CN209840832U - 一种射击校准换算尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射击校准换算尺，其包括有：卡套，所述卡套上设有第一读取部和第二读取部；游标，所述游标上设有第三读取部和第四读取部，所述游标卡接在所述卡套上时，所述第三读取部与第一读取部相对应用于读取目标距离参数，同时所述第四读取部与第二读取部相对应用于读取射击俯仰角度参数。根据本实用新型的射击校准换算尺，可以让狙击手快速确定目标直射距离。另一方面，根据本实用新型的射击校准换算尺，可以让狙击手在存在射击俯仰角时快速校准弹道轨迹。

Description

一种射击校准换算尺

技术领域

本实用新型属于枪械辅助设备技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种射击校准换算尺。

背景技术

近年来，由于我国的轻武器枪械方面进展迅速，国产狙击步枪精度不断提高，涌现了一批如CS/LR4、CS/LR3、141型高精狙等高精度狙击步枪，这也使得实战与比赛中对狙击精度的要求不断提高。为提高射击精度，国内当前主要采用的是依靠大量实战训练，摸索出子弹飞行时大概的轨迹，使得狙击手从中摸索经验并记住相关参数设置。

当前依靠实战训练培养狙击手经验来提高射击精度的方式，主要存在以下几点缺陷：1、培养一名合格的狙击手成本极大，一方面由于在不同环境下，各项参数(密位等)调整方式也不同，较难被记住，需要经过长时间的大量射击训练；另一方面狙击手经验的获取不具有传承性，每次培养一名新的狙击手都得重走一遍老路；2、在例如反恐、保卫、军事比武等实战环境下，年轻狙击手容易产生心理波动，这就使得记错参数、甚至忘记参数的现象时有发生；3、依靠经验调整参数的方式缺乏足够的理论支撑，在理论层面过于单薄。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

根据部分特征，本实用新型的目的在于提供一种将射击经验和理论知识可视化的射击校准换算尺。

根据部分特征，本实用新型的目的在于让狙击手快速确定目标距离。

根据部分特征，本实用新型的目的还在于让狙击手在存在射击俯仰角时快速校准弹道轨迹。

根据一些方面，提供了一种射击校准换算尺，其包括有：

卡套，所述卡套上设有第一读取部和第二读取部；

游标，所述游标上设有第三读取部和第四读取部，所述游标卡接在所述卡套上时，所述第三读取部与第一读取部相对应用于读取目标距离参数，同时所述第四读取部与第二读取部相对应用于读取射击俯仰角度参数。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述卡套和游标均为矩型结构。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述第一读取部和第二读取部均为沿所述卡套延伸方向设置的矩型结构，所述第三读取部和第四读取部均为沿所述游标延伸方向设置的矩型结构。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述所述游标卡接在所述卡套上时，所述第三读取部位于所述第一读取部的内部，同时所述第四读取部位于所述第二读取部的内部。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述第一读取部两长边的外侧设有第一密位刻度线和仰俯角度线，所述仰俯角度线的起始处还设有指示箭头，所述第二读取部两长边的外侧设有第二密位刻度线和角分刻度线。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述第三读取部两长边的内侧设有第一尺寸刻度线和目标距离刻度线，所述第四读取部两长边的内侧对称设有第二尺寸刻度线。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述第一读取部、第二读取部和卡套一体成形，所述第三读取部、第四读取部和游标一体成形。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述第一读取部和第二读取部均与卡套表面平齐，所述第三读取部和第四读取部均与游标表面平齐。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述第一读取部、第二读取部、第三读取部和第四读取部均由荧光材料制成。

可选地，在上述射击校准换算尺中，所述第一密位刻度线为1.0-10.0mils，所述仰俯角度线为0-60°，所述第二密位刻度线为0.30-4.5mils，所述角分刻度线为1.0-15，所述第一尺寸刻度线为10-600cm，所述目标距离刻度线为90-2000m，所述第二尺寸刻度线为4.5-250cm。

根据本实用新型的射击校准换算尺，可以让狙击手快速确定狙击枪射击时的俯仰角度。

另一方面，根据本实用新型的射击校准换算尺，可以让狙击手在存在射击俯仰角时快速校准弹道轨迹。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更容易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示出了本实用新型的结构示意图；

图2示出了卡套的结构示意图；

图3示出了游标的结构示意图；

图4示出了图1的剖视结构示意图；

图5示出了瞄准镜的结构示意图；

图6示出了测距原理示意图；

图7示出了校准子弹下落原理示意图；

图8示出了存在仰角时不同建模方式的子弹轨迹示意图；

图9示出了目标距离与目标实际大小的对应关系表；

图10示出了子弹下坠高度与密位数的对应关系表；

图11示出了俯仰角与校准距离的对应关系表；

图12示出了考虑/不考虑空气阻力时子弹的飞行轨迹示意图；

图13示出了仰角射击时的子弹轨迹示意图；

图14示出了仰角射击时将子弹轨迹近似看成直线的示意图；

图15示出了换算尺刻度与实际距离对应关系的示意图；

图16示出了子弹出膛后速度示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限定性用语。

参照图1-4，其中图1是根据本实用新型的一种实施方式的射击校准换算尺的结构示意图，可以看出，该射击校准换算尺包括卡套1和游标2。

卡套1为矩形结构，在卡套1的上表面并排设有第一读取部3和第二读取部4，并且第一读取部3和第二读取部4均是沿卡套1的延伸方向设置的矩型结构，在第一读取部3的左侧边的外侧设有范围为1.0-10.0mils的第一密位刻度线7，在第一读取部3的右侧边的外侧设有范围为0-60°的仰俯角度线8，并且在仰俯角度线8的起始线处还设有指示箭头9，在第二读取部4的左侧边的外侧设有范围为1.0-15的角分刻度线10，在第二读取部4的右侧边的外侧设有范围为0.30-4.5mils的第二密位刻度线11。

图1中还可以看出，游标2也是矩型结构，并且游标2插入卡套1的空腔内与卡套1卡接，游标2可以在卡套1的空腔内沿卡套1的延伸方向移动，游标2的上表面设有第三读取部5和第四读取部6。在第三读取部5左侧边的内侧设有范围为10-600cm的第一尺寸刻度线12，在第三读取部5右侧边的内侧设有范围为90-2000m的目标距离刻度线13，在第四读取部6的左右两侧边的内侧对称设有范围为4.5-250cm的第二尺寸刻度线14。

由于瞄准镜中的目标大小最大可以达到6m左右(小型卡车)，射击中一般最多使用10个密位进行测距，狙击步枪子弹的有效射程最长可达2000m，所以我们考虑在计算尺中目标大小的范围为10-600cm，密位的范围为0.5-10mils，测距的范围为90-1000m（90m以内目标则无需使用计算尺校准亦可）。

在一些实施例中，第一读取部3、第二读取部4和卡套1一体成形，第三读取部5、第四读取部6和游标2一体成形，并且第一读取部3和第二读取部4均与卡套1表面平齐，第三读取部5和第四读取部均6与游标2表面平齐，使整体结构更加简洁、美观。

在一些实施例中，第一读取部3、第二读取部4、第三读取部5和第四读取部6均由荧光材料制成，可以在夜晚或其他能见度较差的作战环境下快速读取数据。

图5是瞄准镜的结构示意图，其中十字分划上等距的设置10个密位，根据目标的长或宽所占据的密位空间，可以从瞄准镜中直接读取目标密位值。

图6为测距原理示意图，可以看出，当从瞄准镜中观察目标时，由于右侧的三角形实际上非常小，与左侧的大三角形相比可忽略不计，考虑用目标近期距离来代替目标实际距离。所以，根据图6可得公式：

（1）

其中，H表示目标的实际高度，D表示估计出的目标距离，angle表示目标在瞄准镜中所占的密位数，即角度。对于图6给出的数据，我们可以估计出目标距离约为490m。类似地，由于球面的对称性，对于水平方向上的物体，通过其在瞄准镜中占的密位数，也可估计出其距离。图9表示目标距离与目标实际大小的对应关系表。

图7为校准子弹下落原理示意图，由于子弹在出膛飞行的过程中受重力作用，最终到达目标时会存在一定下落，所以需要对子弹的下落进行校准。如图7所示，在知道了目标距离之后，可以计算出在目标位置上，子弹下落高度与密位的对应关系，由于角度非常小且圆的半径非常大，可近似认为子弹下坠高度等于弧长，则有： （2）

其中，H表示子弹的下落高度，L表示下落高度对应的弧长，angle需要校准的密位数。一般地，在知道目标距离的情况下，我们可以查表得到不同枪械的子弹下落高度，校准时只需要算出对应的密位数校准即可。可以得到子弹下坠高度与密位数的对应关系如图10所示。

一般情况下，射击时瞄准镜处于水平状态，但在某些特殊情况(例如需对上或者下方的目标进行瞄准时)，瞄准镜会存在一定的仰俯角，这时候就需要对仰俯角的误差进行校准。在射击存在仰俯角时，我们可以近似地将子弹的运动看作是斜抛运动，下面分别假设子弹不受空气阻力和子弹受空气阻力大小与当前速率的的一次方成正比，可通过如下推导得到子弹的轨迹方程：

1.不考虑空气阻力情况

假设子弹的位移向量为，子弹飞行时所受重力加速度为，则根据牛顿第二定律可得子弹做斜抛运动时的轨迹方程满足下式：

（3）

将向量形式的(3)式分解为沿x轴和y轴方向可得：

（4）

如上图所示，假设子弹出膛的初速率为，子弹初速度与水平方向夹角呈度，则有t时刻子弹速度在x，y轴上的分量满足以下方程组：

（5）

则可求得子弹在t时刻沿x和y轴方向上的位移为：

（6）

将（5）式消去t得：

（7）

2.空气阻力与当前速率一次方成正比

假设子弹的位移向量为，子弹飞行时所受重力加速度为，则子弹的飞行轨迹满足下式：

（8）

其中表示子弹在时刻t所受的空气阻力，的方向与t时刻的速度方向相反，大小与t时刻的速率成正比，同样假设子弹出膛的初速率为，子弹初速度与水平方向夹角呈度，则（8）式在直角坐标系下的正交分解式为：

（9）

解上述微分方程组可得：

（10）

x,y方向上的位移与时间t的关系为：

（11）

将（11）式消去t之后可得子弹的轨迹方程为：

（12）

假设子弹重量为10g，重力加速度为10m/s²，子弹的出膛速度为700m/s，仰角为0.5度（约为8个密位mils），空气阻力的系数k为0.001，则可以在matlab软件中模拟出子弹的轨迹如图12所示。

其中a直线为子弹出膛方向的延长线，b线表示不考虑空气阻力的情况，c线表示考虑空气阻力与当前速率一次方成正比的情况，可以看出，在当前情况下，子弹的最远飞行距离(b和c线)约为800m-900m之间，这与日常射击的经验是吻合的，说明以上采用的对子弹轨迹建模方式是有效的。

从实际射击经验中可知，存在仰俯角时（不管是仰角还是俯角），若还是按照水平校准的方式，子弹最终的落点会偏高。由于仰角和俯角的情况类似，为方便起见，只考虑存在仰角情况（俯角情况类似可推得），绘制仰角射击的示意图如图13所示。其中，a线表示按照水平校准时子弹的飞行轨迹，b线表示考虑仰俯角校准后，子弹的飞行轨迹。可以看出，若射击存在仰角，而校准时依然按照水平校准，则子弹落点最终会高于目标位置，为进一步定量分析，采用上文中分析出的子弹轨迹方程求出上述情况的定量描述。

假设目标距离为，仰角度数为，重力加速度为，子弹的出膛速度为，则以下可分考虑和不考虑空气阻力两种情况讨论：

（1）不考虑空气阻力

枪管沿水平方向射击时，子弹的下落高度为：

（13）

对应需校准的角度为：

（14）

按照水平方向校准后子弹在处的高度为：

（15）

（2）考虑空气阻力

枪管沿水平方向射击时，子弹的下落高度为：

（16）

对应需校准的角度为：

（17）

按照水平方向校准后子弹在处的高度为：

（18）

为了更加直观的分析，带入具体的数据求出最终水平校准后子弹在处的高度。如图13所示，令目标距离为300m，仰角度数为30°，重力加速度为9.8m/s²，子弹的出膛速度为700m/s，空气阻力的系数k为0.001。

可得，不考虑空气阻力时，按照水平方向校准后子弹在处的高度为：

考虑空气阻力时，该高度为

可以看出，考虑空气阻力时，其得到的结果与经验相悖(小于目标高度150m)，所以采用不考虑空气阻力的情况。

由上文可知，当存在仰角时，子弹最终的落点会偏高，所以考虑当存在仰角时，枪管向朝竖直向上方向校准的度数应当减少，即，可把目标距离缩短进行校准。

为了确定目标距离缩短后的距离，可将带入上述校准过程的方程，通过求解最终联立的方程组得到结果。带入到式（13），（14），（15）可得：

（19）

由于上述方程最求得到的表达式过于复杂，不利于实际运用。为简化起见，由于子弹速度较快，飞行时间短，可将子弹的运动轨迹近似看作为直线(同样不考虑空气阻力影响)，如图14所示，带箭头的虚线表示按照水平校准时的情况，带箭头的实线表示按俯仰角校准的情况。则在存在仰角射击时，子弹受沿飞行轨迹的垂直方向上受重力加速度的分量影响，影响距离为，则该影响效果与受重力加速度影响，影响距离为相同。所以，可以近似取目标距离缩短后的距离：

（20）

为进一步验证该简化的正确性和有效性，带入真实数据到上述公式中，将得到的结果使用matlab软件绘制，得到图8。

令目标距离为300m，仰角度数为30°，重力加速度为9.8m/s²，子弹的重量为10g，子弹的出膛速度为700m/s，空气阻力的系数k为0.001。其中，c线表示连接射击点到目标的直线，a线表示按照水平校准时的子弹飞行轨迹，b线表示取校准距离 时子弹的飞行轨迹，a线和b线均为不考虑空气阻力的情况，d线表示考虑空气阻力时，按照水平校准的子弹飞行路径。

根据图8可知：

以上采取的建模方式成功模拟出了子弹的飞行轨迹。其中，不考虑空气阻力影响的建模方式对子弹轨迹的模拟最为准确。

存在仰俯角时，取校准距离是一种有效的方式，该方式虽不能完全校准所有误差，但对于实际作战中具有简单行和操作方便性，是一种可取的方式。根据上述论证，可以得到俯仰角与校准距离的对应关系表如图11所示。

产品设计思路：

根据“目标距离越远，能够接受的误差越大”这一基本事实，设计换算尺的基本思路为：距离较近时，相邻等差刻度的间距较大，换算相对精确；距离较远时，相邻等差刻度的间距较小，换算相对粗略。为了体现这一基本设计思路，引入对数函数，即相邻等差的刻度间距随着刻度值增大呈对数递减。具体地可参考图15：

假设换算尺游标第三读取部的目标距离刻度线上刻度100m和200m之间的距离为7.644-6.644=1cm，而刻度700m和800m之间的距离为9.644-9.451=0.193cm,可以看出等差的刻度间距随着刻度值的增大呈对数递减。

由于对数函数形式为：

(21)

其中，N代表放缩因子，可根据最终换算尺的大小进行放缩，则设计的关键则在于确定。根据实际应用场景可知，当游标第三读取部的目标距离刻度为，且俯仰角为时。为保证不管游标如何移动，均有刻度线对应的距离刻度为，即需要（22）式成立。

(22)

易知(21)式在取何值（）的情况下均成立，为方便起见，取值为2，N的值为1，则游标第三读取部的目标距离刻度与位置关系满足下式：

(23)

为了保证游标不管如何移动，均能对应准确数值，则尺套和游标其余部分的刻度也均满足(23)式关系。在固定游标和尺套每一部分的位置时，则需要利用图9、10、11表中的对应关系进行位置确定，则最终得到的换算尺设计图如图1所示。

使用时：

1.目标距离确定

先从瞄准镜中直接读取目标密位值，在第一密位刻度线上做出标记，然后将游标插入卡套内，再根据事先由情报获得的目标尺寸值滑动游标，使目标尺寸所在的第一尺寸刻度线与第一密位刻度线上的标记重合，此时指示箭头所指示的目标距离刻度线数值即为目标的直射距离。

2.仰俯角度校准

当射击时存在一定的俯仰角度时，子弹的弹道轨迹会发生偏差，此时，为了保证射击精确度需要对俯仰角度进行校准。首先，根据目标在瞄准镜中的密位值和目标尺寸，通过滑动游标，在指示箭头处确定目标距离；然后，在指示箭头下方的仰俯角度线上找到仰俯角度（此仰俯角度是狙击手已经获知的射击时的参数）所对应的目标距离刻度线（即直射距离），在确定目标直射距离后，狙击手便可根据此直射距离确定弹道修正参数（此为狙击手必备基础技能），进而实现精准打击。

另外，在目标距离确定的同时，第二读取部和第四读取部的组合显示出了角度（角分、密位）与长度的对应关系，方便射手在瞄准镜上调整参数。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射击校准换算尺，其特征在于，其包括有：

卡套，所述卡套上设有第一读取部和第二读取部；

游标，所述游标上设有第三读取部和第四读取部，所述游标卡接在所述卡套上时，所述第三读取部与第一读取部相对应用于读取目标距离参数，同时所述第四读取部与第二读取部相对应用于读取一定目标距离上的角度与长度对应关系，以便射手在瞄准镜上调整参数。

2.根据权利要求1所述射击校准换算尺，其特征在于，所述卡套和游标均为矩型结构。

3.根据权利要求1所述射击校准换算尺，其特征在于，所述第一读取部和第二读取部均为沿所述卡套延伸方向设置的矩型结构，所述第三读取部和第四读取部均为沿所述游标延伸方向设置的矩型结构。

4.根据权利要求1所述射击校准换算尺，其特征在于，所述游标卡接在所述卡套上时，所述第三读取部位于所述第一读取部的内部，同时所述第四读取部位于所述第二读取部的内部。

5.根据权利要求1所述射击校准换算尺，其特征在于，所述第一读取部两长边的外侧设有第一密位刻度线和仰俯角度线，所述仰俯角度线的起始处还设有指示箭头，所述第二读取部两长边的外侧设有第二密位刻度线和角分刻度线。

6.根据权利要求5所述射击校准换算尺，其特征在于，所述第三读取部两长边的内侧设有第一尺寸刻度线和目标距离刻度线，所述第四读取部两长边的内侧对称设有第二尺寸刻度线。

7.根据权利要求1所述射击校准换算尺，其特征在于，所述第一读取部、第二读取部和卡套一体成形，所述第三读取部、第四读取部和游标一体成形。

8.根据权利要求1所述射击校准换算尺，其特征在于，所述第一读取部和第二读取部均与卡套表面平齐，所述第三读取部和第四读取部均与游标表面平齐。

9.根据权利要求1所述射击校准换算尺，其特征在于，所述第一读取部、第二读取部、第三读取部和第四读取部均由荧光材料制成。

10.根据权利要求6所述射击校准换算尺，其特征在于，所述第一密位刻度线为1.0-10.0mils，所述仰俯角度线为0-60°，所述第二密位刻度线为0.30-4.5mils，所述角分刻度线为1.0-15，所述第一尺寸刻度线为10-600cm，所述目标距离刻度线为90-2000m，所述第二尺寸刻度线为4.5-250cm。