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窺探海面或地面上活動(dòng)的裝置
潛望鏡是指從海面下伸出海面或從低洼坑道伸出地面，用以窺探海面或地面上活動(dòng)的裝置。其構造與普通地上望遠鏡相同，唯另加兩個(gè)反射鏡使物光經(jīng)兩次反射而折向眼中。潛望鏡常用于潛水艇，坑道和坦克內用以觀(guān)察敵情。
潛望鏡簡(jiǎn)介
潛望鏡
作用
處于水下航行狀態(tài)的潛艇觀(guān)察海平面和空中情況的唯一手段便是借助潛望鏡。而多數潛艇均安裝有兩部潛望鏡――一部攻擊潛望鏡和一部觀(guān)察潛望鏡。前者用于發(fā)現和瞄準水面目標，而后者主要用于觀(guān)察海空情況和導航觀(guān)測。潛艇在浮出水面前，艇長(cháng)都必須指揮潛艇在潛望鏡深度先用潛望鏡對海平面作一次360度的觀(guān)察，以求盡早發(fā)現可能出現的敵情。只有在確認沒(méi)有任何威脅的情況下潛艇才會(huì )浮出水面。
缺陷
潛望鏡的主要部件是一根長(cháng)鋼管桅桿，可升至指揮塔外5米高的位置，兩端都安裝有棱鏡和透鏡并可將潛望鏡的視野放大至1X到6X。潛望鏡的使用有兩個(gè)很明顯的問(wèn)題。最主要的就是震動(dòng)問(wèn)題。當潛望鏡完全升起時(shí)，細長(cháng)的潛望鏡桅桿會(huì )影響潛艇的正常航行，造成橫向的不穩定。當潛艇航速超過(guò)6節時(shí)，潛望鏡桅桿會(huì )帶來(lái)巨大的震動(dòng)而造成完全無(wú)法使用的情況。后來(lái)潛艇上安裝了附加的桅桿支架，潛望鏡頂端的形狀也重新設計改進(jìn)以減少水波阻力。盡管未能完全消除震動(dòng)，但畢竟有了很大改善。另外一個(gè)重要問(wèn)題是潛望鏡鏡片產(chǎn)生的霧氣。由于潛艇內部空氣潮濕，潛望鏡的鏡片多會(huì )產(chǎn)生霧氣，所以潛望鏡在設計制造時(shí)就必須盡量做到防水和密封。而潛艇在遭受深彈攻擊時(shí)很容易使潛望鏡的密封結構受損，從而導致霧氣的產(chǎn)生。
觀(guān)察潛望鏡有一個(gè)可配合潛望鏡升降桿運動(dòng)的座位和踏板，主要用于潛艇上浮之前的海空觀(guān)察和航向確認。而攻擊潛望鏡沒(méi)有，主要用于敵情觀(guān)察、目標測距和攻擊方位角度計算。同時(shí)，觀(guān)察望遠鏡在夜間觀(guān)測能力上也更勝一籌。
新興技術(shù)
但是，像AN/APS-116反潛搜索雷達是專(zhuān)為在高海情下探測暴露時(shí)間短促的潛望鏡類(lèi)目標而設計的，因此，升起潛望鏡就意味著(zhù)暴露目標。
潛望鏡制作
準備工作
做潛望鏡只需要兩面一樣大的小方鏡和一塊硬紙板。假如
你的小鏡子長(cháng)十厘米，寬七厘米，這樣，你就應該準備一張寬4×7=28厘米的硬紙板。紙板的長(cháng)度可以根據條件自己決定。紙板長(cháng)一些，潛望鏡就可以做得高一些。
制作過(guò)程
在紙板上劃出三條平行線(xiàn)，像上圖（圖1）所表示的一樣，每條線(xiàn)之間的距離都是七厘米。把涂黑的部分剪去。用刀子沿著(zhù)虛線(xiàn)劃一個(gè)痕跡（注意不要劃透）。然后，利用桌邊折一下，這樣就做成一個(gè)長(cháng)方形的盒子，用牛皮紙把它粘好。
用白膠布把小鏡子像圖中（圖2）那樣粘好（要使小鏡子和長(cháng)紙盒之間的交角等于45°），兩面小鏡子平行對好。這樣，一個(gè)潛望鏡就做成了。如果你手中的小鏡子不足十厘米長(cháng)，你可以根據勾股定理來(lái)算一算紙盒的尺寸，條件是保證鏡面和紙盒之間的夾角為45°。潛水艇在水下航行的時(shí)候，也必須利用潛望鏡觀(guān)察海面的情況。
發(fā)明疑團
潛望鏡是誰(shuí)發(fā)明的，已經(jīng)無(wú)法查考了。世界上最早記載潛望鏡原理的古書(shū)，是公元前二世紀我國的《淮南萬(wàn)畢術(shù)》。書(shū)中記載了這樣的一段話(huà)：“取大鏡高懸，置水盤(pán)于其下，則見(jiàn)四鄰矣。”
相似發(fā)明
古代，在我國一些深山古廟的屋檐下，常常傾斜地掛著(zhù)一面青銅大鏡，如果在廟門(mén)以?xún)鹊牡厣戏乓慌杷瑢φ?/span>鏡子，這就做成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的潛望鏡，在水中就會(huì )映出廟門(mén)外的羊腸小道及過(guò)往行人。
1.先說(shuō)制作倒立的潛望鏡，倒立的潛望鏡的總體造型時(shí)一個(gè)怎么說(shuō)呢?“匡”這個(gè)字，去掉里面的王字。就是這樣的。在上下兩個(gè)拐角處，放兩個(gè)成45度的鏡子。你可以畫(huà)出草圖看看，假設有一條光線(xiàn)射入到上面拐角的鏡子上部時(shí)，其反射光線(xiàn)會(huì )在下面的鏡子的下部反射，這樣就倒立了.
2.正立的潛望鏡的形狀是"Z"字形，把連接上面與下面的線(xiàn) 變成垂直的。或者說(shuō)形狀是"工"形，把上面的橫線(xiàn)的右半邊去掉。下面的橫線(xiàn)的左半邊去掉。在兩個(gè)拐角處同樣設置兩個(gè)鏡子，這個(gè)成的像就是正立的了.
倒立的潛望鏡的兩個(gè)鏡子的夾角是90度，而正立的潛望鏡的兩個(gè)鏡子是相互平行的.
制作方法
買(mǎi)兩塊小鏡子。用硬紙片做兩個(gè)直角彎頭圓筒，直徑比小鏡子稍大。在紙筒的兩直角處各開(kāi)一個(gè)45°的斜口，將兩面小鏡子鏡面相對插入斜口內（如圖10．10－3所示），用紙條粘好，把兩個(gè)直角圓筒套在一起，即成一個(gè)簡(jiǎn)單的潛望鏡。
握住底筒不動(dòng)，轉動(dòng)上筒，從底筒可以看到遠處景物。
工作原理
按現有的技術(shù)水平，潛艇綜合成像系統基本上由八大類(lèi)成像系統構成。下面就依照艇上和艇外成像系統的順序，分別描述八種成像系統的技術(shù)現狀和特點(diǎn)。
潛望鏡成像系統
現代潛艇潛望鏡是在20世紀初發(fā)明的。1906年德國海軍建成第一艘潛艇時(shí)，已使用了相當完善的光學(xué)潛望鏡，由物鏡、轉像系統和目鏡等組成。當時(shí)潛望鏡的潛望力在5~7米，觀(guān)察距離很近、視場(chǎng)狹窄、圖像質(zhì)量也很差，而且夜間無(wú)法使用。傳統潛望鏡的主要功能包括觀(guān)察水面的艦船、對空觀(guān)察飛機、估算被攻擊目標的距離、將其方位和距離提供給火控系統、在潛沒(méi)狀態(tài)下實(shí)施地標導航或天文導航等。
現代的潛望鏡制造商應用微光夜視、紅外熱成像、激光測距、計算機、自動(dòng)控制、隱身等光電技術(shù)的最新成果，開(kāi)發(fā)出新一代光電潛望鏡。以2003年德國研制的最新一款SERO 400型潛望鏡為例。主要技術(shù)性能包括：俯仰范圍-15度～+60度，1.5倍、6倍和12倍三種放大倍率，高精度的瞄準線(xiàn)雙軸穩定，潛望鏡入瞳直徑>21毫米，潛望力約12米。它能配置多種攝像機和傳感器，如數碼攝像機、微光電視攝像機、彩色電視攝像機、熱像儀、人眼安全型激光測距儀等，供潛艇指揮員根據實(shí)戰需要選用；還能把視頻信號實(shí)時(shí)提供給作戰系統監視器，實(shí)現同步觀(guān)察。潛望鏡系統的串行接口可供不同的作戰系統控制臺實(shí)現遙控操作。該潛望鏡系統在晝光和夜間條件下部有相當好的觀(guān)察效果，能有效監視海面和海空、收集導航數據、搜索和識別各種海上目標，觀(guān)察到的圖像可以錄像供回放。
美國海軍開(kāi)發(fā)的全景潛望鏡也值得關(guān)注。它是全景潛望鏡技術(shù)在現代技術(shù)條件下的重新應用，技術(shù)的前景還在驗證中。此外，國外對潛望鏡的模塊化設計相當重視而且已廣泛采用。無(wú)需改動(dòng)潛望鏡的基本結構和功能，就可以方便地根據需要替換陳舊的傳感器，提升潛望鏡的性能。
現代光電潛望鏡技術(shù)已經(jīng)相當成熟，不可能再有很大提高。傳統的穿透式潛望鏡的固有弊端已十分明顯：最主要的缺陷是潛望鏡必須穿透潛艇殼體，鏡管直徑越大對潛艇耐壓性的影響就越大；其二，潛望鏡目鏡頭的轉動(dòng)直徑一般為0. 6米，在原本有限的艇內占據較太空間，對潛艇指揮艙的布置十分不利，其三，潛望鏡只適合一人操作觀(guān)察，無(wú)法實(shí)現多人同時(shí)觀(guān)察，不利于作戰信息資源的共享。盡管存在上進(jìn)缺陷，但光電潛望鏡在現在和將來(lái)依然是各國海軍潛艇最普遍使用的成像觀(guān)察裝置。
光電桅桿系統
1976年，美國科爾摩根公司正式提出最初的光電桅桿原理供海軍評審。80年代，非穿透光電桅桿的開(kāi)發(fā)計劃正式啟動(dòng)。如今，光電桅桿已從概念、原理樣機發(fā)展成為工程型號。美、英、法三國海軍在新型核動(dòng)力潛艇上淘汰了傳統的穿透武潛望鏡，都將配備光電桅桿。選標志著(zhù)潛艇光電桅桿技術(shù)已經(jīng)達到相當成熟和可靠的水平。光電桅桿和常規潛望鏡的最大差別在于，光電桅桿是“非穿透桅桿”。它由光電桅桿觀(guān)察頭、非穿透桅桿和艇內操控臺三部分組成。美國“弗吉尼亞”級潛艇上的光電桅桿系統是AN/BVS-1成像系統，它除了現有潛望鏡系統的功能外，還能提供電子情報收集、監視和目標打擊等功能。
光電桅桿與傳統的穿透式潛望鏡相比有諸多優(yōu)點(diǎn)：如光電桅桿不穿透耐壓艇殼，直接布置在指揮艙的合適位置，不但提高了潛艇耐壓強度，也方便了指揮艙的布置；光電桅桿的觀(guān)察頭部裝有多種光電探測傳感器、電子戰和通訊天線(xiàn)等裝置；艇外情況可通過(guò)電視和紅外攝像機攝取，然后傳輸到艇內，顯示在操控臺監視器及大屏幕上。光電桅桿正在逐步取代穿透式潛望鏡，成為潛艇作戰信息系統的重要組成部分。
但由于技術(shù)復雜、價(jià)格昂貴等原因，只有少數潛艇使用了一根光電桅桿，例如俄羅斯“德?tīng)査蟆焙汀暗聽(tīng)査簟奔墝椇藵撏аb備有一根“磚雨”光電桅桿。只有美國“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇使用了兩根光電桅桿。雖然英國“機敏”級和法國“勝利”級攻擊核潛艇也裝備有兩根光電桅桿，但它們尚未下水，服役仍需時(shí)日。較為普遍的是用一根光電桅桿和一根潛望鏡配合使用，如美、英、德、法、俄、日、埃及等國的部分潛艇。
通氣管攝像機監視系統
潛艇通氣管技術(shù)是德國在二次世界大戰時(shí)發(fā)明的。60年代開(kāi)始研究在通氣管狀態(tài)下如何使用潛望觀(guān)察裝置，使通氣管能夠一管多用。當時(shí)的首選方案是在通氣管上加裝潛望鏡，如德國蔡司公司NavS潛望鏡就可以加裝在潛艇通氣管上。近幾年對潛艇通氣管上加裝觀(guān)察通訊裝置更為關(guān)注。在德國IKL公司2004年9月申請的美國專(zhuān)利“潛艇的通氣管裝置”中，詳細敘述了如何在通氣管上配置潛望鏡、雷達及通訊天線(xiàn)，主要涉及電子成像技術(shù)和雷達預警技術(shù)。通氣管攝像機監視系統把潛艇光電桅桿技術(shù)應用到了通氣管裝置上，使潛艇在通氣管狀態(tài)下工作的同時(shí)，又能保持警戒觀(guān)察、通訊和雷達預警，提高了潛艇的隱蔽性。從技術(shù)層面看，如果已經(jīng)掌握了光電桅桿技術(shù)，那么在通氣管上實(shí)現它的技術(shù)難度不會(huì )很大。該技術(shù)已引起了潛艇界人士的重視。
圍殼及殼體部分的攝像機電視系統
這是電視攝像機系統在潛艇上的特殊應用。主要用于對己艇的外部環(huán)境和各種發(fā)射狀況進(jìn)行檢查和監視，也可為潛艇在冰層下活動(dòng)提供光學(xué)導航。電視攝像機系統在潛艇殼體上的應用至少有30年的歷史，具體應用多見(jiàn)于英國，俄羅斯及北歐等國海軍潛艇。英國潛艇圍殼上配置的水下電視攝像機系統，是專(zhuān)為潛艇在冰層或水下活動(dòng)的需要而研制的。它可以提供安全的水下導航，是潛艇上浮時(shí)的重要輔助裝置。一般就導航系統而言。在潛艇圍殼上應配置兩臺水下電視攝像機，一臺置于向上觀(guān)察的位置，另一臺置于前視位置并與水平方向成40度角。這種布置方式十分有利于潛艇在上浮或前進(jìn)機動(dòng)時(shí)獲得最好質(zhì)量的圖像。英國酉姆拉德公司的OE-0285型攝像機已裝備英國的潛艇。它是一種增強的硅靶攝像機，它能在有云的星光條件下依靠微弱光線(xiàn)觀(guān)察各種目標。當潛艇在北冰洋地區活動(dòng)時(shí)，OE-0285攝像機是潛艇通過(guò)冰層上浮時(shí)的重要輔助設備。
虛擬潛望鏡系統
這是美國海軍正在研究的潛艇水下攝像機系統。雖然稱(chēng)之為“虛擬”潛望鏡，但與計算機技術(shù)領(lǐng)域的“虛擬現實(shí)”截然不同，也不同于圍殼上的攝像機系統。虛擬潛望鏡就是一種完全從水下潛沒(méi)的潛艇平臺上透過(guò)水面進(jìn)行觀(guān)察的光學(xué)傳感器，包括潛艇水下攝像機、處理器和圖像顯示器。所謂“虛擬”，是指圖像顯示器能把攝像機看到的海面上部半球形視場(chǎng)內的不完整圖像重現為一幅完整的圖像。虛擬潛望鏡與潛艇傳感器系統構成一體，可減少潛艇指揮員使用常規潛望鏡的次數，提高潛艇的隱身性。
虛擬潛望鏡技術(shù)還可以在最大程度上減少潛艇與水面艦船碰撞的概率。潛艇上浮到潛望深度前，必須確認上浮區內沒(méi)有行駛的船舶。從潛望深度到水下約150英尺(46米)的“過(guò)渡區”，是潛艇水下活動(dòng)的不安全區。在這個(gè)尷尬的區域內，潛艇因為所處位置“太深”而看不見(jiàn)上方是否有正在航行的艦船，又因為距離航行艦船下方“太淺”而不能安全地通過(guò)。但是，這個(gè)過(guò)渡區可能包含了最佳水聲搜索深度，也是最好的規避深度，是潛艇在淺水區安全活動(dòng)的最理想深度區域。如果潛艇喪失了這個(gè)過(guò)渡區，其活動(dòng)能力就會(huì )大打折扣。如果潛艇采用虛擬潛望鏡技術(shù)觀(guān)察周?chē)闆r，就能在這個(gè)過(guò)渡區內安全地活動(dòng)了。
虛擬潛望鏡的光學(xué)原理與普通潛望鏡不同。普通潛望鏡是在海上某個(gè)位置接收光線(xiàn)；虛擬潛望鏡則是利用水下的一個(gè)或幾個(gè)向上觀(guān)察的攝像機，接收來(lái)自空間并穿透海面的光線(xiàn)。虛擬潛望鏡項目運用對微弱折射光重構的成像技術(shù)，開(kāi)發(fā)一個(gè)能探測水面目標的水下攝像機系統(包括軟件系統)。虛擬潛望鏡不只是一項特殊的成像技術(shù)，而且完全適合于潛艇特種作戰部隊的應用。該技術(shù)正處于實(shí)驗階段。
光電浮標系統
美國早在80年代初已申請了光電浮標技術(shù)的專(zhuān)利。90年代，美國馬薩諸塞州波卡塞特的船舶成像系統公司開(kāi)始了潛艇用光電浮標的設計與研究。該公司與美國防先期研究計劃局簽訂了100萬(wàn)美元的研究合同，設計并制造從潛艇發(fā)射的攝像機浮標系統(BCD)。BCD使用CCD傳感器，并通過(guò)光纖和電纜與潛艇保持連接。CCD傳感器由潛艇控制其穩定和監視方向，在水面上獲取目標圖像數據，再轉換成光纖信號傳送到潛艇上。獲取的信息用圖像增強算法軟件進(jìn)行處理。潛艇用光電浮標可以進(jìn)行隱身處理以提高隱蔽性，如偽裝成冰塊或海上漂浮物。如果能降低成本，光電浮標可設計成一次性的。還有人建議研制多傳感器光電浮標系統
潛艇無(wú)人機的開(kāi)發(fā)解決了潛望鏡和光電桅桿潛望高度低、不能遠距離觀(guān)察的問(wèn)題。潛艇可以在潛沒(méi)狀態(tài)下獲得無(wú)人機從空中攝取的圖像，從而提高了隱蔽性。與潛艇有關(guān)的無(wú)人機技術(shù)研究始于80年代中期，當時(shí)的無(wú)人機是從魚(yú)雷管發(fā)射的，已能從潛艇桅桿內向外發(fā)射無(wú)人機。例如，美國科爾摩根公司研制成功的無(wú)人機發(fā)射裝置裝在潛艇桅桿內，一次可裝4架無(wú)人機。美國海軍已經(jīng)把無(wú)人機技術(shù)應用在“弗吉尼亞”級和“俄亥俄”級攻擊核潛艇上。無(wú)人機可以通過(guò)軍用衛星把探測到的信息傳輸給發(fā)射潛艇，或轉發(fā)到其他潛艇、水面艦船以及陸上的作戰指揮中心，并與水下運載器等多種系統構成綜合的信息網(wǎng)絡(luò )。
潛望鏡
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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