ВЗГЛЯД НА ВСЕ ЧЕТЫРЕ СТОРОНЫ

Л, 1995, №9

«Посылаю вам чертёж моего изобретения. Это перископ, который «видит» сразу все стороны света», - пишет наш читатель Андрей Виршиев из города Питкяранта, что в республике Карелия.

Нам его предложение показалось весьма интересным, во всяком случае необычным. Мы лишь слегка изменили конструкцию перископа Андрея, что должно облегчить его изготовление.

простейший перископ

Рис. 1. Схема простейшего перископа.

Но прежде чем приступить к постройке такого «всевидящего» перископа, давайте вспомним устройство перископа обычного на примере его элементарной модели (рис. 1).

Кстати, заметим, что настоящий перископ, применяемый в военной технике, устроен, конечно, весьма непросто. Он содержит зеркальные призмы, окуляр и систему линз. Причём все это в двойном количестве - для каждого глаза. Тем не менее и простейший по конструкции перископ позволит вести интересные наблюдения.

Для его постройки понадобятся два одинаковых прямоугольных зеркальца, например, карманные из галантерейного магазина, размерами приблизительно 30x40 мм.

Корпус перископа делают из картона. Внутреннее сечение трубы и колен - 30x30 мм. Длина трубы - 250...500 мм (избыточная длина не только утяжелит конструкцию, но и сузит поле зрения), колена - 70...80 мм.

Склеив выкройку трубы, укрепляют её стык приклеенной полоской плотной бумаги (например, ватмана). Со стороны колен в трубе вырезают два окна размерами 30x30 мм, в которых клеем ПВА закрепляют зеркала, фиксируя их четырьмя (по две вверху и внизу) спичками, очищенными от серы. Устанавливают зеркала под углом 45 градусов (в смотровом окошке должен быть виден просвет верхнего окошка).

В коленах также делают по окну размерами 30x30 мм. Однако часть вырезаемого материала - полоску шириной 1 см - не удаляют, а используют для крепления колена к трубе.

Чтобы исключить паразитные блики (засветку), внутреннюю поверхность трубы и колен чернят, например, тушью, а затем покрывают бесцветным нитролаком марки НЦ. Снаружи перископ желательно покрыть любым лаком, лучше ярким нитролаком. Это придаст ему нарядность, а также прочность и стойкость к воздействию влаги.

Устройство панорамного перископа

Рис. 2. Устройство перископа, показывающего круговую панораму.

А теперь рассмотрим устройство «всестороннего» перископа, схема которого показана на рисунке 2. Снизу, как и в простейшем перископе, установлено зеркало. А вот в верхней части помещено уже не зеркало, а зеркальная пирамида, напоминающая перевёрнутую египетскую. Закреплена она на квадратном листе, вырезанном из фанеры или оргалита и подвешенном на четырёх стойках из стальной трубки диаметром 5...6 мм с расплющенными молотком концами. Тонкие стойки нужны для того, чтобы сильно не затенять видимое в нижнее зеркало изображение. Иначе круговой обзор ухудшится из-за так называемых «мёртвых зон», закрытых для наблюдения.

Пирамида должна быть поднята над верхней кромкой трубы достаточно высоко. Это даёт возможность при необходимости видеть через смотровое отверстие всю зеркальную грань пирамиды, заглядывая в него немного сбоку.

Вид в самодельный перископ

Рис. 3. Условное изображение, наблюдаемое в смотровом окошке четырёхстороннего перископа.

Что же мы увидим в таком перископе? Оказывается, изображение будет «разбито» на четыре четверти, точнее, квадранта (рис. 3). В левом из них будет представлен вид слева, в верхнем - вид спереди, в правом - справа, а в нижнем - вид сзади. Изображения стилизованного человечка показывают, как будет Трансформироваться окружающая обстановка в этом любопытном перископе. Пройдя через систему зеркал, отражения нижних частей наблюдаемых объектов окажутся в середине полученной картины, а верхние - по её периметру.

зеркало перископа

Рис. 4. Выкройка зеркала для пирамиды четырёхстороннего перископа.

Как же вырезать зеркала пирамиды, чтобы верно составить её? Поскольку все они одинаковые, рассмотрим одно из них. Оно представляет собой равнобедренный треугольник АБВ (рис. 4). Когда перископ расположен вертикально, зеркала (грани пирамиды) должны быть наклонены под углом 45 градусов к горизонту. Математические выкладки показывают, что соотношение сторон треугольника АБВ будет следующим: АБ=БВ=0,5АВ√3=0,866AB. Для справки: высоту БГ можно найти из отношения АГ=0,5АВ√2=0,7071 АВ. Углы А и В равны 54,736 градуса, а угол Б - 70,528 градуса. Естественно, на практике такая точность не нужна, поэтому примем соответственно 55 и 70 градусов.

Можно составить пирамиду и из равносторонних треугольников. У них, как известно, все углы равны 60 градусам, что значительно упрощает разметку и раскрой зеркала (алмазом или стеклорезом), а также сборку пирамиды. Но в этом случае перископ Андрея будет «смотреть» не строго горизонтально, а несколько вниз (под углом приблизительно 10 градусов к горизонту). Впрочем, это не имеет большого значения, особенно если обозреваемое пространство ограничено по дальности.

изображение в перископе

Рис. 5. Условное изображение, наблюдаемое в смотровом окошке усовершенствованного, восьмистороннего перископа.

Таким образом, перископ Андрея, словно пушкинский золотой петушок, «смотрит» на четыре стороны света - север, восток, юг и запад. А что, если добавить к ним ещё и промежуточные румбы: норд-вест, норд-ост, зюйд-ост и зюйд-вест? Понятно, что тогда панорама местности будет представлена более наглядно - в виде восьми секторов (рис. 5). Соотношения сторон у этих треугольников такие: АБ=БВ=1,78АВ,-БГ=1,71АВ. Угол Б равен 33, а углы А и В - по 73,5 градуса.

Верхние колена перископа и в этом случае делать не потребуется. Вертикальная труба восьмиугольного или круглого сечения. Верхний лист, к которому крепят зеркальную пирамиду, тоже восьмиугольный или круглый. Для его соединения с трубой понадобится четыре или восемь стоек.

зеркало перископа

Рис. 6. Форма нижнего зеркала восьми стороннего перископа.

Форма нижнего зеркала для восьмигранной трубы показана на рисунке 6. Разметку начинают с выбора размера X, который соответствует ширине внутренней грани трубы. Если она круглая, зеркало вырезают в форме эллипса. Его геометрические параметры находят из следующих приближенных соотношений: большая ось равна 1,5d, малая - d, межфокусное расстояние - 1,8d, где d - внутренний диаметр трубы и колена. Как построить эллипс, можно узнать в справочнике по высшей математике.

Сначала строят эллипс на жёстком картоне, вырезают и убеждаются в том, что он хорошо подходит к трубе - свободно встаёт там под нужным углом. Затем этот шаблон прикладывают к зеркальной поверхности и обводят карандашом «Полицвет», стеклографом или шариковой авторучкой. Вырезают овал обычными, но обязательно острыми ножницами, погрузив их, зеркало и руки в ведро с водой и соблюдая меры предосторожности. Стекло, в том числе и зеркальное, в воде, как правило, разрезается без проблем. Если в итоге края эллипса окажутся слишком неровными, их подшлифовывают (главным образом от растрескивания) точильным бруском или оселком. Торец и край тыльной части полученной заготовки покрывают лаком, чтобы зеркальная подложка не отслаивалась.

Зеркала пирамиды целесообразно разместить на основании из фанеры или оргалита, которое сбивают мелкими гвоздиками или соединяют столярным, казеиновым и тому подобным клеем на каркасе из деревянных планочек и прикрепляют к верхнему листу. Для установки зеркал используют тот же клей или марок 88Н, 88НП, БФ-2, а лучше «Момент».

В.ВЛАДИМИРОВ

BACKHOME