Что такое перископ у подводной лодки
Перископ
История технологии
Прототип перископа изобрёл Иоганн Гутенберг в 1430-х годах, его устройство позволяло пилигримам смотреть поверх голов в толпе на фестивале в Аахене.
Ян Гевелий описал перископ в своей работе Selenografia, sive Lunae Descriptio (Селенография, или описание Луны) в 1647 г. Он же впервые предложил использовать перископ для военных целей.
Французский учёный Ипполит Мария-Дэви в 1854 году предложил морской перископ, состоящий из трубы и двух развернутых под углом 45° зеркал.
Работоспособный призматический перископ для подводной лодки был впервые реализован в США во время Гражданской войны 1861—1865 гг. американцем Томасом Х. Доути.
Галерея
Перископ представлен на черт. 1: если a b — выпуклое зеркало, то луч, идущий от горизонта х у пройдёт через фокус О оси трубы и пересечёт матовое стекло M N в точке Z; если смотреть в плане II, то горизонт изобразится кругом х, а мачты над горизонтом — линией 2, а под горизонтом — линией 1
Рубка подводной лодки С-56. Видна труба перископа. Мемориал во Владивостоке.
Внутренняя часть перископа подводной лодки С-56
Подводная лодка ВМФ СССР в подводном положении. Перископ возвышается над водой.
Что такое перископ у подводной лодки
Глава 7. Появление перископа
Слово «перископ» — греческое, оно переводится «кругом смотрю». Этим термином называют оптический прибор, представляющий зрительную трубу с системой зеркальных призм и линз. Перископ для подводной лодки необходим в такой же мере, как человеку — глаза.
С помощью перископа командир ведет из погруженной лодки наблюдение за обстановкой на поверхности моря; определяет пеленг (направление) на цель; курсовой угол корабля-цели; расстояние до цели; скорость цели; момент торпедного залпа. Иначе говоря, перископ является не только средством ориентации, но и прицелом для торпедных аппаратов. Без него боевое применение таковых невозможно.
Еще в 1644 г. французский монах Марен Мерсенн впервые изложил в письменном виде идею применения специального оптического прибора (camera lucida) для рассматривания предметов, находящихся на поверхности неподалеку от субмарины, находящейся в погруженном положении.
В 1798 г. французский изобретатель, некий Мартнер, представил властям свой проект подводной лодки. Сам проект не представлял интереса. Однако в нем впервые была подана идея (еще не проект!) перископа.
Мартнер предлагал использовать для рассмотрения предметов на поверхности моря длинную трубку, верхний конец которой всегда оставался бы выше уровня воды. Внутри ее следовало поместить оптический прибор, включавший зеркала и окуляр.
Схемы устройства перископов (слева направо): а) зеркального перископа Шильдера; b) призматического перископа Доденара; в) оптического перископа Гарнье и Ромацотти.
1 — оптическая труба; 2 — призмы; 3 — линза; 4 — окуляр
Среди бумаг Роберта Фултона, оставленных им в 1806 г. на хранение консулу США в Лондоне, имеются весьма любопытные рисунки оптического прибора под названием «perxscopt», датированные 1804 годом. Однако эти рисунки (как и другие) исследователь его биографии и творчества Парсонс обнаружил только в начале 20-х годов XX века.
В 1834 г. русский генерал Карл Шильдер установил на своей подводной лодке простейший зеркальный перископ. Он состоял из короткой медной трубы, в каждом конце которой находились металлические зеркала. Их плоскости составляли угол 45 градусов по отношению к горизонту.
Труба, свободно помещенная в водонепроницаемом футляре, могла частично выдвигаться вверх из рубки. Вращая ее вокруг оси, можно было обозревать весь горизонт. Изображение предметов получалось в том же масштабе, что и при обзоре невооруженным глазом, но с размывкой их контуров. Поле зрения был невелико.
Прибор Фултона, прообраз призматического перископа
Реальной пользы этот прибор не дал. Не случайно Шильдер управлял эволюциями лодки, стоя на ее палубе в водолазном костюме. В данном случае важен сам принцип. Однако проект Шильдера сохранялся в строгом секрете. Поэтому даже в 1905 году, даже в России, об его субмарине и ее устройстве практически ничего не было известно.
В 1854 г. француз Мари-Дэви заново изобрел зеркальный перископ, аналогичный перископу Шильдера, который тоже частично выдвигался вверх из корпуса лодки, но в отличие от русского образца, он не вращался.
В 1859 г. голландец Тетар Ван-Эльвен (Tetar Van Elven) предложил построить полупогруженное судно с бронированной верхней палубой, снабженное паровой машиной и вооруженное буравом с паровым приводом. Экипаж судна должен был состоять из 20-и человек. Проект самой субмарины не представлял особого интереса. Но Ван Эльвен предусмотрел установку зеркального перископа, вращавшегося на 360 градусов. Это его предложение, в отличие от Шильдера, получило широкую известность.
Зеркальный перископ устроен следующим образом. Он состоит из трубы, по концам которой расположены параллельно друг другу, под углом 45 градусов к горизонту, верхнее и нижнее зеркала. Он не увеличивает изображение, качество изображения невысокое, так как зеркала обычно металлические, поле зрения мало. Длина зеркального перископа обычно не превышает 80 см.
В 1872 г. инженер бельгийской армии Доденар создал более совершенный (по сравнению с зеркальным) призматический перископ. Он установил его на примитивной подводной лодке, которую построил по образу и подобию «Черепахи» Бушнелла.
В центральном посту подводной лодки 1900-х годов: командир наблюдает за обстановкой через перископ
В 1879 г. Джевецкий установил неподвижный перископ Доденара на своей подводной лодке второй модели.
В 1886 г. французы М. Гарнье и Г. Ромацотти изобрели оптический перископ. Они добавили к призмам Доденара три двояковыпуклые линзы: две перед призмами и одну между ними. Установка линз обеспечила поле зрения 50 градусов, как в стороны, так и по высоте. Линзы, объектив и окуляр значительно улучшили четкость изображения предметов.
Этот неподвижный перископ (его называли клептоскоп) длиной один метр они установили в 1891 г. на подводной лодке «Угорь» (Gymnote). В 1894 г. итальянцы Руссо и Лауренти установили аналогичный перископ собственной конструкции на подводной лодке «Дельфин».
Несмотря на создание оптических перископов, вследствие их неудовлетворительных практических свойств, в начале XX века наблюдение с подводных лодок, находившихся в погруженном положении, в большинстве случаев осуществлялось через иллюминаторы в специальных рубках (одновременно служивших постами управления).
Высококачественные оптические перископы появились только к началу мировой воны.
Перископы и военный транспорт: история использования и значение
Хотя перископы впервые были применены несколько веков назад, военнослужащие и сегодня активно используют их на бронетехнике, и, конечно, на подлодках. Расскажем о том, как возникло устройство и в чем его преимущества.
Как только человечество осознало ценность и ограниченность ресурсов, в мире начались бесконечные войны. Технологии для ведения военных действий все время менялись и совершенствовались, вне зависимости от того, были ли это танки или боевые колесницы. Но в прошлом веке вооружение вышло на совершенно новый технологический уровень, и во многом такой качественный скачок был обусловлен развитием и распространением авиации, бронетехники и подводных лодок. А для их полноценного функционирования необходим целый ряд высокотехнологичных устройств, одним из которых стал перископ.
Что такое перископ?
Итак, для начала определимся, что же их себя представляет перископ, и в чем заключается принцип его работы. Перископ — это устройство, предназначенное для скрытого наблюдения за объектом, за которым по разным причинам невозможно наблюдать открыто и напрямую. Самый примитивный вариант перископа представляет собой трубку с зеркалами на каждом конце, установленными параллельно друг другу под углом 45°. Причем такая конструкция применялась еще в конце XV века для того, чтобы можно было наблюдать за неким действом поверх толпы даже на многолюдных мероприятиях. Примерно такой же вариант перископа, только с добавлением двух простых линз, использовался на фронтах Первой мировой войны, когда широкое распространение получили окопы.
Наука не стояла на месте, так что со временем перископы становились все более сложными в техническом плане: вместо зеркал стали использоваться призмы и волоконная оптика. Также расширилась и сфера применения — сейчас перископы активно используются не только в военных, но и в научных целях.
Краткая история изобретения
Выдающийся польский астроном Иоганн Гевелий был первым, кто относительно подробно описал перископ в своей работе по селенографии в 1647 году, хотя автором прототипа самого изобретения считается Иоганн Гуттенберг. Гевелий уже тогда, в середине XVII века, сумел рассмотреть потенциальное использование своего изобретения для военных нужд.
Спустя почти столетия века французский изобретатель по имени Ипполит Марие-Дэви представил новшество — первый в мире военно-морской перископ. Конструкция устройства была простой: он состоял из трубки, на концах которой под углом 45° были установлены небольшие зеркала. Спустя еще полвека, инженер из США Саймон Лейк начал устанавливать перископы на свои подводные лодки в 1902 году. Таким образом, к началу Первой мировой перископы уже активно применялись, а необходимость просматривать местность из окопов сделала их еще более востребованными.
Перископы и бронетехника
Создание и распространение танков и бронетранспортеров полностью перевернуло представление о военном транспорте, но их применение без специальных средств наблюдения было бы сильно затруднено. Поэтому активно стали использоваться перископы — это позволяло тяжелой бронетехнике держать под контролем ситуацию «за бортом». Еще до внедрения в эту область перископов в броне прорезались специальные смотровые щели для прямого обзора, но с перископами ситуация заметно улучшилась, ведь они позволяют видеть все происходящее снаружи машины без необходимости делать смотровые отверстия, нарушая переднюю и боковую броню.
Подводная навигация
Проблемы подводной навигации все сильнее обострялись по мере развития этого вида транспорта, так как лодки остаются под водой более продолжительное время, преодолевают колоссальные расстояния и двигаются с высокой скоростью. При этом военные субмарины передвигаются в толще воды в кромешной темноте, никак не освещая себе путь. Они функционируют в секретном режиме, что исключает использование гидроакустических систем для обнаружения подводных препятствий, в числе которых подводные горы, буровые установки или другие подлодки.
Подъем на поверхность для того, чтобы «проверить обстановку» и скорректировать навигацию, может стоить экипажу жизни. А системы обнаружения, такие как радары и спутниковое наблюдение, стали почти такими же всевидящими, как око Саурона.
Конечно, антенные мачты и оснащенные антеннами перископы можно поднимать над поверхностью воды для получения навигационных сигналов, но продолжительность таких операций в районах, где наблюдение особенно пристальное, возможно лишь на протяжении нескольких минут или даже секунд. Современные технологии радиолокации позволяют обнаружить даже тонкий перископ, а очертания подводных лодок могут быть отлично заметны с воздуха.
Перископная глубина — предельная глубина погружения сумбарины, когда возможно использование перископа. В среднем она составляет 10 метров, но в зависимости от модели лодки может варьироваться от 5 до 20 метров.
Подводные лодки могут поднимать разного рода антенные и радиолокационные мачты, а также перископы для облегчения связи и навигации, но подлодка на перископной глубине рискует подвергнуться визуальному или радиолокационному обнаружению.
В любом случае, почти на каждой подводной лодке в обязательном порядке устанавливаются перископы. Но небесная навигация с помощью перископа или секстанта теперь редко используется из-за прогресса в технологиях, и на глубинах ниже перископной подводные лодки определяют свое положение с помощью других устройств.
ПЕРИСКО́П
Том 25. Москва, 2014, стр. 694-695
Скопировать библиографическую ссылку:
ПЕРИСКО́П (от греч. περισϰοπέω – смотреть вокруг, осматривать), оптич. прибор для наблюдения из укрытий (окопов, блиндажей и др.), танков, подводных лодок. Простейшая форма П. – труба, на обоих концах которой закреплены зеркала, наклонённые относительно оси трубы на 45° для изменения хода световых лучей (рис. 1, а ), или, в более сложных вариантах, для отклонения лучей вместо зеркал используются призмы (рис. 1, б ), а получаемое наблюдателем изображение увеличивается с помощью системы линз. Наиболее известные виды П. – на подводных лодках, ручные и стереотрубы (их также можно использовать как П.) – широко применяются в воен. деле. С помощью П. определяют направление (пеленг) с ПЛ на цель, курсовой угол корабля противника, расстояние до цели, её скорость, а также момент торпедного залпа. Состоит из трёх отдельно расположенных механизмов и частей: трубы с оптикой, подъёмного устройства и тумбы с сальниками. Обычно подводные лодки имеют два П.: П. атаки (командирский) и П. зенитный. П. атаки служит для обнаружения противника, определения расстояния до цели, пеленга и наблюдения за ним во время торпедной атаки в светлое время суток при хорошей видимости. С помощью зенитного П. можно вести наблюдение за воздухом и поверхностью моря в сумерках и ночью. Чтобы противник не заметил П., габариты выступающей из-под воды головки должны быть минимальными (рис. 2). Совр. П. – оптико-электронный прибор, имеющий множество вспомогат. устройств. К ним относятся: дальномерные устройства (напр., лазерные, которые почти мгновенно определяют с большoй точностью дистанцию до объекта); приборы, служащие для определения курсовых углов цели, ночного видения, телеметрии, радиолокации и гидроакустики; светофильтры; фото- и видеокамеры; приспособления для осушки П. и др.
Исторические корни
Свою биографию перископ ведет с 1430-х годов, когда изобретатель Иоганн Гутенберг придумал устройство, которое позволяло осуществлять наблюдение поверх голов людской толпы за зрелищами на ярмарках в городе Аахен (Германия).
Вам будет интересно: Участковая станция. Раздельный пункт, предназначенный для обработки транзитных грузовых и пассажирских поездов
Перископ и его устройство описывал ученый Ян Гевелий в своих трактатах в 1647 году. Он предполагал применять его при исследовании и описании лунной поверхности. Также первым предложил использовать их для военных целей.
Первые перископы
Вам будет интересно: Джутовая ткань: описание с фото, структура, состав ткани и применение
Первый настоящий и работоспособный перископ запатентован в 1845 году американской изобретательницей Сарой Мэтер. Ей удалось серьезно усовершенствовать это устройство и довести его до практического применения в вооруженных силах. Так, в период гражданской войны в США солдаты присоединяли перископы к своим ружьям для скрытной и безопасной для себя стрельбы.
Французский изобретатель и ученый Дэви в 1854 году приспособил перископ для военно-морских сил. Его устройство состояло из двух развернутых под углом 45 градусов зеркал, которые размещались в трубе. А первый перископ, примененный на подводной лодке, изобрел американец Доути в период гражданской войны в США 1861-1865 годов.
В Первую мировую войну солдаты воюющих сторон также использовали перископы различных конструкций для стрельбы из укрытий.
Во время второй мировой войны эти устройства нашли широкое применение на полях сражений. Кроме подводных лодок, они использовались для наблюдения за противником из укрытий и блиндажей, а также на танках.
Вам будет интересно: Классификация станков: виды, применение, устройство
Практически с момента появления подводных лодок перископы на них используются для осуществления наблюдения при нахождении субмарины в подводном положении. Происходит это на так называемой «перископной глубине».
Они предназначены для уточнения навигационной обстановки на морской поверхности и для обнаружения самолетов. Когда подводная лодка начинает погружаться, труба перископа втягивается в корпус субмарины.
Конструкция
Классический перископ – это конструкция из трех отдельно расположенных устройств и частей:
Самым сложным конструктивным механизмом является оптическая система. Это две астрономических трубы, совмещенные друг с другом объективами. Они снабжены зеркалальными призмами полного внутреннего отражения.
У субмарин есть для перископа и дополнительные устройства. К ним относятся дальномерные приборы, системы определения курсовых углов, фото- и видеокамеры, светофильтры, а также системы осушки.
Незаменим в перископе светофильтр. Он располагается перед окуляром, разбит на три сектора. Каждый сектор представляет собой определенного цвета стекло.
Фотокамера аппарата или иная, предназначенная для получения изображения, необходима для установления фактов поражения целей и фиксирования событий на поверхности. Эти устройства устанавливаются за перископным окуляром на специальных кронштейнах.
Перископная труба полая, в ней находится воздух, который содержит определенное количество паров воды. В целях удаления оседающей на линзы влаги, которая конденсируется на них вследствие изменения температуры, используется специальное устройство осушки. Эта процедура осуществляется благодаря быстрой прогонке через трубу сухого воздуха. Он впитывает в себя скапливающуюся влагу.
На подводной лодке перископ выглядит как выступающая над рубкой труба с «набалдашником» на конце.
Тактика использования
Для обеспечения скрытности перископ подводной лодки подымают из-под воды с определенными периодами времени. Эти интервалы зависят от погодных условий, скорости и дальности объектов наблюдения.
Перископ оказывает командиру подводной лодки помощь в определении направления (пеленга) с субмарины на цель. Позволяет определять курсовой угол судна противника, его характеристики (тип, скорость, вооружение, и т. д.). Дает информацию о моменте проведения торпедного залпа.
Размеры выступающего из-под воды перископа, его головой головной части, должны быть как можно меньшими. Это необходимо для того, чтобы противник не зафиксировал местонахождение подводной лодки.
Для субмарин очень большую опасность представляют самолеты противника. Вследствие этого, при переходах подводных лодок значительное внимание уделяется контролю воздушной обстановки.
Однако для осуществления такого совмещенного наблюдения оконечная часть перископов достаточно массивна, так как там размещается оптика зенитного наблюдения.
Поэтому на субмаринах ставят два перископа, а именно командирский (атаки) и зенитный. С помощью последнего можно осуществлять наблюдение не только за воздушной обстановкой, а также за поверхностью моря (от зенита до горизонта).
После того как перископ поднят, осуществляется осмотр воздушной полусферы. Наблюдение за водной поверхностью изначально осуществляется в носовом секторе, а потом переходит на обзор всего горизонта.
Для обеспечения скрытности, в том числе от радиолокационных средств противника, в интервалах между подъемами перископа субмарина осуществляет маневры на безопасной глубине.
Как правило, высота возвышения перископа подводной лодки над уровнем моря находится в пределах от 1 до 1,5 метров. Это соответствует видимости горизонта на дальность в 21-25 кабельтовых (около 4,5 км).
Перископ, как было сказано выше, должен находиться над поверхностью моря как можно меньший промежуток времени. Особенно это важно для субмарины, которая начинает атаку. Практика говорит о том, что для определения дистанции и иных параметров требуется немного времени, около 10 секунд. Такой временной интервал нахождения перископа на поверхности обеспечивает его полную скрытность, так за такой короткий срок обнаружить его невозможно.
Следы на поверхности моря
При движении субмарины перископ оставляет за собой след и бурун. Его хорошо видно не только в штиль, но и при незначительном волнении моря. Длина и характер буруна, размер следа, находятся в прямой зависимости от скорости движения подводной лодки.
Так, при скорости в 5 узлов (около 9 км/ч) длина перископного следа составляет около 25 м. Пенный след от него хорошо заметен. Если скорость субмарины составляет 8 узлов (около 15 км/ч), то длина следа равна уже 40 м, а бурун виден на большом расстоянии.
При передвижении подводной лодки в штиль проявляется от перископа ярко выраженный белый цвет буруна и объемный пенистый след. Он остается на поверхности даже после того как устройство втянуто внутрь корпуса.
Вследствие этого, перед тем как его поднять, командир субмарины предпринимает меры к замедлению скорости движения. В целях уменьшения заметности подводной лодки оконечной части придается обтекаемая форма. На имеющихся фото перископа это легко заметить.
Иные недостатки
К недостаткам этого устройства наблюдения относятся следующие:
Все вышеуказанные недостатки привели к тому, что в дополнение к перископам появились новые, передовые средства наблюдения для субмарин. Это в первую очередь система радиолокации и гидроакустики.
Перископ – это обязательный прибор на подводной лодке. Внедрение в технические системы современных субмарин новых устройств (радиолокационных и гидроакустических) не понизили его роль. Они лишь дополнили его возможности, сделав подводную лодку более «зрячей» при плохой видимости, в условиях снега, дождя, тумана и т. д.