反射式平行光管的红外瞄具零位走动量测量方法研究

　　红外瞄准镜和红外热像仪[1]( 统称红外瞄具)的零位走动量[2]是指瞄具的瞄准基线由于物镜、目镜、分划板、变像管和装卡导轨等零部件的松动、变形和移位而发生了变化，外在的影响因素主要是运输、射击、环境变化等，其变化量通常用角度值( mil)表示。零位走动量是瞄具设计、加工、安装的科学性合理性的考核参数之一[3]。因为瞄准基线直接和武器射击精度相关，所以零位走动量直接关系到射击精度的好坏，在红外瞄具生产和试验中，对瞄具零位走动量的检测是十分重要的检测项目，目前国内外普遍采用反射式平行光管[4]结合测角装置进行检测，受光管视场的限制很难实现大视场测量。

　　1 零位走动量含义及测量基本原理

　　1. 1 零位走动量含义

　　瞄准基线是指瞄具物镜中心与分划板中心的连线。由概念可知，零位走动量实质上是瞄准基线的位置变化。如图 1 为瞄具调校后的状态，Lo、Le、R1分别为瞄具的物镜、目镜和分划板，此状态下可认为瞄准基线 OO1与瞄具的光轴 O1O2重合，且光轴相对理论瞄准基线 ll'无偏离。当运输、携行、射击或环境温度变化时，导致瞄具物镜、目镜、分划板、变像管和装卡导轨等零部件的松动、变形和移位，从而使瞄准基线和光轴发生了位置相对变化，如图 2 所示。瞄具光轴 O1O2相对理论瞄准基线 ll'偏转 α 角，实际瞄准基线 OO1与光轴偏转 β 角，由图 1 和图 2 的对应关系可见，实际瞄准基线相对理论瞄准基线偏转了 θ = α + β，此角即为零位走动量。

　　1. 2 测量基本原理

　　由零位走动量的含义可知，要想测量瞄具的零位走动量必须建立一个无穷远的基准目标，通常采用平行光管来模拟。如图 3 所示，Lc、Rc分别为平行光管的物镜和分划板，平行光管分划板中心 F'c在瞄具分划板上的像为 A 点，而瞄具分划板中心 O 对应的物空间点( 即瞄准点) 在平行光管分划板上的 O'，平行光管的光轴 F'cOc即是测量的基准轴 ll'. 由图中几何关系可得

　　式中: F'cO'为红外平行光管分划中心在瞄具分划板上的像与瞄具分划中心的偏离量所对应的物空间平行光管分划板上的偏离量; f'c为红外平行光管焦距。由以上分析可知，瞄具零位走动量 θ 可直接测量也可间接测量。由图 3 可知，如果平行光管出射的平行光相对瞄具的瞄准基线逆时针旋转 θ 角，则光管分划板中心在瞄具分划板上的像 A 点会与瞄具分划板中心 O 点重合，而旋转的角度 θ 可以通过角度读数机构直接读出，这就是直接测量的理论依据。

　　实际上对于转动反射式平行光管的方法[5]是不可取的，因为转动光管会使测量的基准因运动而产生变化，影响测量精度，另外从工程角度也因光管的体积和质量问题不易实现。针对此问题可在光管的出射光路中加入一个可调整角度的平面反射镜加以解决，如图 4 所示。若要令光管分划中心 F'c与瞄具在光管分划板上的瞄准点重合，保持光管和瞄具不动，只要平面反射镜 Rp旋转 θ/2 角即可。