中国与西方瞄准镜差距何在 中国全息瞄准镜
近日有新闻报道,某部为95式步枪换用仿制美式瞄准镜以后射击成绩大幅度提高。实际上枪械等看起来技术含量低的轻武器系统才是我国现在与西方差距最大的领域,而瞄准镜就是其中差距最大的项目。
一.瞄准镜能够有效提升射击效能,只有单眼视野是以讹传讹
人眼在理论上的分辨能力极限可以达到18-20角秒,即0.3-0.33角分。但受限制于感光细胞的分布和具体的生理结构缺陷,视力最佳的人在人眼敏感的光线波段,而且照明充足的条件下,分辨能力也只能达到1角分;如果光线条件只是一般,则下降到2角分——正常视力的人一般在3-5角分之间。
更直观的说,通常情况下在90米处,绝大多数人都不能分辨长宽小于8到13厘米的物体——无论观察者怎样去集中注意力和调节眼睛。虽然在普通人看来这种能力已经足够了,但是一旦面临更为复杂和不利的条件,比如拂晓和黄昏等光线昏暗的时刻,以及对手刻意寻求隐蔽物进行隐藏的情况,即使是在100米以内,肉眼的观察能力和效率都会降低到令人难以接受,更不用提数百米、一千米以外。
实际上就算是在100米距离上,机械瞄准具枪械也根本做不到精确瞄准,射手都是通过目标的整体轮廓来间接把握大致的瞄准点的。要在100米上实现精确瞄准,射手至少要看的清楚自己瞄准的目标部位,实现直接瞄准,而这必须依靠瞄准镜提供的放大视野和精确分划才能实现。这次新闻中95步枪射手使用瞄准镜后打靶打出好成绩,原因仅此而已。
图:电脑游戏无法传达真正的双眼视野变化
长期以来有很多人都对瞄准镜有偏见,认为使用瞄准镜时会丧失另一只眼睛的观察视野。这种观点只在三种条件下成立:小学生玩穿越火线一类的射击游戏,射手毫无光学仪器使用的知识、经验、技能,或者射手就瞎了一只眼。实际上具备睁开双眼使用瞄准镜的技能,是任何一个现代射手都必须具备的基本技能——而且这不受瞄准镜型号的限制。
除了教育建设水平严重落后的区域外,接受过九年义务制教育的人都应该在初中生物课程中接触过单目镜显微镜的使用。在课程要求中,学生应该掌握一眼观察显微镜(单目镜结构)、一眼画图的能力。双眼使用瞄准镜在本质上和双眼使用单目镜显微镜就是一回事,仅仅是左右眼视野失调后再次协调、视觉注意力在左右眼视野中灵活分配的控制小技巧罢了,说穿了一钱不值。
图:双眼协调能力其实在初中就应该学会
根据笔者自己的经历,即使是视野较小的传统中高倍率瞄准镜,比如10(放大倍率)x42(物镜直径)的产品;射手一样可以准确的对2、30米外以30~40km/h速度运动的匀速目标进行准确跟踪,在左眼睁开、视野范围内观察能力有效的情况下,右眼仍然可以获得稳定的瞄准成像,并始终准确的将十字线分划压在目标同一位置上。
这种近距离跟踪简单运动目标的技能并非瞬间可得,虽然仅以纯粹的瞄准镜使用时间来计算大概不超过10个小时就能掌握基本要领,但总体上则需要耗费3~4天的时间。其中原因之一是由于双眼视野的不一致,人体的视觉、平衡感都会被破坏,新手一次使用瞄准镜过长时间会出现明显的不良反应,比如眼花、眼睛疲劳压痛(尤其是光照强烈的环境下)、晕眩、甚至是恶心想吐等。
在这一初步阶段,射手还需要一些特殊的小技巧来辅助左右眼视野的切换,比如稍微眯起左眼,注意力就会集中到右眼的瞄准镜成像上;再比如在很短的时间内将右眼稍微偏离瞄准镜的光轴,当瞄准成像不全、发黑时注意力则会迅速转移到左眼。而从初步阶段走向熟练掌握的时间要更长,花上半个月并不算多。
在技能熟练——或者说人的大脑已经开始适应这种左右眼视野不同、景物的大小、距离感不同的情况以后;射手双眼使用瞄准镜的感觉是非常自然的,注意力在左眼上还是右眼上不过是一念之间的事情,再也不需要额外的动作。这一阶段的射手在反应速度上的水平已经开始到位,据枪姿势形成的瞬间就能够形成基本瞄准关系,所谓反应速度比机械瞄准具慢纯粹是毫无根据的臆断。
二.高性能瞄准镜的制造难度高于一般人想象
枪械瞄准镜与望远镜相比的最大不同,在于它有着严格的耐冲击和保持机械精度的要求。以56式半自动(SKS)步枪为例,该枪重3.75kg,在装配重量为0.6kg的瞄准镜以后;后座体(枪械+瞄准镜)在发射时的最大后座加速度达到350g。这就意味着此时步枪瞄准镜中的镜片及其支撑结构、分划标志、高低和风偏调节机构,在每次射击过程中都要在瞬间承受超过自身重量和正常情况下承受载荷350倍以上的冲击应力。56式半自动步枪发射的仅仅是7.62中间威力枪弹尚且如此,那么使用7.62x54R、7.62NATO这样全威力弹药,乃至于12.7mm机枪弹的枪械在后座时的形成的冲击则更不难想象。
图:尼康在瞄准镜领域始终进入不了先进行列
恶劣工况的残酷性决定了瞄准镜注定是一种耗材。对于与枪械通过刚性连接固定的瞄准镜来说,射击过程中产生的冲击引起的零位走动、光学结构的失调,乃至于机械结构破坏这类现象都是不可能避免的,至今为止和可见未来能预见的技术进步都只能不断减轻、推迟它的发生。这个世界上有很多几十年以后仍然性能良好的望远镜,但从来没有经过长期高强度使用仍然能保持性能如初的瞄准镜;就算是德国的施密特·本德瞄准镜,又或者美国的刘坡尔德瞄准镜,一样毫无例外。
瞄准镜的光学、精度性能的每一次提升和功能增加,无不以镜片的尺寸和数量增加、调节机构的复杂化和精密化为基础。例如要实现变倍功能,就必须在定倍瞄准镜的基础上增加变倍透镜与控制它沿光轴前后移动的机械结构。高强度冲击的恶劣工况没有变,但各种调节机构的机械部件却越来越多、越来越单薄,它们要支撑的载荷也越来越高;这必然对光学工业和精密机械加工带来越来越高的要求。
即使是把持传统光学工业巅峰的德国和美国,真正制造出能够满足多数人想象中能力并且拥有足够寿命的瞄准镜,也就是无论远近都能非常精确的瞄准、能够在较大范围内调节放大倍率、而且倍率改变不影响瞄准精度的产品,也已经是21世纪之后的事情。
日本向来以民用光学工业发达而著称,前身是日本光学工业株式会社的尼康就是其中的佼佼者,在相机镜头领域更是世界范围内的几大垄断巨头之一。在中国人看得见的相机之外,尼康一直就相当重视西方的瞄准镜市场;从很久以前就开发了多种结构、不同市场定位的瞄准镜产品,其中还包括了弩用瞄准镜,在民用市场上也是非常有知名度的品牌。但直至今日,尼康的瞄准镜从未在西方占据过真正的高级市场,各国军警宪特中使用尼康瞄准镜的单位少之又少;哪怕是中国国内一些单位采购进口瞄准镜替换国产军品,都没见过尼康的身影。
三.西方国家在瞄准镜研制中的最大优势
西方国家在枪械瞄准镜上的研制优势实际上远不止是光学工业领域的硬实力,认识水平上的数十年积累优势是更关键的因素。西方存在极其庞大的民间射击市场,不仅对各种结构、各种性能的瞄准镜形成了非常大的需求,其市场竞争体制也使诸多光学企业必须尽心竭力的开发高性能产品才能谋得一份利润,型号的更新换代非常快。这种各大企业将性能进步和新技术应用作为商业卖点所在的情况,更是对瞄准镜的发展提供了极大助力。
小到手枪上的低倍小型瞄准镜,大到专门应用于1000米以上远距离射击、分划复杂的像高精度光学性能畸变检测图形的大型高倍靶场瞄准镜;可以说没有哪一种光学结构和瞄准镜基本设计是西方各光学企业所未曾尝试过、西方射击爱好者所未曾实际应用过的。
图:ACOG系列瞄准镜
在西方,任何一种瞄准镜只要存在设计、性能上的明显缺陷,立刻就会在第一时间被市场上的其它型号所淘汰。而优秀产品一旦表现出明显的优势,就会被军警单位所采用;除了军警订单外,由此带来的口碑和示范效应,也会使它在民用市场上获得极其可观的销售量提升。在这种基于成熟市场竞争形成的研发导向下,除了将传统产品的性能做的更好以外,开发成功一款结构新颖、性能独具特色而又贴近实用的产品能够带来高的多的商业利润。
这极大的鼓励了西方光学企业积极探索各种射击条件下新型瞄准镜的发展方向,此次某部采用的仿制美式瞄准镜,其原型就是特别针对中近距离战术射击,优化双眼使用特性而开发的ACOG瞄准镜。
笔者仍然使用上文中的例子进行对比讲解。在双眼瞄准、左眼视野无损的情况下,10x42这种传统的望远式瞄准镜对于近距离目标的适应能力并不足以满足实战射击的需求。主要原因来自于两个方面:首先是它的倍数和视场匹配不佳,其次是注意力在左右眼视野中转换时对射手的要求过高。
因为视场过小、倍率偏高,会导致目标在瞄准视野中占据的比例严重偏大,而射手对目标周围环境的观察能力不足;一旦目标进行变速、变向运动,会显得变化特别突然而且幅度巨大,虽然不一定会跑出视野,但对于瞄准的干扰非常大,会极大的破坏射手的射击决心和开火速度。
传统望远式瞄准镜形成双眼瞄准能力难的最关键原因就是十字线等分划纤细、暗淡,对视觉的刺激性严重不足。说穿了就是在人体在协调左右眼视野时,瞄准镜成像中没有一个特别明显的特征物可以在第一时间就抓住眼球,为大脑控制右眼视野提供快速聚焦的目标所在。
图:为视觉调节提供支撑点,这是ACOG设计的关键
ACOG的分划不仅粗壮明显,而且还利用外界的自然光和内置的氚光源进行了主动照明处理;这使它不论在任何情况下,始终都能牢牢的抓住射手的视觉注意力——即使射手在主观意识上已经将注意力转移到左眼视野。此外它还对出瞳特性进行了较大幅度的优化,即使射手眼睛偏离光轴一定幅度仍然能较好的看见瞄准镜的成像——要是换成传统瞄准镜,很可能就会在中途看不见瞄准镜成像了。
对射手的左右眼视野进行强制性协调,这就是ACOG瞄准镜所谓BAC(自动变倍)功能的真相。ACOG瞄准镜极大的降低了射手双眼瞄准的难度,将原本需要数天才能基本掌握的要领变得在一天内就可以熟练掌握。而所谓双眼视力差距较大的人无法利用这个功能的言论也是毫无根据的胡扯,因为笔者本人就是双眼视力差距较大而且除了开车从不戴眼镜的近视眼,即使在传统望远式瞄准镜上也一样能做到类似表现。
ACOG的设计从单纯的光学原理上并无难度。但如果不是项目论证者、具体设计者本身就有着丰富的战术射击经验,他们根本就不可能抓住成功的方向所在。
四.我国瞄准镜研制的现状
我国虽然制造了世界上绝大多数的瞄准镜,但总体水平非常低下;目前能在西方民用市场中出售中档和中档偏高产品的企业,只有不超过2家私企。而体制内企业提供的制式瞄准镜水平,即使是从官方新闻中也看得出来——经济富裕的重点建设单位、出国竞赛单位,都不惜巨资用进口瞄准镜把国产货换掉了。前段时间引起巨大关注的新闻中,某特警队花42万元单价进口瞄准镜就是典型的例子。
图:和西方军品相比,国军标内的给出的指标简直像石器时代产物
造成这种局面的原因有两个。首先是我国对于瞄准镜产品的性能指标的设计、验收标准非常低;比如国军标中的《枪用瞄准镜通用规范》中就明确规定,望远式瞄准镜的视差不大于2角分。而一套专业狙击步枪的最低精度要求,也要将子弹打进1角分的范围内;当瞄准镜的瞄准精度就存在2倍于此的误差时,枪再准又有什么用?这不是某一型国产制式瞄准镜的问题,而是我国现在所有体制内瞄准镜的共同问题。
我国瞄准镜不仅精度低,而且寿命也差。比如在关键的耐冲击寿命上,由于欠缺严格统一的标准,国内瞄准镜的寿命测试只能用敷衍了事来形容。在西方中高端民用瞄准都需要在1000G加速度冲击下坚持过几千次,国内有的军用制式瞄准镜却只进行300G的测试,而且次数很低。当然这也和检测条件有一定关系,比如能够实现1000G冲击连续测试的高级设备在国内非常少,而且不比西方,瞄准镜生产单位本身无枪无弹,也不能进行实际实弹射击效果检验。
图:国产仿制型瞄准镜设计并不理想
除了基本指标要求太低外,设计人员本身的项目把握能力也是问题。国内就算是枪械设计师,经历过战术射击培训的都是百中无一,这些专业上主攻光学产品的瞄准镜设计师就更不用提。比如此次新闻中的仿制美式ACOG产品,其设计上就出现了非常低级的错误。
95式步枪安装瞄准镜后瞄准基线本来就严重偏高,有些射手甚至自行在枪托上加装腮垫才能让脸撑住吃上力,但设计师还是画蛇添足的在瞄准镜下方增添了一堆功能结构。当然这个问题没有及时发现也许和国情有关:瞄准镜生产单位手中往往没有枪,设计师对于瞄准镜装上去以后的人机效果进行直观感受的机会和时间都很少。
但另一个问题更无法容忍。不少型号ACOG瞄准镜的上方都额外增加了一个小型的辅助用红点瞄准镜,方便极近距离上的战斗。仿制产品虽然沿袭了这一设计,但红点镜的视野居然被正前方的主瞄准镜调节旋钮和遮光罩上沿严重遮挡了。笔者相当好奇,设计师自己用这个辅助红点镜瞄准过么,哪怕一次?还是认为这样就能凑合着用了?设计单位这种只管堆砌功能、好不好用不管的设计心态和作风,只能用幼稚和不负责任来评价。
结语:
和依靠巨大民间射击市场支撑起来的西方瞄准镜产业相比,我国在枪械瞄准镜领域发展的基本驱动力非常有限,社会工业体系所能参与的范围、深度也很低。但是只要能做出针对性的改进措施,比如参照西方水平制定现代化的严格标准,建立具备正向激励能力的开放性市场竞争体制,将经历过西方高级战术射击培训作为体制内项目论证主持者的必须资质要求等,奋起直追也并不是遥不可及的臆想。
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