잠망경 (Periscope) 은 저지대 터널에서 해수면이나 지면을 뻗어 해수면이나 지면의 활동을 엿보는 장치다. 그 구조는 지상의 일반 망원경과 마찬가지로, 단지 두 개의 추가 거울을 추가하여 물빛이 두 번 반사되어 눈을 돌리게 한다. 잠망경은 종종 잠수함 터널 탱크에서 적정을 관찰하는 데 쓰인다.
기능
잠수함이 수중에서 항행하여 해수면과 공기 상태를 관찰하는 유일한 방법은 잠망경을 사용하는 것이다. 대부분의 잠수함에는 두 개의 잠망경, 즉 공격 잠망경과 관찰 잠망경이 장착되어 있다. 전자는 수상 목표를 발견하고 조준하는 데 사용되고, 후자는 주로 해공 상황과 항행 관찰을 관찰하는 데 사용된다. 잠수함이 수면 위로 떠오르기 전에 함장은 가능한 한 빨리 발생할 수 있는 적정을 발견하기 위해 잠수함을 이 깊이에서 잠망경으로 해수면을 360 도 관찰하도록 지휘해야 한다. 잠수함은 위협이 없을 때만 수면으로 떠오른다.
단점
잠망경의 주요 부분은 긴 강철 마스트로, 지휘탑 밖 5 미터 높이까지 올라갈 수 있다. 양쪽 끝에 프리즘과 렌즈를 설치하면 잠망경의 시야를 1X 에서 6X 까지 확대할 수 있습니다. 잠망경의 사용에는 두 가지 명백한 문제가 있다. 주요 문제는 진동이다. 잠망경이 완전히 솟아오를 때, 가늘고 긴 잠망경 마스트는 잠수함의 정상적인 항해에 영향을 주어 가로방향 불안정을 초래할 수 있다. 잠수함의 속도가 6 노트보다 빠르면 잠망경 마스트는 큰 진동을 일으켜 전혀 사용할 수 없게 한다. 나중에 잠수함에 추가 돛대 받침대를 설치하고 잠망경 꼭대기의 모양을 재설계하고 개선하여 수파 저항을 줄였다. 진동이 완전히 제거되지는 않았지만, 이미 크게 개선되었다. 또 다른 중요한 문제는 잠망경 렌즈로 인한 안개다. 잠수함 내부의 공기가 비교적 습하기 때문에 잠망경의 렌즈는 안개가 생기기 때문에 잠망경은 설계 제조 시 가능한 방수 밀봉을 해야 한다. 잠수함이 심탄공격을 받을 때 잠망경의 밀봉 구조를 쉽게 파괴하여 안개가 끼게 한다.
잠망경을 관찰하면 잠망경 리프트와 함께 움직일 수 있는 좌석과 페달이 있는데, 주로 잠수함이 뜨기 전의 해공 관찰과 항행 확인에 쓰인다. 공격 잠망경은 구비되지 않고 주로 적의 관찰, 목표 거리 측정 및 공격 방위각 계산에 쓰인다. 동시에 관측 망원경의 야간 관측 효과가 더 좋다.
신흥 기술
반면 AN/APS- 1 16 대잠 검색 레이더는 고해 상황에서 노출이 짧은 잠망경 목표를 탐지하도록 설계되었기 때문에 잠망경은 노출 대상이다.
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잠망경을 만들다
준비 작업/곧 작업 시작
잠망경을 만들려면 양면만큼 큰 작은 정사각형 거울과 판지 한 장만 있으면 된다. 작은 거울이 길이10cm, 너비가 7cm 이면 폭이 4× 7 = 28cm 인 판지를 준비해야 합니다. 판지의 길이는 조건에 따라 스스로 결정할 수 있다. 판지가 좀 길면 잠망경을 좀 더 높게 만들 수 있다.
제조 공정
판지에 평행선 세 개를 그리다. 그림과 같이 각 선 사이의 거리는 7cm 입니다. 검게 변한 부분을 잘라내다. 작은 칼로 점선을 따라 표시를 그립니다 (자르지 않도록 주의). 그런 다음 테이블 가장자리로 접어서 직사각형 상자를 만들어 크라프트지로 붙였다.
백대로 작은 거울을 배에서 내리는 것처럼 만들고, 수중을 항해할 때는 잠망경으로 해면을 관찰해야 한다.
난제를 발명하다
누가 잠망경을 발명했습니까? 지금은 이미 조사할 수 없다. 세계 최초로 잠망경의 원리를 기록한 고서적은 기원전 2 세기의 중국' 화남만필서' 이다. 책에는 이런 말이 기록되어 있다. "큰 거울을 들고 높이 걸려 있고, 아래에 물접시를 놓으면 이웃을 볼 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 독서명언)."
역사상 비슷한 발명품
고대에는 중국의 일부 심산고찰의 처마 밑에 왕왕 구리 거울이 비스듬히 걸려 있었다. 절문 안의 바닥에 물 한 대야를 놓으면 가장 간단한 잠망경이다. 절문 밖의 좁은 오솔길과 행인들이 모두 물에 비친다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언)
1. 먼저 거꾸로 된 잠망경을 만든다고 합시다. 잠망경의 전체 조형에서' 광활한' 자는 어떻게 말합니까? 안에 있는' 왕' 자를 빼다. 그게 다예요. 상하 구석에 각각 45 도 거울 두 개를 놓다. 소묘를 그릴 수 있다. 한 줄기 빛이 위쪽 구석에서 거울의 위쪽 부분으로 들어가면 그 반사광이 아래 거울의 아래쪽 부분에서 반사되어 거꾸로 걸려 있다고 가정해 봅시다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 거울명언)
2. 직립 잠망경은' z' 형으로 상하 두 부분을 연결하는 선이 수직이 되도록 합니다. 또는 "I" 자 모양, 수평선의 오른쪽 절반을 제거 합니다. 아래쪽 수평선의 왼쪽 절반이 삭제됩니다. 두 구석에 두 개의 거울도 배치되어 있는데, 이 이미지는 직립되어 있다.
거꾸로 된 잠망경의 두 반사경 사이의 각도는 90 도이고, 직립잠망경의 두 반사경은 서로 평행하다.
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생산방법
작은 거울 두 개를 사다. 판지로 직각 팔꿈치 원통 두 개를 만들었는데, 지름이 작은 거울보다 약간 크다. 종이관의 두 직각에 각각 45 의 경사구멍을 하나 열고, 두 개의 작은 거울을 비스듬히 경사 구멍에 삽입하고 (예: 10. 10-3), 메모지로 함께 붙이고, 두 개의 직각 원통을 함께 씌우고,
맨 아래 튜브를 잡고 맨 위 튜브를 돌리면 위에서 먼 경치를 볼 수 있다.
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잠망경의 작동 원리
현재의 기술 수준에 따르면 잠수함 종합 이미징 시스템은 기본적으로 8 대 이미징 시스템으로 구성되어 있다. 다음은 공수 및 비공수 이미징 시스템의 순서에 따라 각각 8 가지 이미징 시스템의 기술 현황 및 특징을 설명합니다.
잠망경 영상 시스템
현대 잠수함 잠망경은 20 세기 초에 발명되었다. 독일 해군은 1906 년 첫 잠수함을 건설할 때 이미 상당히 정교한 광학 잠망경을 사용했으며 대물 렌즈, 영상 변환 시스템, 접안렌즈로 구성되어 있다. 당시 잠망경 잠망경 전력은 5 ~ 7m 로 관측 거리가 가깝고 시야가 좁고 영상 품질이 좋지 않아 밤에 사용할 수 없었다. 전통적인 잠망경의 주요 기능으로는 수면 위의 함선을 관찰하고, 공중의 비행기를 관찰하고, 공격 대상의 거리를 추정하고, 화재 통제 시스템에 위치와 거리를 제공하고, 침수 상태에서 랜드마크 내비게이션이나 천문 항법을 실시하는 것이 있다.
현대 잠망경 제조사는 희미한 야시, 적외선 열 이미징, 레이저 거리 측정, 컴퓨터, 자동 제어, 스텔스 등 광전기 기술의 최신 성과를 응용하여 차세대 광전 잠망경을 개발하였다. 2003 년 독일에서 새로 개발한 SERO 400 잠망경을 예로 들어보겠습니다. 주요 기술 성능으로는 피치 범위-15 ~+60 도, 1.5 배, 6 배, 12 배, 고정밀 조준선 이축 안정, 잠망경 등이 있습니다. 디지털 카메라, 마이크로라이트 TV 카메라, 컬러 TV 카메라, 열감 카메라, 눈 안전 레이저 거리 측정기 등 다양한 카메라와 센서를 장착할 수 있습니다. , 실제 필요에 따라 잠수함 지휘관이 선택할 수 있도록; 비디오 신호를 전투 시스템의 모니터에 실시간으로 제공하여 동시 관찰을 할 수도 있습니다. 잠망경 시스템의 직렬 인터페이스는 서로 다른 작전 시스템 콘솔의 원격 제어에 사용될 수 있다. 잠망경 시스템은 낮과 밤 조건 하에서 모두 좋은 관측 효과를 가지고 있으며, 해면과 공중을 효과적으로 감시하고, 내비게이션 데이터를 수집하고, 각종 해상 목표를 검색하고 식별하며, 관찰된 영상은 재생을 기록할 수 있다.
미 해군이 최근 개발한 파노라마 잠망경도 주목할 만하다. 그것은 초기 파노라마 잠망경 기술이 현대 기술 조건 하에서 다시 적용되었으며, 이 기술의 전망은 여전히 검증 중이다. 게다가, 외국은 잠망경의 모듈식 설계를 매우 중시하며, 이미 광범위하게 채택되었다. 잠망경의 기본 구조와 기능을 바꾸지 않고 필요에 따라 오래된 센서를 쉽게 교체하여 잠망경의 성능을 높일 수 있다.
현대 광전 잠망경 기술은 이미 상당히 성숙해서 더 이상 큰 진급이 있을 수 없다. 전통적인 침투식 잠망경의 고유 단점은 잠망경이 잠수함 껍데기를 관통해야 한다는 점이다. 렌즈 직경이 클수록 잠수함 내압에 미치는 영향이 커진다. 둘째, 잠망경 렌즈의 회전 지름은 보통 0.6 미터로 한정된 보트 안에서 너무 많은 공간을 차지하여 잠수함 지휘실 배치에 매우 불리하다. 다시 한번, 잠망경은 한 사람의 조작 관찰에만 적합하고, 여러 사람이 동시에 관찰할 수는 없으며, 작전 정보 자원의 향락에 불리하다. 진보의 결함은 있지만 광전 잠망경은 현재와 미래의 각국 해군 잠수함에서 가장 많이 사용되는 이미징 관측 장비로 남아 있다.
광전 마스트 시스템
1976 년 콜모건은 해군 검열을 위해 독창적인 광전마스트 원리를 공식 제시했다. 1980 년대에 비침투식 광전마스트의 연구 계획이 정식으로 시작되었다. 오늘날 광전 돛대는 개념과 원리 원형에서 엔지니어링 모델로 발전했다. 미국, 영국, 프랑스 3 국 해군은 신형 원자력 잠수함에서 전통적인 침투식 잠망경을 탈락시켰고, 그들은 모두 광전 돛대를 장착할 것이다. 이 선택은 잠수함 광전마스트 기술이 상당히 성숙하고 믿을 만한 수준에 도달했다는 것을 상징한다. 광전 마스트와 일반 잠망경의 가장 큰 차이점은 광전 마스트는 일종의' 비침투 마스트' 라는 것이다. 그것은 광전 돛대 관찰헤드, 비침투 돛대, 선내 콘솔 세 부분으로 구성되어 있다. 앤 /BVS- 1 이미징 시스템은 미국 버지니아급 잠수함의 광전 돛대 시스템입니다. 기존 잠망경 시스템의 기능 외에도 전자정보 수집, 감시, 목표공격 등의 기능을 제공할 수 있다.
광전 마스트는 기존의 침투식 잠망경보다 많은 장점을 가지고 있다. 예를 들면 광전마스트는 내압 선체를 관통하지 않고, 명령실의 적절한 위치에 직접 배치함으로써 잠수함의 내압 강도를 높이고, 명령실의 배치를 용이하게 한다. 광전 돛대의 관측머리에는 각종 광전 감지 센서, 전자전, 통신 안테나가 설치되어 있다. 보트 밖의 상황은 텔레비전과 적외선 카메라로 촬영한 후 보트로 전송하여 콘솔의 모니터와 스크린에 표시할 수 있다. 광전마스트는 침투 잠망경을 점차 대체해 잠수함 작전 정보 시스템의 중요한 부분이 되고 있다.
그러나 기술이 복잡하고 가격이 비싸서 현재는 소수의 잠수함만이 광전 돛대를 사용하고 있다. 예를 들어, 러시아의' 델타 ⅲ' 와' 델타 ⅳ' 급 미사일 핵 잠수함에는 모두' 벽돌비' 광전 돛대가 장착되어 있다. 미국' 버지니아' 급 공격 핵잠수함만 두 개의 광전마스트를 사용했다. 영국의' 기민함' 호와 프랑스의' 승리' 호가 핵 잠수함을 공격하는 것도 두 개의 광전마스트를 갖추고 있지만 아직 물에 들어가지 않아 복무하는 데는 시간이 걸린다. 현재 흔히 볼 수 있는 것은 미국, 영국, 독일, 프랑스, 러시아, 일본, 이집트의 일부 잠수함과 같은 광전마스트로 잠망경을 맞추는 것이다.
호흡기 카메라 모니터링 시스템
잠수함 통기관 기술은 독일이 제 2 차 세계대전 중에 발명한 것이다. 1960 년대에 우리는 통관의 조건 하에서 잠망경 관측 장치를 사용하여 통관을 많이 사용하는 방법을 연구하기 시작했다. 당시 선호는 통관에 잠망경을 설치하는 것이었는데, 예를 들면 독일 채스의 NavS 잠망경은 잠수함의 통관에 설치할 수 있었다. 최근 몇 년 동안 잠수함 통풍구에 관찰과 통신장치를 설치하는 것이 점점 더 중시되고 있다. 독일 IKL 이 2004 년 9 월 신청한 미국 특허' 잠수함의 통기관 장치' 에서는 통관에 잠망경, 레이더, 통신 안테나를 어떻게 구성하는지 자세히 설명하고 있으며, 주로 전자이미징 기술과 레이더 경보 기술을 다루고 있다. 통기 카메라 감시 시스템은 잠수함 광전마스트 기술을 통기 장치에 적용해 잠수함이 통기 상태에서 작업하는 동안 경계 관찰, 통신 및 레이더 경보를 유지하여 잠수함의 은폐성을 높인다. 기술적인 관점에서 볼 때, 광전 마스트 기술을 습득했다면 스노클링에서 실현하는 것도 어렵지 않을 것이다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 이 기술은 잠수함 업계 인사들의 관심을 끌었다.
하우징 부분의 카메라 TV 시스템
이것은 잠수함에서 TV 카메라 시스템의 특수한 응용이다. 주로 잠수함의 외부 환경과 각종 진수상황을 점검하고 감시하는 데 사용되며, 빙하 잠수함 활동을 위한 광학 내비게이션을 제공할 수도 있다. TV 카메라 시스템은 잠수함 선체에 적어도 30 년의 역사를 적용해 영국, 러시아, 북유럽 해군 잠수함에 구체적으로 적용됐다. 영국 잠수함 껍데기에 설치된 수중 TV 카메라 시스템은 잠수함이 빙상이나 수중에서 활동할 수 있도록 특별히 개발된 것이다. 그것은 안전한 수중 항행을 제공할 수 있으며, 잠수함이 떠다니는 중요한 보조 장치이다. 일반적으로 네비게이션 시스템의 경우. 잠수함 하우징에 수중 TV 카메라 두 대를 배치해야 하는데, 하나는 위쪽 관측 위치에, 다른 하나는 수평에서 40 도 각도에 있는 전면 위치에 배치해야 합니다. 이런 배치는 잠수함이 떠다니거나 앞으로 움직일 때 최적의 품질의 이미지를 얻는 데 매우 유리하다. 영국 Unitary Mlad 의 OE-0285 카메라는 이미 영국 잠수함을 장착했다. 별빛이 흐린 상태에서 희미한 빛을 통해 다양한 목표를 관찰할 수 있는 향상된 실리콘 과녁 카메라입니다. OE-0285 카메라는 잠수함이 북극해에서 활동할 때 중요한 보조 설비이다.
가상 잠망경 시스템
이것은 미 해군이 연구하고 있는 잠수함 수중 카메라 시스템이다. "가상" 잠망경이라고 불리지만 컴퓨터 기술 분야의 "가상 현실" 과 하우징의 카메라 시스템과는 완전히 다릅니다. 가상 잠망경은 잠수함 플랫폼에서 수면을 완전히 투시하는 광학 센서로 잠수함 수중 카메라, 프로세서 및 이미지 디스플레이를 포함합니다. "가상" 이란 이미지 모니터가 바다의 위쪽 반구 시야에서 불완전한 이미지를 완전한 이미지로 재현할 수 있음을 의미합니다. 가상 잠망경은 잠수함 센서 시스템과 통합되어 잠수함 지휘관이 기존 잠망경을 사용하는 횟수를 줄이고 잠수함 은신성을 높일 수 있다.
가상 잠망경 기술은 잠수함이 수면함정과 충돌할 확률도 최소화할 수 있다. 잠수함이 잠수 깊이까지 올라가기 전에, 반드시 떠 있는 지역에 배가 없는지 확인해야 한다. 다이빙 깊이에서 수중 약 150 피트 (46 미터) 까지의' 전환 구역' 은 잠수함 수중 활동의 안전하지 않은 지역이다. 이 어색한 지역에서 잠수함은 너무 깊어서 위에 범선이 있는지 볼 수 없다. 범선 아래는 너무 얕아서 안전하게 통과할 수 없기 때문이다. 그러나 이 전환대에는 최적의 수음 검색 깊이와 최적의 회피 깊이가 포함될 수 있으며, 잠수함이 얕은 물에서 안전하게 작업하는 데 가장 이상적인 깊이 영역이다. 만약 잠수함이 이 전환대를 잃는다면, 그것의 기동성은 크게 떨어질 것이다. 잠수함이 가상 잠망경 기술을 사용하여 주변 상황을 관찰한다면 이 과도기 지역에서 안전하게 이동할 수 있다.
가상 잠망경의 광학 원리는 일반 잠망경과 다르다. 일반 잠망경은 해수면 어딘가에서 빛을 받는다. 가상 잠망경은 수중에서 하나 이상의 저면도 카메라를 사용하여 우주로부터 빛을 받고 바다를 관통하는 것이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 가상 잠망경 프로젝트는 약한 굴절광을 재건하는 이미징 기술을 이용하여 수상 목표를 감지할 수 있는 수중 카메라 시스템 (소프트웨어 시스템 포함) 을 개발했다. 가상 잠망경은 특수한 이미징 기술일 뿐만 아니라 잠수함 특수작전 부대의 응용에도 적합하다. 이 기술은 지금 실험 단계에 있다.
광전 부표 시스템
미국은 일찍이 1980 년대 초에 광전부표 기술 특허를 신청했다. 1990 년대에 미국 매사추세츠주 포카홍타스의 선박 이미징 시스템 회사는 잠수함용 광전 부표의 설계와 연구를 시작했다. 이 회사는 잠수함에서 발사된 카메라 부표 시스템 (BCD) 을 설계하고 제조하기 위해 미국 국방고급연구계획국과 6 억 5438 만 달러 상당의 연구계약을 체결했다. BCD 는 CCD 센서를 사용하여 광섬유 및 케이블을 통해 잠수함과 연결 상태를 유지합니다. CCD 센서의 안정성과 모니터링 방향은 잠수함에 의해 제어되고 수면에서 대상 이미지 데이터를 얻은 다음 광섬유 신호로 변환되어 잠수함으로 전송됩니다. 얻은 정보는 이미지 향상 알고리즘 소프트웨어를 통해 처리됩니다. 잠수함용 광전부표는 얼음이나 해상 표류물로 위장하는 등 은폐성을 높이기 위해 보이지 않을 수 있다. 비용을 낮출 수 있다면 광전 부표는 일회성으로 설계할 수 있다. 또한 다중 센서 광전 부표 시스템을 개발하는 것이 좋습니다.
드론 시스템
잠수함 드론의 발전은 잠망경과 광전마스트 잠망경이 높이가 낮아 장거리 관측이 불가능한 문제를 해결했다. 잠수함은 드론이 수중으로 잠입한 상태에서 촬영한 이미지를 얻을 수 있어 은폐성을 높일 수 있다. 잠수함 관련 드론 기술에 대한 연구는 1980 년대 중반에 시작되었다. 당시 드론은 어뢰 발사관에서 발사되었고 지금은 잠수함 돛대에서 발사할 수 있다. 예를 들어, 미국 콜모건이 개발한 드론 발사 장치는 잠수함 돛대에 설치되어 한 번에 4 대의 드론을 장착할 수 있다. 미 해군은 이미 드론 기술을 버지니아급과 오하이오급 공격 핵잠수함에 적용했다. 드론은 군사위성을 통해 탐지된 정보를 발사 잠수함에 전달하거나 육지의 다른 잠수함, 수면함, 작전지휘센터에 전달해 수중 항행기 등 다양한 시스템과 일체화된 정보망을 형성할 수 있다.