,遮光板控制手轮设有两个,分别为上遮光板手轮、下遮光板手轮


微光观察仪

微光观察仪主要由物镜、像增强器组件、目镜、分划板及镜身组成。

物镜  物镜采用折反式镜头,又称反射式镜头。一般的远摄镜头,当光线通过镜片后,直接在荧光屏上成像,这类镜头长度较长,质量大,使用极不方便。折反式镜头是利用光线的折反原理而制成的,其镜筒内设有多组镜片,当光线经过最前面的一组镜片时,不是直接到达荧光屏上成像,而是被后部的镜片组反射到最前面的一组镜片上,再被反射到后部的镜片组上。光线经过多次反射后,才到达荧光屏上成像。这样设计有助于缩短镜头长度。

折反式镜头的长度比相同焦距的远摄镜头长度缩短约一半,大幅度降低了镜头长度和质量,且制造成本低,但镜身直径略大。

物镜的前方设有绿色橡胶护盖,用于保护物镜,避免太阳或光亮的反射面、探照灯等强光源对其损坏。护盖只有在夜间微光的条件下才允许打开,白天不能打开。另外,护盖上设有3个针孔,用于在夜间较强光线环境中不取下护盖进行观测。

像增强器组件  像增强器组件由三级级联式像增强器、高压供电装置及各种自动调节电路组成。


镜身下方设有安装板,安装板中心及四周设有安装孔,将螺钉穿过安装孔与测角装置上方的连接板固定,观察仪即可牢固安装在测角装置上


三级级联式像增强器由3个串联的单级像增强器构成,每个单级像增强器主要由入射透镜、光电阴极及荧光屏组成。光线投射到像增强器的光电阴极上,经逐级增强后,其亮度增益达到3万倍以上,从而将微光的光学图像增强到通过目镜可以清晰观察的程度。

高压供电装置为像增强器提供高达36KV的直流电压。

自动调节电路包括自动亮度控制电路、自动补偿畸变电路及自动补偿电池电压下降电路等。这些电路选用超小型元件制作,呈环形安装在像增强器周围,用硅橡胶灌封成一体。

目镜  通过目镜可对荧光屏上的图像进行观察。目镜上设有视度调整手轮,转动视度调整手轮,可在±5屈光度范围调节视度,以适应不同的观测者。调整手轮上设有一个突起,将其转至下方,即可装定视度零位。

视度调整手轮前方设有4个调焦手柄,4个调焦手柄呈对称形分布在调焦手轮的周围。转动调焦手柄,可实现30m~∞的调焦。

眼罩内设有自动开闭装置,只有当眼睛压下眼罩时,开闭装置才打开,从而防止不必要的光由此射出,以防被敌发现。


测角装置由方向测角机构和高低测角机构组成,分别用于测量目标的高低与方向角。图中可见高低测角机构上的高低本分划环、高低补助分划环


分划板  分划板采用发光二极管照明,并将分划十字标记线投影至物镜光路中。分划照明亮度控制手轮设在镜身左侧,转动分划照明亮度控制手轮,可分10档调节分划亮度,以适应不同景物亮度下的舒适观察。

镜身  电源开关、分划照明亮度控制手轮及遮光板控制手轮都设在镜身左侧。其中,遮光板控制手轮设有两个,分别为上遮光板手轮、下遮光板手轮,这两个手轮呈上下排列。镜身内设有两个半圆形遮光板。转动上遮光板手轮或下遮光板手轮,镜身内的遮光板可以挡住视场上半部分或下半部,从而防止外界杂散光或光源的干扰。

镜身下方设有安装板,安装板由铝合金制成,外表涂黑色漆。安装板中心及四周设有安装孔,将螺钉穿过安装孔与测角装置上方的连接板固定,观察仪即可牢固安装在测角装置上。

测角装置

测角装置安装在微光观察仪下方,其由方向测角机构及高低测角机构组成,两者均采用蜗轮式机构,通过手轮驱动。测角机构上的读数分划分粗、精两种。本分划环上的读数为粗分划,补助分划环上的读数为精分划。

方向测角机构  方向测角机构位于测角装置下方。其上设有方向本分划环和方向补助分划环,标记为黑色。方向本分划环位于方向测角机构下方,方向补助分划环位于方向测角机构右侧。在方向本分划环上刻有60个分划,每一分划值为100密位;在方向补助分划环上刻有100个分划,每一分划值为1密位。

  

测角装置的顶部设有安装板,用于安装微光仪。测角装置上设有水准气泡,用于将该装置调整到水平位置。图中可见方向测角机构上的方向本分划环、方向补助分划环、解脱子及归零按钮


方向补助分划环的左侧设有解脱子,将方向补助分划环手轮横向外拉,则解脱子弹出,方向测角机构的精调机构解脱,可大幅度回转整个测角装置,以便将观察仪快速对准目标。方向补助分划手轮的左侧设有黑色按钮,为归零按钮,按下该按钮,即可转动方向补助分划环,使测角机构的方向归零。

测角装置上设有水准气泡,用于将测角装置调整到水平位置。

高低测角机构  高低测角机构位于测角装置左侧,其上设有高低本分划环和高低补助分划环。高低本分划环位于高低测角机构上方,高低补助分划环位于高低测角机构下方。在高低本分划环上由“0”算起,上下各有3个分划,每一分划值为100密位。在高低补助分划环上刻有100个分划,每一分划值为1密位,每隔10密位设有2个并列数字,这2个并列数字分别为红色和白色,红色数字增加的方向表示密位增加,白色数字增加的方向表示密位减小。

三脚架

三脚架的上部为金属结构,其通过定位销及连接螺钉与测角装置连接。三脚架的下部为木质结构,3条木质架腿的长度均可通过松动锁紧螺钉抽拉调节,并通过旋紧锁紧螺钉加以固定。

附件

附件由充电器、照明灯、低温连接器及维护工具等组成。

充电器  充电器供微光观察仪配用的镍镉电池专用。当电池工作超过8小时(累计)后,应及时取出充电。充好电的电池大约存放两个月后,需重新充电。

照明灯  照明灯用于夜间测角时照明测角机构上的各种分划。使用时按极性装入5号电池,按压位于后部的开关照明灯即打开,松开开关照明灯则关闭。

低温连接器  低温连接器供在-10℃以下的寒冷环境下使用。由于微光观察仪内装的镍镉电池在低温环境中使用时,电能消耗快,此时可先将镍镉电池从微光观察仪内取出,装入低温连接器,然后将低温连接器放入衣服的内层口袋内,以便对其保温。然后打开微光观察仪上的插座盖,将低温连接器的插头插入插座,开启电源开关,即可供电。

维护工具  维护工具包括毛刷、绒布、干燥剂等。毛刷用于擦拭镜身,绒布用于擦拭物镜和目镜。


操作使用需严格


85式微光观察仪是精密的光电仪器,使用者必须经过专业的操作训练,严格遵守架设、装入电池、观察、测角及撤收等各项操作规程,以免损坏仪器或降低使用性能和寿命。

架设

将三脚架稳妥地架设在选好的地点,将测角装置安装在三脚架上,旋紧连接螺钉。然后调整三脚架,使测角装置的水准气泡居中,再将微光观察仪通过连接螺钉牢固地安装在测角装置上。

装入电池

首先检查开关是否处于“关”的位置,然后拧松电池盒上的螺钉,打开电池盒,装入电池,尔后关好电池盖,拧紧螺钉。

观察

·第一步:用眼压紧眼罩观察,顺时针转动电源开关,将电源开关打开,应能通过目镜看到绿色的荧光屏。观察时注意调节电源开关,以获得需要的亮度。

·第二步:顺时针转动分划照明控制手轮,调整分划亮度,直至分划像比目标像稍亮为止。当仅用于观察时,应将分划照明控制手轮旋转至关闭位置,此时分划像消失,以便于观察。

·第三步:转动目镜上的视度调节手轮,使分划像清晰。

·第四步:打开物镜前方的护盖。

·第五步:转动目镜上的调焦手轮,可使30m(向左)至无穷远(向右)的目标清晰。

·第六步:如果在视场的上半部或下半部有不需要的光源,可顺时针转动上遮光板手轮或下遮光板手轮将其遮住,以改善观察效果。

测角

将方向补助分划环手轮向外抽拉则解脱子弹出,水平转动观察仪并转动高低手轮,利用镜内分划即可概略瞄准目标。按压解脱子,转动方向及高低手轮,可实现微调以精确瞄准目标,再利用照明灯照明粗、精分划,读出分划值,即可完成测角工作。

撤收

微光观察仪系统不使用时,应及时关闭电源,装好前方护盖,从三脚架上取下微光观察仪和测角装置,取出电池,放回包装箱中。




(本文原载于《轻兵器》2014年第9期(下),公众号文章有删改)




编辑:刘兰芳 李昊

校对:魏开功 曾振宇

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