Зрение позволяет человеку воспринимать до 80% всей информации, поступающей из внешнего мира, оно не только определяет освещенность и цвета предметов, отличая их друг от друга, но и дает представление об их форме, размерах, удаленности, пространственном расположении.
Процесс зрения можно представить следующим образом. Световые лучи, отраженные от предмета, падают на роговую оболочку глаза. Пройдя зрачок, они попадают на хрусталик, который фокусирует лучи на сетчатку глаза. Под их действием возбуждаются соответствующие нервные окончания сетчатки. Эти возбуждения передаются в головной мозг, в результате возникает зрительное восприятие.
При несении вахты у сигнальщика может возникнуть усталость глаз, которая вызывается действием яркого света или отсутствием в световом потоке некоторых цветов, входящих в солнечный спектр. При усталости глаз резко снижается их чувствительность к свету и способность четко различать цвета. Общая усталость человека также снижает чувствительность глаз.
Часто по различным причинам хрусталик глаза теряет свою способность хорошо фокусировать световые лучи, отраженные от дальних или ближних предметов. В первом случае это явление называют близорукостью, во втором — дальнозоркостью. Некоторые люди не различают красный и зеленый цвета. Эта аномалия цветного зрения носит название дальтонизма. К недостаткам человеческого зрения может быть отнесен его так называемый астигматизм, порождаемый несимметричной формой хрусталика или роговой оболочки. В силу этого изображение предмета на сетчатке глаза получается нечетким и искаженным. Такие недостатки зрения компенсируются с помощью очков.
В целях защиты глаз от солнца и избавления их от быстрой усталости при ведении наблюдения в условиях яркого встречного освещения применяют защитные очки со стеклами дымчатого цвета или зеленовато-желтого оттенка. С помощью таких стекол достигается равномерное ослабление яркости всего солнечного спектра, что позволяет правильно ориентироваться в цветовой гамме окружающих предметов. Лучшей окраской очков является темная; цветовые тона отражают свет и вызывают блики, которые неприятно действуют на глаза и мешают наблюдению.
Глаз обладает способностью к адаптации, т. е. приспособлению к свету и темноте, при этом он приспосабливается к свету гораздо быстрее, чем к темноте. На адаптацию глаз к темноте требуется до 40—50 мин, но этот процесс может быть искусственно ускорен.
Резкое ухудшение зрительного восприятия в темноте объясняется свойством глаза плохо различать ночью яркость и цвет предметов. Если днем глаз способен различать яркость предмета, которая отличается от яркости окружающего фона на 5—10%, то ночью эта разница увеличивается до 20—25%. Из-за неспособности глаза различать цвета ночью весь ландшафт и наблюдаемые предметы представляются в сером цвете различных оттенков. Ночью сильно снижается и острота зрения. Если днем пределом (остротой) зрения считается угол. 0,5— 1,0', то в темное время суток — до 10—30'. Поэтому в темноте глаз не различает тонкие линии, узкие промежутки между предметами и мелкие пятна даже при их значительно высокой контрастности; к тому же теряется ощущение глубины и расстояния между предметами, а также их дальности от наблюдателя. Поле зрения глаза представляет собой пространство, в котором различаются предметы. Средние границы поля зрения для белого цвета составляют: вверх — 60°, вниз — 70°, к носу — 60°, к виску— 100°.
Оптические приборы наблюдения. Оптические приборы применяются для наблюдения за окружающей обстановкой. К ним относятся бинокли, стереотрубы и морские бинокулярные трубы.
Бинокль состоит из двух параллельных зрительных труб, соединенных с помощью шарнира так, что имеется возможность смотреть в них одновременно двумя глазами. Применяются бинокли двух типов: ночные и призматические.
Ночной бинокль (рис. 9.1). Зрительная труба бинокля состоит из неподвижной трубки 5 и ввинчивающейся в нее другой трубки 4. В неподвижную трубку 5 вставлена двояковыпуклая линза 8, называемая объективом, в ввинчивающуюся — двояковогнутая линза 7, называемая окуляром. Линзы удерживаются в трубках с помощью колец с резьбой. Благодаря этим линзам бинокль увеличивает изображение наблюдаемого предмета, как бы приближая его к глазам наблюдателя. Трубки окуляра снабжены особыми наделками — наглазниками 5, которые удерживают глаза наблюдателя на наиболее выгодном расстоянии от окуляров. Для установления ясной видимости требуется подгонка бинокля по глазам наблюдателя. Эта подгонка осуществляется сближением (или удалением) друг к другу линз окуляра и объектива ввинчиванием (или вывинчиванием) трубки окуляра в неподвижную трубку объектива. Ввинчивают (вывинчивают) трубки окуляров с помощью поясков с насечкой 2.
Для того чтобы каждый раз при пользовании биноклем не подгонять его по глазам наблюдателя, в нижней части подвижных трубок (окуляров) нанесены деления с нулем посредине и со знаком плюс с одной стороны и знаком минус с другой, а на неподвижных трубках (объективах) в верхней части нанесены черточки. Подогнав один раз бинокль по своим глазам, необходимо запомнить деления поясков, приходящиеся против черточек неподвижных трубок, и при пользовании биноклем в другой раз ввинчивать трубки окуляров до этих делений.
Для подгонки бинокля по глазам нужно направить бинокль на отдаленный предмет, закрыть левый глаз; правой рукой вращать правую подвижную трубку окуляра в ту или иную сторону до тех пор, пока изображение предмета не станет видно наиболее отчетливо; потом закрыть правый глаз и левой рукой таким же образом подогнать левую трубку окуляра. Затем подогнать бинокль по своим глазам, используя его шарнирную ось, которая с одной стороны заканчивается зажимным винтом 6, с другой — диском 1 с нанесенными делениями, указывающими расстояние между окулярами. Если бинокль не подогнан по расстоянию между глазами, то он будет двоить изображение наблюдаемого предмета и для наблюдения окажется непригодным. При наблюдении в ночной бинокль днем против солнца на окуляры надевают специальные стекла — светофильтры, предохраняющие глаза от яркого света.
Призматический (дневной) бинокль отличается от ночного тем, что в каждой из зрительных труб (рис. 9.2) кроме линз окуляра 1 и объектива 3 имеются еще две призмы 2 и 4.
Рис. 9.2. Зрительная труба призматического бинокля: 1 — окуляр; 2 — первая призма; 3 — объектив; 4 — вторая призма; X — луч
Луч X от наблюдаемого предмета проходит через объектив 3 и попадает в призму 4, где дважды отражается от граней призмы и попадает в призму 2, в которой снова дважды отражается и через окуляр 1 попадает в глаз наблюдателя.
Порядок подгонки призма-тического бинокля к глазам наблюдателя такой же, как и ночного бинокля. Качество каждого бинокля характеризуется увеличением, полем зрения, светосилой и стереоскопичностью получаемого изображения.
Увеличение бинокля зависит от расстояния между линзами окуляров и объективов, которое в свою очередь зависит от степени кривизны (выпуклости, вогнутости) линз. Чем больше расстояние между окуляром и объективом, тем больше и увеличение бинокля. Ночные бинокли дают увеличение в 1,5—6 раз, призматические — в 6, 8, 10, 12 и в 20 раз (крат). Таким образом, призматические бинокли дают значительно большее увеличение, в этом их преимущество перед ночными.
Поле зрения бинокля — угол, образуемый воображаемыми прямыми линиями, идущими от глаза наблюдателя к краям видимого предмета. Поле зрения зависит от конструкции бинокля и его увеличения. Чем больше увеличе-ние биноклей, тем меньше их поле зрения. Так, например, поле зрения призматического бинокля с увеличением в 12 крат меньше поля зрения бинокля такой же конструкции с увеличением в 6 крат. На рис. 9.3 показаны изображения судна, видимые на одном и том же расстоянии в бинокли различных систем.
Рис. 9.3. Изображения судна, видимые в поле зрения биноклей различных конструкций: I — в призматический бинокль с большим увеличением; II — в призматический бинокль с малым увеличением; III — в ночной бинокль
Светосила бинокля — отношение яркости изображения предмета, наблюдаемого в бинокль, к яркости предмета, видимого невооруженным глазом. Светосила бинокля зависит от количества линз и призм. Чем их больше и чем они толще, тем больше потерь света. Ночные бинокли имеют потери света 15—18%, призматические до 40— 50%. В этом заключается недостаток призматических биноклей и преимущество ночных.
Стереоскопичность бинокля обеспечивает рельефное изображение предметов, а расстояния между ними более отчетливые, глубинные. Это качество бинокля зависит от расстояния между объективами. Чем больше это расстояние, тем больше стереоскопичность изображения предметов. Поэтому призматические бинокли обеспечивают лучшую глубину рассматриваемых предметов, чем ночные.
Рис. 9.4. Сетка тысячных дистанции в поле зрения артиллерийского бинокля
Применяемые для наблюдения призматические артиллерийские бинокли имеют в поле зрения нанесенную сетку делений (рис. 9.4), в которой промежутки между двумя соседними большими делениями равны 10 т. д. (тысячных дистанции), а промежутки между соседними большим и малым делениями равны 5 т. д. Сетка бинокля позволяет приблизительно определять расстояния до корабля. Для этого необходимо лишь знать длину или ширину наблюдаемого корабля и уметь произвести несложное вычисление. Определение расстояния осуществляется делением известной длины (ширины) корабля на число тысячных дистанции, занимаемых изображением корабля в сетке бинокля.
Допустим, наблюдатель обнаружил корабль, идущий встречным курсом, т. е. виден нос корабля; ширина корабля 12 м; изображение корабля в поле зрения бинокля занимает место, равное приблизительно половине промежутка между большим и малым делениями, т. е. 2,5 т.д. Разделив 12 на 0,0025, наблюдатель получит приблизительное расстояние до корабля — 4800 м.
Стереотруба (рис. 9.5, 9.6) состоит из двух перископических призменных зрительных труб, соединенных шарнирной осью так, что трубы могут быть раздвинуты в горизонтальном направлении или же сдвинуты вместе вертикально (наблюдение в этом случае можно вести из укрытий).
Рис. 9.6. Общий вид развернутой стереотрубы
При раздвинутых до горизонтального положения трубах видимое в стереотрубу изображение приобретает особую рельефность (стереоскопичность). Стереотрубу устанавливают на переносной треноге или на специально укрепленных на мостике штырях. Механизм крепления стереотрубы позволяет вращать ее в горизонтальной плоскости и, кроме того, иметь некоторый наклон в вертикальной плоскости. Оптическое устройство стереотрубы аналогично устройству призматических биноклей. Стереотруба обладает сравнительно большим увеличением и стереоскопичностью видимого изображения, но малым полем зрения, поэтому ее обычно используют для более детального рассмотрения объектов, ранее обнаруженных невооруженным глазом или в бинокль.
Морская бинокулярная труба (рис. 9.7) состоит из бинокуляра, подставки, колонки (треноги). На корабле би-нокуляр устанавливают на колонке, а на береговом посту на треноге.
Бинокуляр представляет собой зрительную трубу с призменной оборачивающей системой и широкоугольными окулярами. Последние для удобства наблюдения располагаются под углом 60° к ее оптической оси. Увеличение трубы составляет 20 крат, поле зрения 5°.
Окуляры имеют диоптрийные шкалы с делениями ±3 диоптрии. Расстояние между окулярами можно изменять от 56 до 72 мм. Применение наглазников на окулярах обеспечивает их удаление от глаз на 17 мм. Подставка, посредством которой бинокуляр устанавливают на колонку (треногу), обеспечивает его вращение по всему горизонту, а по вертикали от —20 до +85°. Верхняя шкала азимутальных углов (пеленгов) составляет 0—360° при цене деления 1°, а нижняя шкала курсовых углов правого и левого борта 0—180° при той же цене деления. Шкала углов места имеет цену деления 5°, а в интервале от 0 до ±5° цена деления составляет 1°.
Цена оборота рукояток горизонтальной и вертикальной наводок составляет 6000 т. д.
Оптическая система левой половины бинокуляра (рис. 9.8) состоит из объектива 1, трех поочередно включающихся светофильтров 2, полупентапризмы 3, линзы 4, крышеобразной призмы 5 и окуляра 6.
В отличие от левой половины бинокуляра в правой есть сетка, а три поочередно включающихся светофильтра имеют меньший световой диаметр и отстоят дальше от объектива. В число трех светофильтров каждой половины бинокуляра входят нейтральный, поляризационный и оранжевый. Нейтральный светофильтр применяют при наблюдении за целями, находящимися вблизи солнечного диска, поляризационный — для ослабления лучей, отраженных от водной поверхности, особенно если цель находится в полосе солнечной дорожки. Оранжевый светофильтр применяют при наблюдении в условиях дымки (тумана), а также для создания контрастности очертаний цели, если она неясно просматривается по каким-либо причинам.
Для получения прямого изображения цели в фокальной плоскости окуляра применяют призмы 3 и 5. Линза 4 служит для компенсации аберраций окуляра. Помещенная в правом окуляре сетка имеет в центре перекрестие и четыре дополнительных штриха, расположенные симметрично от центра: два по горизонтали и два по вертикали. Длина штрихов перекрестия в угловой мере 10 т. д., а длина дополнительных штрихов и интервалов между ними и перекрестием по 5 т. д.
Оптическая система бинокуляра смонтирована в литом корпусе. Наверху корпуса для быстрой наводки трубы на цель укреплен визир, состоящий из целика и кольца.
Уход за оптическими приборами. Все оптические приборы требуют бережного обращения и постоянного ухода. Их следует оберегать от ударов (падений) и толчков, а также от резких перепадов температуры при их использовании и хранении. Перепады температуры приводят не только к отпотеванию оптики и корпуса, но и к попаданию влажного воздуха внутрь прибора. Во избежание этого в холодное время прибор не рекомендуется вносить в теплое помещение, лучше его оставлять на воздухе.
Рис. 9.8. Оптическая система левой половины бинокуляра: 1— объектив; 2 — светофильтр; 3 — полупентапризма; 4 — линза; 5 — крышеобразная призма; 6 — окуляр
Отпотевшие линзы (объектива и окуляра) следует протирать мягким тампоном, смоченным в спирте. В условиях корабля визирная линия бинокуляра при нулевом отсчете шкалы лимба должна быть параллельна Диаметральной плоскости корабля (отклонение не должно превышать 0,5°). На береговом посту визирная линия бинокуляра должна совпадать с истинным пеленгом выбранного ориентира, известного заранее; при этом отклонение от истинного значения пеленга также не дол-жно превышать 0,5°. Направление визирной линии бинокуляра при нулевом отсчете шкалы углов места должно совпадать с плоскостью горизонта с точностью ±30'.
Патрон осушки бинокуляра должен быть в исправном состоянии. Это определяется по цвету зерен осушающего состава, который не должен совпадать с окраской контрольного кружка, нанесенного на внутренней стенке смотровой щели патрона; при совпадении цветов осушающий состав нужно заменить новым. Хранить приборы до установки их на штатное место следует в упаковочных ящиках. Нахождение кислот и щелочей рядом с приборами или в одном с ними помещении недопустимо. Осмотры приборов должны проводиться регулярно. При их проведении своевременно выявляют и устраняют неисправности, а также приводят в порядок запасное имущество. Работы, связанные с устранением рассогласованности оптических осей труб приборов, сменой линз, установкой сетки, регулировкой диоптрийных шкал, а также юстировкой приборов, должны проводиться в специальных мастерских.