徐保荣，丛 华，韩志强

(1.装甲兵工程学院机械工程系，北京100072;2.北京特种车辆研究所试验场，北京100072)

装甲车辆视界测定是GJB59系列装甲车辆试验规程的一项重要内容，也是装甲车辆设计定型试验中性能试验部分的一个重要项目，能否正确理解视界的基本概念并正确把握视界测定的试验方法是试验成败的关键。本文对视界的基本概念和相关测定试验方法进行了分析和研究，澄清了科研试验中对有关概念和测定方法的模糊认识，对于提高试验质量具有重要意义。

1 视界

1.1 视界的基本概念

GJB59.33－91《装甲车试验规程 视界测定》(以下简称“GJB59.33”)第2.1 条［1］指出:装甲车辆视界指的是车内观察人员对外观察时所能看到的最大范围。

在图1(a)中，假设矩形ABCD所在平面为乘员观察镜的物镜或装甲车辆风挡玻璃平面，乘员观察点为点O(对于潜望镜，点O是虚拟观察点，实际观察点在目镜后面)，观察方向是由点O指向纸内。视界就是图中平面①、②、③和④所围成的类似四棱锥的几何空间。

图1 视界示意图

GJB59.33中的“横向视界”就是图1(a)中平面②与平面④的夹角范围，也就是图1(b)中物镜镜面左右两侧的两条射线之夹角;“垂直视界”则是图1(a)中平面①与平面③的夹角范围，也就是图1(c)中物镜镜面上下两侧的两条射线之夹角。因此，视界测定就是测量与横向视界和垂直视界相对应的2个夹角。

1.2 视界的不确定性问题

视界与观察点和物镜的相对位置有关，二者相对位置的变化必然导致视界的变化，这说明视界具有不确定性。图2(a)和图2(b)分别为横向视界俯视图和垂直视界左视图。如图2(a)所示，假定初始观察点为点O，当乘员头部左右移动时，观察点可能左移至点P，或右移至点Q，这时横向视界测量值就会发生变化。当乘员头部前后移动时，以向前移动为例，当观察点由点O移动至点S时，横向视界的测量值都会增大。类似地，如图2(b)所示，当乘员头部上下移动时，观察点O可能移至点M或点N，这时垂直视界测量值会发生变化。同样，当头部向前移动，由观察点O移动至点S时，垂直视界的测量也会增大。因此，观察点在横向、纵向和垂向3个方向的不确定性决定了视界的不确定性。

图2 观察点位置变化对视界影响示意图

1.3 视界的确定性问题

按照 GJB59.33 第 6.1 条［1］的规定，对于潜望镜视界，只测量“横向瞬时视界”、“横向最大视界”和“最大垂直视界”;按照 GJB59.33 第 6.2 条［1］规定，对于风挡玻璃视界，排除人体因素，统一用标准视界灯架替代人体，测量其横向视界。也就是说，按国军标要求只测量规定状态下的视界，而对于同一被试车辆，规定状态下观察点的位置是固定的，所以对应的视界也应该是确定的，这就要求视界测量的结果必须具有确定性。

1.4 障碍物对视界的影响

视界测定试验中的障碍物，是指乘员通过潜望镜或风挡玻璃向外观察时，进入乘员视野的车体部分。障碍物的出现会导致视界范围的缩小，直接影响乘员对地形和路况的判断，应按GJB59.33第6.1条和6.2条规定测量车辆的横向视界和垂直视界，并在视界测定结果示意图中绘制出障碍物的遮挡范围。

1.5 盲区、下死界和最近距离的关系

GJB59.33 第2.2 条［1］明确规定:装甲车辆盲区是指视界以外的范围，乘员观察镜盲区是指乘员向外直视时所看到的最近点至观察镜物镜面在地上投影的距离(以下简称“最近距离”)。而下死界是指乘员向外直视时在车体前方地面以上人眼观察不到的范围。

盲区、下死界和最近距离是3个含义不同的概念，但三者却是相互关联的。下死界是盲区的一部分，最近距离是下死界的量化表示。下死界范围的大小直接影响驾驶员对前方路面信息的分析和处理。在进行视界测定试验时，除了要测量横向视界和垂直视界的角度外，还要记录最近距离。

2 视界测定试验

GJB59.33只规定了视界测定试验的基本程序，在实际试验中，还应注意正确把握和处理以下问题。

2.1 基本作图法

在没有经纬仪的条件下，通常采用作图法计算视界。以下死界和横向视界测定为例，先进行以下准备工作:第一，将车辆停于水平地面，以车首线投影为x轴，以车体左前角投影为坐标原点，在地面建立如图3所示的直角坐标系;第二，画出横向视界两侧边界在地面的投影线，并在两条线上分别找出乘员向外直视时所看到的最近点A、B(对于风挡玻璃，是对外照明的最近点)，记录点A、B的坐标值，连接线段AB;第三，通过物镜中心与车体左前角的相对位置确定物镜中心在地面上的投影点，并记录其坐标值。

1)下死界测定。物镜中心在地上投影点的纵坐标绝对值与点A或点B纵坐标之和为下死界对应的最近距离。

图3 作图法计算横向视界示意图

2)潜望镜横向视界测定。根据点A、B和物镜中心投影点的坐标值，算出该3点所在三角形的3个边长，然后按照余弦定理计算出横向视界的角度。

3)风挡玻璃横向视界测定。如图3所示，在适当距离处作直线AB的平行线，与横向视界两侧边界线分别交于点C、D。由点A、B分别向直线CD作垂线，交点分别为点E、F。根据图3中的几何关系，易知:

横向视界 =∠CAE+∠FBD。

测量两平行线的距离d和线段CE、FD的长度，按正切函数的定义可求得∠CAE和∠FBD的大小，从而得到横向视界的角度。

2.2 人为因素影响

2.2.1 驾驶员位置问题

在风挡玻璃视界测定时，GJB59.33 第 6.2.2条［1］只规定“在驾驶员位置上放置视界灯架”，没有对驾驶员位置做具体规定。尽管视界灯架的尺寸是固定的，但座椅的可调性导致视界的不确定性。因此，必须合理确定驾驶员座椅的位置。解决方法有2种:一是按照我国标准人体尺寸和车辆操纵要求来确定座椅的位置(包括垂向高度和纵向位置，可参照 GJB1835－93［2］关于“坐高”、“坐姿眼高”、“前臂加手前伸长”等尺寸的规定);二是以真人模拟，即选定3～5名驾驶员，每名驾驶员按自己使用特点调节好座椅位置后进行视界测定试验，试验结果取平均值。

2.2.2 对风挡玻璃视界测定的认识问题

首先，在进行风挡玻璃横向视界测定时，采用视界灯架测得的是瞬时视界，其数值一般较大，比如某装甲车辆风挡玻璃的横向视界为115°，乘员不转动头部无法看到横向视界的两侧边界，而转动头部所测得的是最大视界，测量值发生了变化;其次，风挡玻璃视界测定时，不能像潜望镜视界测定那样要求驾驶员“护额贴紧潜望镜进行观察”，其观察点的不确定性也使得测定结果容易出现较大的差异。因此，风挡玻璃视界测定必须采用视界灯架进行测量。

2.3 试验器材的选用

以视界灯架照明灯泡为例，GJB59.33只规定灯泡的最小功率为40 W。与潜望镜相比，风挡玻璃往往横向尺寸较大，且距地较高，加上视界灯架位于驾驶员一侧，车体右侧的照明效果比左侧要差。在进行某装甲车辆风挡玻璃视界测定时，采用2颗100 W的灯泡照明，车体右侧一个车宽以外的范围照明效果逐渐变差，基本满足试验需要。因此，应根据车体尺寸和试验环境确定适当的灯泡功率。

［1］GJB59.33－91装甲车试验规程 视界测定［S］.

［2］GJB1835－93装甲车辆人-机-环境系统总体设计要求［S］.