Medição de distância Stadiamétrica

O rangefinding estadiamétrico é um método para medição de distância, que é usado em instrumentos ópticos. É usado, por exemplo, em miras telescópicas , mas também em binóculos . Embora dispositivos mais modernos, como telêmetros a laser e infravermelho, estejam agora disponíveis, eles ainda são usados. O estadímetro é um instrumento de medição náutico e óptico no qual este método também é utilizado.

Fundamentos

Princípio do telêmetro estadiamétrico

A medida de distância estadiamétrica aproveita o fato de que um objeto parece menor quando está mais afastado do observador. Um objeto com largura B aparece na distância E _{1 para} um observador no ponto O com largura aparente de . À distância E ₂ , o objeto aparece ao observador apenas com uma largura aparente de . A distância é inversamente proporcional à largura aparente: ${\ displaystyle \ beta _ {1}}$${\ displaystyle \ beta _ {2}}$

${\ displaystyle {\ begin {alinhados} \ tan \ beta & = {\ frac {B} {E}} \\ E & = {\ frac {B} {\ tan \ beta}} \ end {alinhados}}}$

Medindo o ângulo , se a distância E é conhecida, a largura B do objeto ou, se a largura B é conhecida, a distância E pode ser determinada. Para simplificar as coisas, o acorde é igualado ao arco de um círculo . Isso é aceitável porque o erro que surge nos ângulos a serem medidos é significativamente menor do que a precisão da leitura. ${\ displaystyle \ beta}$

Visto que o cálculo com graus ou graus é difícil de manipular para uso militar e a precisão alcançada não é necessária, o ângulo da linha é usado para simplificação . Nas forças armadas ocidentais, a divisão do círculo completo em 6.400 linhas tornou-se prática comum, no Exército Soviético e nas forças armadas aliadas a divisão em 6.000 linhas era comum. Um círculo completo com um diâmetro de 1000 m tem uma circunferência de 6000 ou 6400 m. Isso significa que distâncias ou tamanhos podem ser aproximadamente determinados usando a chamada fórmula de mil:

${\ displaystyle E = {\ frac {1000 * B} {ler número da linha}}}$

Este método de determinação da distância tem alguns erros fundamentais, mas a precisão alcançada é suficiente para muitas aplicações.

Óptica alvo

construção

Representação da escala de medição de distância do riflescópio PSO-1

Para medir ângulos, marcações correspondentes são feitas na ótica do alvo ou binóculos. Quer mira , balanças de medição da distância especiais ou uma combinação de ambos pode ser inserido. Os retículos e as escalas são fixos, portanto não mudam de tamanho quando você focaliza um alvo distante.

Com uma cruz, uma gratícula vertical e horizontal com divisão de linha geralmente é refletida. A vantagem é que objetos de qualquer tamanho podem ser medidos com a ajuda da gratícula. A desvantagem é que a distância não pode ser lida, mas deve ser calculada. Sob certas circunstâncias, isso pode ser desvantajoso em condições de combate.

Para a óptica de alvos de armas militares, foram estabelecidas escalas de medição de distância, projetadas para um objeto típico de tamanho conhecido. No riflescópio soviético PSO-1, por exemplo, a altura média de uma pessoa é usada como base para a escala de medição de distância. Se o alvo for apreendido entre a linha de base horizontal e a marca de medição correspondente, a distância pode ser lida imediatamente na escala. Na prática, retículos e escalas de medição de distância são geralmente combinados na óptica do alvo. Diferentes fabricantes têm idéias diferentes sobre a forma e a disposição das marcas alvo.

inscrição

A medida de distância estadiamétrica é usada em binóculos, que em muitos casos possuem retículo. Este tipo de medição de distância é fácil de usar e funciona sem fontes de energia adicionais.

A ótica do alvo das armas de caça freqüentemente também possui um retículo com o qual as distâncias podem ser determinadas.

A principal área de aplicação da medição de distância estadiamétrica é a óptica de alvos para armas militares. Miras de rifle para rifles geralmente têm um retículo, às vezes também uma escala de medição de distância. A precisão da determinação da distância não é muito alta, de modo que agora em muitos casos, especialmente quando se usa armas de precisão , telêmetros externos são usados. Telêmetros a laser, entretanto, podem revelar a posição do atirador por meio de sua radiação, de modo que o telêmetro estadiamétrico tem vantagens em certas situações táticas.

Para armas antitanque e armas tanque , telêmetros estadiamétricos também são usados. As vantagens aqui também são a estrutura simples e a facilidade de uso. Com o aumento do alcance desses canhões a partir do final da década de 1950, no entanto, ficou claro que esse tipo de medição de distância era muito impreciso. Portanto, a partir da década de 1960, medidores de coincidência ou distância espacial foram cada vez mais usados. A partir da década de 1980, eles foram substituídos por telêmetros a laser. A óptica de alvo convencional com escalas de medição de distância ainda é usada; servem como reserva em caso de falha dos sistemas eletrônicos de medição de distância.

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  Binóculos marinhos com retículo e bússola espelhada

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  Visão através de uma ótica com gratículas

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  Olhando em um PSO-1. O retículo é usado para determinar o avanço e o ponto de interrupção, a escala de medição de distância está localizada sob a mira.

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  Mira do rifle do Panzerfaust 44 . As marcas de medição correspondem ao tamanho típico de um tanque na distância correspondente

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  Representação da escala de medição de distância do Panzerfaust M67. O destino está a uma distância de 275 m.

Stadimeter

US Navy Stadimeter Mk 5 Mod 0

O estadímetro é um instrumento de medição usado principalmente em remessas . Pode ser usado para determinar distâncias a outros navios e distâncias a pontos de referência conhecidos . A forma como um estadímetro funciona também se baseia na medição de um ângulo. Com uma altura conhecida, a distância até o objeto pode ser calculada a partir do ângulo entre o horizonte e o topo do objeto. Estadímetros mais modernos são semelhantes em estrutura aos sextantes . Como esses espelhos também são usados ​​no caminho do feixe do Stadimeter. A principal diferença é que a altura do objeto a ser rastreado deve ser definida no braço indicador antes que o rumo seja obtido. Estadímetros anteriores ainda tinham uma escala linear na qual a altura tinha de ser definida e fixada com a ajuda de uma engrenagem helicoidal. O design mais recente permite a localização mais rápida da direção de diferentes objetos. Em vez do arco de graus do sextante, o estadímetro possui uma escala na qual a distância determinada pode ser lida diretamente.

O primeiro estadímetro foi desenvolvido por Bradley Allen Fiske, um oficial da Marinha dos Estados Unidos . Originalmente, a intenção era apenas determinar a distância para a artilharia do navio. Logo descobriu-se, porém, que também poderia ser usado para medir a distância entre os navios durante viagens de comboio ou para encontrar pontos de referência. Comparado aos telêmetros de coincidência ou espaciais , era menos preciso, mas mais barato de fabricar e mais fácil e rápido de usar. Na década de 1890, a Marinha dos Estados Unidos adquiriu vários tipos de estadímetros. Durante a Segunda Guerra Mundial , foi desenvolvida a versão que ainda é usada hoje e é semelhante ao sextante. Esses estatímetros ainda são usados ​​hoje por várias forças navais, como a Marinha dos Estados Unidos ou a Marinha Real do Canadá . Eles são usados ​​quando uma medição de distância sem radiação é necessária.

Já em 1919, os periscópios submarinos eram equipados com estadímetros. Eles foram usados ​​para determinar a distância necessária para calcular a solução de disparo para torpedos . Os telêmetros por coincidência ou espaciais eram muito volumosos e pesados ​​para serem usados ​​a bordo de submarinos. A altura do mastro necessária para determinar a distância correta pode ser encontrada nos manuais. Na Segunda Guerra Mundial, os periscópios com estatímetros já haviam ganhado grande aceitação.

Um tipo de estádio improvisado foi usado por pilotos britânicos durante a Operação Chastise . Visto que as bombas Dambuster usadas tinham que ser lançadas a uma distância precisamente definida na frente da parede da barragem, surgiu o problema de determinar continuamente a distância em vôo baixo. O problema foi resolvido usando um triângulo isósceles para apontar as torres nas extremidades da barragem e compará-las com o plano. Como o ângulo de lançamento era calculável, o comprimento da base foi escolhido de forma que as marcas de rolamento cobrissem as torres na distância correta para o lançamento e as bombas pudessem ser lançadas na frente da barragem na distância e altura corretas.

Stadímetros também têm sido usados ​​no espaço. Um estadímetro foi usado próximo a um sextante a bordo da estação espacial Skylab . O objetivo dos experimentos era testar se a capacidade de trabalhar com precisão no espaço é mantida mesmo durante voos mais longos.

Links da web

• Exército dos EUA FM 23-11: Rifle sem recuo de 90 mm, M67 , capítulo 5 (inglês)
• Dispositivos de mira ótica (PDF; 291 kB)

literatura

• Fred A. Carson: Basic Optics and Optical Instruments. Dover Publications, Mineola, NY 1997, ISBN 0-486-22291-8 . (Inglês)
• Richard M. Ogorkiewicz : Tecnologia de Tanques. Jane's Information Group, 1991, ISBN 0-7106-0595-1 . (Inglês)
• Norman Friedman: Submarinos dos EUA até 1945: uma história ilustrada do design. US Naval Institute Press, 1995, ISBN 1-55750-263-3 . (Inglês)
• The Naval Institute Guide to World Naval Weapons Systems, 1997-1998. US Naval Institute Press, 1997, ISBN 1-55750-268-4 . (Inglês)
• Bernd Leitenberger: Skylab. A única estação espacial da América. Books on Demand , 2011, ISBN 978-3-8423-1864-9 .

Evidência individual

1. ↑ ver Stadimeter de 1943 (inglês)
2. ↑ ver Friedmann, página 279.
3. ↑ ver Leitenberger, página 279.