В эту пятницу мы предлагаем поговорить об эволюции прицелов, в которой свою роль сыграли и технологии дополненной реальности.
Большинство технологических прорывов и новых технологий чаще всего выковываются в горниле войны, и в войне же испытываются и совершенствуются.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/317/cbb/054/317cbb0543b74f37a0cff786682588c1.jpg)
Коллиматорные прицелы и проекционные дисплеи (HUD) – не исключение. Попытки улучшить прицельные приспособления огнестрельного оружия предпринимались с момента его изобретения. Были эксперименты с открытыми и закрытыми прицелами.
Изобретались всевозможные виды и формы открытых прицелов с мушкой и целиком:
![](https://habrastorage.org/r/w1560/web/5b0/ece/910/5b0ece910e424cb69dc5f344839ba190.png)
Кольцевые прицелы, апертурные и диоптрические:
![](https://habrastorage.org/r/w1560/web/0a8/82c/d34/0a882cd34fb24e0c9b6215b31b7815a9.png)
![](https://habrastorage.org/r/w1560/web/e2c/59c/b89/e2c59cb896624646b1131570e0c563a5.png)
Дальнейшее улучшение включало в себя установку в прицелы линз и привело к созданию оптических прицелов. Добавление в оптические прицелы электронных компонентов стало причиной создания коллиматорных и голографических систем и далее усложнилось до гиростабилизированных систем, баллистических вычислителей и, наконец, проекционных дисплеев и систем с дополненной реальностью.
Первыми электронными прицелами стали коллиматоры.
Коллиматорный прицел (в англоязычных источниках прижилось название reflector sight) — это оптическое устройство, которое комбинирует естественное изображение цели с параллельным изображением прицельной марки, спроецированной в бесконечность.
![](https://habrastorage.org/r/w1560/web/34f/471/e47/34f471e4765d4fc3ad4e3c45fca8deba.png)
Это дает два больших преимущества: во-первых, можно целиться двумя глазами, что не сужает поле зрения и позволяет своевременно реагировать на изменение обстановки; во-вторых, прицельная рамка проецируется в глаз параллельным потоком и остается на оптической оси прицеливания независимо от положения головы оператора – марка перемещается по линзе прицела, но остается на точке прицеливания.
Оптические прицелы позволяют производить высокоточные выстрелы на большие расстояния, но по скорости прицеливания и эффективности работы с целями, которые быстро передвигаются, коллиматорные прицелы значительно выигрывают.
![](https://habrastorage.org/web/de4/c8e/3e5/de4c8e3e57394f86a5455ec8eec715ea.gif)
Эта технология была разработана и запатентована в 1900 году ирландским оптиком Говардом Граббом.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/d5f/a29/4b1/d5fa294b1cba4826b6874428b6bd2311.jpg)
Говард Грабб со своим изобретением
Причем технология изначально создавалась как для стрелкового оружия, так и для всевозможных орудийных платформ. Формирование прицельной марки может осуществляться путем сбора естественного света, оптическим волноводом, но современные системы в основном используют активную подсветку светодиодами или лазером.
Коллиматорные прицелы успели поучаствовать в Первой Мировой войне. Например, они устанавливались на истребители Альбатросс и Фоккер.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/2c7/3e3/d07/2c73e3d0706d436289cafc3fd7403c76.jpg)
Fokker D.VII, Скриншот из игры Rise Of Flight
К началу Второй Мировой войны эта технология стала достаточно распространенной. Особенно в тех условиях, когда было необходимо мгновенно и точно рассчитывать расстояние до цели, ее скорость и направление, а также учитывать упреждение выстрелов – в авиации, ПВО, на флоте.
Ниже — распространенный британский коллиматорный прицел MARK – 9. Его можно было увидеть на турелях и оборонительных пулеметах бомбардировщиков, а также на счетверенных зенитных установках.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/be9/6a0/bed/be96a0bed6754e70873ca1609733cc0a.jpg)
А это уже прицелы с баллистическим вычислителем. Передовые технологии своего времени!
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/3df/9b9/c70/3df9b9c703574ce5811d5a3229560ef3.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/628/e62/b7d/628e62b7d2284305afa3434386a4415a.jpg)
Как это работает:
Позднее к изображению прицельной марки и баллистическому вычислителю добавились другие нужные данные, такие как режимы работы двигателей, навигационная обстановка и т.п.
Появился классический авиационный проекционный дисплей:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/45b/6f7/cf9/45b6f7cf99784f16b16d0f8abc125a59.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/136/f76/c65/136f76c6550747758c10fae34346ea82.jpg)
Как правило, военные технологии находят свое мирное применение. Так произошло в гражданской авиации, где самым главным является максимальная безопасность.
По статистике, самые опасные и напряженные периоды полета – это взлет и посадка. В эти же моменты пилоты авиалайнера испытывают максимальную информационную нагрузку.
Проекционные экраны впервые стали устанавливаться в гражданские авиалайнеры в начале 80-х в Аляске. В отличие от боевых, гражданские проекторы крепились к потолку, а отражатель откидывался только по мере необходимости:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/01c/eee/709/01ceee709cc040f6b884e47718bd3c72.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/65b/e12/62d/65be1262de334b8ab584039ef55230f3.jpg)
Основная задача этого прибора – обеспечивать взлеты и посадки ночью и в сложных погодных условиях. При посадке экран выводит направление на правильную взлетную полосу, оптимальную глиссаду и даже вычисляет точку касания. Все это позволяет пилоту не отвлекаться на приборы и постоянно держать ВПП в поле зрения.
Проекционные дисплеи до сих пор широко применяются в военной авиации, но у них есть существенный недостаток. Воздушный бой происходит в трехмерном пространстве, что вынуждает пилота крутить головой на 360 градусов, а жизненно важная информация выводится на стационарно закрепленный экран.
Именно поэтому конструкторы уже давно думают об интеграции HUD в летный шлем.
Первая серийная попытка у ВМС США была предпринята в 1969 году и называлась VTAS (Visual Target Acquisition System). В первом поколении опускающийся монокуляр позволял пилоту осуществлять захват цели и наведение бортовых ракет воздух-воздух без использования стационарного проекционного дисплея.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/184/5eb/ec6/1845ebec6ffa4b5a899644730e19e00d.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/70e/af4/129/70eaf41299bf44ebb346e7fd106b17fb.jpeg)
Отечественные аналоги были разработаны для МИГ-29 и СУ-27, выполняли те же функции и назывались «Сура» и «Щель».
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/062/38c/be6/06238cbe69d349cfb1b7f3a9b8f44bad.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/f23/e6c/212/f23e6c212292469a8ea20760e139649a.jpg)
Вертолетчиков также не обошли вниманием. В знаменитом КА-50 применялся комплекс Обзор-800.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/e73/dc1/380/e73dc13808bd41db9982f0c61472393d.jpg)
А пилоты Апачей пользуются уже более продвинутыми монокулярами IHADSS:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/317/cbb/054/317cbb0543b74f37a0cff786682588c1.jpg)
Это уже более серьезное устройство, обеспечивающее не только целеуказание, но и навигацию, вывод изображения в инфракрасном диапазоне для ночных полетов и многое другое.
При этом обучение работе с IHADSS очень сложное, долгосрочное и вызывает жуткие головные боли. Пилот буквально адаптируется к режиму хамелеонного зрения, когда зрачки правого и левого глаза начинают работать асинхронно. Еще этот навык забывается после длительного перерыва, и приходится адаптироваться заново.
Современные системы лишены этого недостатка, так как являются бинокулярными. Вот некоторые из них:
Шлем для пилота ПАК ФА:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/a5f/62d/73c/a5f62d73cc2c47d98be51312656cedc6.jpg)
Шлем для пилота от BAE Systems:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/236/046/a96/236046a9610f42fe959896ff0c09e873.jpg)
Современные системы гораздо легче и совершеннее первого поколения, они способны выводить все возможные данные по работе бортовых систем, управлять режимами полета и навигации, а также обеспечивать вывод улучшенного и обработанного изображения в реальном времени.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/da3/df2/d8b/da3df2d8bb9d46969e6bc7988f63710f.jpg)
И если первые прототипы в прошлом веке не пошли в серию из-за большого веса и риска для шеи пилота, то в настоящем эта проблема решена:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/3af/0ff/583/3af0ff583875478585c935b7cb5e6fbc.jpeg)
Военные новинки адаптируются для гражданского применения, вот, например, разработка концерна THALES для гражданской авиации:
Есть еще она сфера, где жизненно важна навигация в трехмерном пространстве — это подводная работа. Divers Augmented Vision Display (DAVD) предназначен для навигации, связи и облегчения работы водолазов.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/web/1f8/534/1c0/1f85341c06ee41868ee7d506a1b467c5.jpg)
Вот как работает комплекс:
Можно утверждать, что с развитием технологий HUD мы увидим все новые и новые виды прицелов для разного рода оружия, а также системы, которые сделают полеты гражданской авиации еще более комфортными для пилота и безопасными для пассажиров.
Большинство технологических прорывов и новых технологий чаще всего выковываются в горниле войны, и в войне же испытываются и совершенствуются.
![](https://habrastorage.org/web/317/cbb/054/317cbb0543b74f37a0cff786682588c1.jpg)
Коллиматорные прицелы и проекционные дисплеи (HUD) – не исключение. Попытки улучшить прицельные приспособления огнестрельного оружия предпринимались с момента его изобретения. Были эксперименты с открытыми и закрытыми прицелами.
Изобретались всевозможные виды и формы открытых прицелов с мушкой и целиком:
![](https://habrastorage.org/web/5b0/ece/910/5b0ece910e424cb69dc5f344839ba190.png)
Кольцевые прицелы, апертурные и диоптрические:
![](https://habrastorage.org/web/0a8/82c/d34/0a882cd34fb24e0c9b6215b31b7815a9.png)
![](https://habrastorage.org/web/e2c/59c/b89/e2c59cb896624646b1131570e0c563a5.png)
Дальнейшее улучшение включало в себя установку в прицелы линз и привело к созданию оптических прицелов. Добавление в оптические прицелы электронных компонентов стало причиной создания коллиматорных и голографических систем и далее усложнилось до гиростабилизированных систем, баллистических вычислителей и, наконец, проекционных дисплеев и систем с дополненной реальностью.
Первыми электронными прицелами стали коллиматоры.
Коллиматорный прицел (в англоязычных источниках прижилось название reflector sight) — это оптическое устройство, которое комбинирует естественное изображение цели с параллельным изображением прицельной марки, спроецированной в бесконечность.
![](https://habrastorage.org/web/34f/471/e47/34f471e4765d4fc3ad4e3c45fca8deba.png)
Это дает два больших преимущества: во-первых, можно целиться двумя глазами, что не сужает поле зрения и позволяет своевременно реагировать на изменение обстановки; во-вторых, прицельная рамка проецируется в глаз параллельным потоком и остается на оптической оси прицеливания независимо от положения головы оператора – марка перемещается по линзе прицела, но остается на точке прицеливания.
Оптические прицелы позволяют производить высокоточные выстрелы на большие расстояния, но по скорости прицеливания и эффективности работы с целями, которые быстро передвигаются, коллиматорные прицелы значительно выигрывают.
![](https://habrastorage.org/web/de4/c8e/3e5/de4c8e3e57394f86a5455ec8eec715ea.gif)
Эта технология была разработана и запатентована в 1900 году ирландским оптиком Говардом Граббом.
![](https://habrastorage.org/web/d5f/a29/4b1/d5fa294b1cba4826b6874428b6bd2311.jpg)
Говард Грабб со своим изобретением
Причем технология изначально создавалась как для стрелкового оружия, так и для всевозможных орудийных платформ. Формирование прицельной марки может осуществляться путем сбора естественного света, оптическим волноводом, но современные системы в основном используют активную подсветку светодиодами или лазером.
Коллиматорные прицелы успели поучаствовать в Первой Мировой войне. Например, они устанавливались на истребители Альбатросс и Фоккер.
![](https://habrastorage.org/web/2c7/3e3/d07/2c73e3d0706d436289cafc3fd7403c76.jpg)
Fokker D.VII, Скриншот из игры Rise Of Flight
К началу Второй Мировой войны эта технология стала достаточно распространенной. Особенно в тех условиях, когда было необходимо мгновенно и точно рассчитывать расстояние до цели, ее скорость и направление, а также учитывать упреждение выстрелов – в авиации, ПВО, на флоте.
Ниже — распространенный британский коллиматорный прицел MARK – 9. Его можно было увидеть на турелях и оборонительных пулеметах бомбардировщиков, а также на счетверенных зенитных установках.
![](https://habrastorage.org/web/be9/6a0/bed/be96a0bed6754e70873ca1609733cc0a.jpg)
А это уже прицелы с баллистическим вычислителем. Передовые технологии своего времени!
![](https://habrastorage.org/web/3df/9b9/c70/3df9b9c703574ce5811d5a3229560ef3.jpg)
![](https://habrastorage.org/web/628/e62/b7d/628e62b7d2284305afa3434386a4415a.jpg)
Как это работает:
Позднее к изображению прицельной марки и баллистическому вычислителю добавились другие нужные данные, такие как режимы работы двигателей, навигационная обстановка и т.п.
Появился классический авиационный проекционный дисплей:
![](https://habrastorage.org/web/45b/6f7/cf9/45b6f7cf99784f16b16d0f8abc125a59.jpg)
![](https://habrastorage.org/web/136/f76/c65/136f76c6550747758c10fae34346ea82.jpg)
Как правило, военные технологии находят свое мирное применение. Так произошло в гражданской авиации, где самым главным является максимальная безопасность.
По статистике, самые опасные и напряженные периоды полета – это взлет и посадка. В эти же моменты пилоты авиалайнера испытывают максимальную информационную нагрузку.
Проекционные экраны впервые стали устанавливаться в гражданские авиалайнеры в начале 80-х в Аляске. В отличие от боевых, гражданские проекторы крепились к потолку, а отражатель откидывался только по мере необходимости:
![](https://habrastorage.org/web/01c/eee/709/01ceee709cc040f6b884e47718bd3c72.jpg)
![](https://habrastorage.org/web/65b/e12/62d/65be1262de334b8ab584039ef55230f3.jpg)
Основная задача этого прибора – обеспечивать взлеты и посадки ночью и в сложных погодных условиях. При посадке экран выводит направление на правильную взлетную полосу, оптимальную глиссаду и даже вычисляет точку касания. Все это позволяет пилоту не отвлекаться на приборы и постоянно держать ВПП в поле зрения.
Проекционные дисплеи до сих пор широко применяются в военной авиации, но у них есть существенный недостаток. Воздушный бой происходит в трехмерном пространстве, что вынуждает пилота крутить головой на 360 градусов, а жизненно важная информация выводится на стационарно закрепленный экран.
Именно поэтому конструкторы уже давно думают об интеграции HUD в летный шлем.
Первая серийная попытка у ВМС США была предпринята в 1969 году и называлась VTAS (Visual Target Acquisition System). В первом поколении опускающийся монокуляр позволял пилоту осуществлять захват цели и наведение бортовых ракет воздух-воздух без использования стационарного проекционного дисплея.
![](https://habrastorage.org/web/184/5eb/ec6/1845ebec6ffa4b5a899644730e19e00d.jpg)
![](https://habrastorage.org/web/70e/af4/129/70eaf41299bf44ebb346e7fd106b17fb.jpeg)
Отечественные аналоги были разработаны для МИГ-29 и СУ-27, выполняли те же функции и назывались «Сура» и «Щель».
![](https://habrastorage.org/web/062/38c/be6/06238cbe69d349cfb1b7f3a9b8f44bad.jpg)
![](https://habrastorage.org/web/f23/e6c/212/f23e6c212292469a8ea20760e139649a.jpg)
Вертолетчиков также не обошли вниманием. В знаменитом КА-50 применялся комплекс Обзор-800.
![](https://habrastorage.org/web/e73/dc1/380/e73dc13808bd41db9982f0c61472393d.jpg)
А пилоты Апачей пользуются уже более продвинутыми монокулярами IHADSS:
![](https://habrastorage.org/web/317/cbb/054/317cbb0543b74f37a0cff786682588c1.jpg)
Это уже более серьезное устройство, обеспечивающее не только целеуказание, но и навигацию, вывод изображения в инфракрасном диапазоне для ночных полетов и многое другое.
При этом обучение работе с IHADSS очень сложное, долгосрочное и вызывает жуткие головные боли. Пилот буквально адаптируется к режиму хамелеонного зрения, когда зрачки правого и левого глаза начинают работать асинхронно. Еще этот навык забывается после длительного перерыва, и приходится адаптироваться заново.
Современные системы лишены этого недостатка, так как являются бинокулярными. Вот некоторые из них:
Шлем для пилота ПАК ФА:
![](https://habrastorage.org/web/a5f/62d/73c/a5f62d73cc2c47d98be51312656cedc6.jpg)
Шлем для пилота от BAE Systems:
![](https://habrastorage.org/web/236/046/a96/236046a9610f42fe959896ff0c09e873.jpg)
Современные системы гораздо легче и совершеннее первого поколения, они способны выводить все возможные данные по работе бортовых систем, управлять режимами полета и навигации, а также обеспечивать вывод улучшенного и обработанного изображения в реальном времени.
![](https://habrastorage.org/web/da3/df2/d8b/da3df2d8bb9d46969e6bc7988f63710f.jpg)
И если первые прототипы в прошлом веке не пошли в серию из-за большого веса и риска для шеи пилота, то в настоящем эта проблема решена:
![](https://habrastorage.org/web/3af/0ff/583/3af0ff583875478585c935b7cb5e6fbc.jpeg)
Военные новинки адаптируются для гражданского применения, вот, например, разработка концерна THALES для гражданской авиации:
![](https://habrastorage.org/web/92d/066/a43/92d066a43b0d4d8f86769ede2993914b.jpg)
Есть еще она сфера, где жизненно важна навигация в трехмерном пространстве — это подводная работа. Divers Augmented Vision Display (DAVD) предназначен для навигации, связи и облегчения работы водолазов.
![](https://habrastorage.org/web/1f8/534/1c0/1f85341c06ee41868ee7d506a1b467c5.jpg)
Вот как работает комплекс:
Можно утверждать, что с развитием технологий HUD мы увидим все новые и новые виды прицелов для разного рода оружия, а также системы, которые сделают полеты гражданской авиации еще более комфортными для пилота и безопасными для пассажиров.