应用光学课程设计-张一鸣.docx

应用光学课程设计——火炮周视瞄准镜设计学院：光电学院班级名：张一鸣学号：1120161069日期：2017年9月10日目录火炮周视瞄准镜概述·················1光学系统的技术要求·················11.1光学系统特性的主要参数···············11.2主要参数的大致说明·················2光学系统的设计计算内容···············2光学系统的参数总结·················11光学系统的原理示意图················12工程伦理与职业道德·················12环境与可持续性···················13技术与社会·····················13法律与法规·····················13个人与团体·····················14参考文献·····················14附录·······················14棱镜转动定理······················14火炮周视瞄准镜概述火炮周视瞄准镜作为一种广泛应用于军事领域的、起着重要作战作用的军用瞄准镜，可以配备于多种作战炮类武器，比如加农炮、加榴炮、火箭炮、榴弹炮等等。它可以用于车内观察，也可以标定方向，它与高低脚装定装置一起构成独立线式火炮瞄准具。火炮周视瞄准镜，顾名思义，具有周视性能，从而可以达到扩大观察范围，全方位观察周围情况的目的。并且由于其自身设计的原因，我方炮兵不用改变自己的位置和方向，就可以观察到四周，并且可以精确的指示目标和瞄准射击。因此，周视瞄准镜是一种使用的军用光学仪器。光学系统的技术要求2.1光学系统特性的主要参数：视放大率： 物方视场角： 出瞳直径： 出瞳距离： 潜望高： 要求成正像： 光学系统要求实现：俯仰瞄准范围 水平瞄准范围俯仰和周视中观察位置不变渐晕系数： 2.2主要参数的大致说明：视放大率3.7是角放大率，光学系统具有扩大视角的作用，同时必须保证一定的分辨角，满足仪器的精度要求。视场角，代表望远系统能够同时观察到的最大范围。出瞳直径4mm，应不小于人眼的瞳孔的直径（白天约2mm，黄昏约4~5mm，夜间可达到8mm），从主观光亮度的要求出发，大部分军用观察瞄准仪器都要求能够在白天喝黄昏同时使用，因此取4mm。出瞳距离应不小于20mm，尤其是对于军用光学仪器，防止武器后坐力的撞击而对我方士兵造成伤害。潜望高185mm，为了使我方士兵不被敌方士兵发现，我们可以取潜望高为185mm，这是由炮塔的结构所决定的。俯仰瞄准范围，水平瞄准范围，该参数的选取是为配合仪器的制作和使用要求。渐晕系数0.5，指边缘光束的宽度为中心光束宽度的一半。对于本系统，整个视场内都存在渐晕。 下面我们将按照以上要求进行光学设计。光学系统的设计计算内容3.1周视瞄准镜综述3.1.1基本工作原理简述： 周视瞄准镜的工作原理是以开普勒望远镜的工作原理为基础的。基本原件是两片正透镜（分别为物镜和目镜），要求物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合，并且达到物镜焦距在数值上大于目镜焦距。这样可以达到将无限远目标成像在无限远处的目的，让外界物体，以平行光进入人眼，并且能够扩大视角。在光路中加入平面镜棱镜系统，从而使主光轴可以弯折，从而实现我方士兵的隐蔽观察，最后通过倒像功能实现使所需观察物体最终成正像。3.1.2用途 我方士兵利用周视瞄准镜，可以全方位地观察到周围的情况，实现周视。并且，当需要俯仰观察时，可以保持目镜不动，方便我方士兵不改变自己的位置和方向就观察到四周的情况，有利于我方士兵的隐蔽，因此利用周视瞄准镜可以方便火炮操作人员的观察和瞄准。此外周视瞄准镜结构相对简单，质量相对轻便，可以方便大规模生产和装备，对提高我国军队火炮战斗部队战斗能力由很大帮助。3.1.3种类 瞄准镜主要可以分为以下三大类：望远式瞄准镜、准直式瞄准镜、反射式瞄准镜。3.2拟定系统的原理方案3.2.1光学系统的基本形式：应该选择开普勒望远系统。根据《应用光学》，望远系统有两种，分别为开普勒望远镜和伽利略望远镜，如下图所示：系统的设计有以下几个要求。要求能够对远距离目标进行观察，并且具有较大的视放大率，还需要分划板来进行军用上的来瞄准和测距。而恰恰开普勒望远镜满足这几个要求。通过开普勒望远镜，能够实现一定的视放大率，并且能够将无限远的物体成倒像在无限远处。3.2.2光学系统基本结构： 光学系统的基本结构为目镜、物镜、分划板、保护玻璃。 保护玻璃通过对系统密封从而起到保护作用，分划板上经过适当计算与调