2010年3月11日 星期四
2008年11月10日 星期一
MTF曲線圖簡易解讀法
MTF曲線圖簡易解讀法
目前我們越來越多地接觸到MTF值的概念,一些鏡頭的廣告和說明書中也直接列出MTF值圖表。很多影友表示不太理解其意義,下文可以會有所幫助。 注意:下文可能幫助你初步瞭解MTF值,但僅此而已.真正的MTF概念十分複雜,不是這樣一篇短文能解釋清楚的. MTF = 模量傳遞函數 MTF測試是目前最精確和科學的鏡頭測試方法.瑞典權威的《攝影》雜誌對它的解釋是: "MTF測試使用的是黑白逐漸過渡的線條標板,通過鏡頭進行投影.被測量的結果是反差的還原情況.如果所得影像的反差和測試標板完全一樣,其MTF值為100%. 這是理想中的最佳鏡頭,實際上是不存在的.如果反差為一半,則MTF值為50%.0值代表反差完全喪失,黑白線條被還原為單一的灰色. 當數值超過80%(20lp/mm下)則已極佳.而數值低於30%則即使在4X6英吋擴印片下影像質量仍較差.測試分徑向和切向兩種方向.如果兩者相差較大,說明鏡頭遭受較嚴重的像散.較高的空間頻率值(即lp/mm值,可理解為分辨率)如30lp/mm與20lp/mm相比, 其MTF值通常較低." (註:這裡的反差表現在畫面中的表現相當於我們所說的「明銳度」.) 如何解譯MTF值: 反差/明銳度: 5(或10)lp/mm的讀數反映鏡頭的反差表現.即使微小的差別(2.5% !)也能在畫面中體現出來!你可以把它看作一種最基本的"銳度".一枚好的鏡頭在光圈收小後應該在5lp/mm下徑向和切向同時高於95% .低於90%即表明鏡頭表現不佳.一枚明銳度好而銳度差的鏡頭通常比明銳度差而銳度高的鏡頭看上去更銳利!不過,銳度和明銳度兩項指標通常相輔相成. 銳度: 10至40(或更高)lp/mm表明一枚鏡頭的銳度——即再現細節的能力.40lp/mm表明鏡頭再現物體非常細微細節(如人像攝影中的頭髮絲)的能力.此時即使MTF值的差距較大(如10%)也無法直接在畫面中辨認出來.按照人眼的辨別力和35mm膠卷的片幅,如果要得到質量非常理想的7英吋的照片,鏡頭20lp/mm下的MTF值必須大於50%.而要想在16英吋下仍有非常理想的畫面質量,其70lp/mm下的MTF值竟須超過63%!幾乎沒有鏡頭可以達到這樣好的表現! 辨別好鏡頭的簡易法則(收小兩檔光圈): 40lp/mm曲線(紅色)須位於 邊緣20%(圖形右側) 中心65%(圖形左側). 20lp/mm曲線(紫色)須位於: 邊緣45% 中心80% 10lp/mm曲線(綠色)須十分接近5lp/mm曲線. 5lp/mm曲線(藍色)須於整個X軸上95%. 以上的MTF曲線評價方法參考自德國的《彩色攝影》雜誌. 其它雜誌或機構的評價標準可能會不同.根據MTF曲線對鏡頭作評價時還須考慮到鏡頭的不同種類,如對超廣角鏡頭的邊緣成像質量不能苛求. 大多數情況下切向曲線比上述標準要低一些. 而徑向曲線的值相對則較高. 注意:鏡頭在極端光圈(即最大光圈和小於f/16)時相對表現較差!它們的值不代表鏡頭所能達到的最佳光學質量!最佳光圈通常為最大光圈收小 2-3檔. 銳度和反差: 銳度和反差均極佳銳度不佳但反差頗佳 頗銳利但反差不佳 銳度和反差俱差 反差盡失銳度無從談起
2007年9月25日 星期二
土衛六,和地球如此相似
2004年平安夜那天,在距離我們12億公里之外,歐洲太空總署(ESA)的惠更斯號探測器脫離了共同航行七年的卡西尼號太空船,獨自落入土衛六「泰坦」(Titan)的濃密大氣裡。2005年1月14日,在眾多天文學家的歡呼聲中,惠更斯號傳回了成功降落的訊息。這是除了月球之外,人類的儀器首度登上衛星。土衛六是浩瀚太陽系中目前所知唯一具有濃密大氣的衛星,自從1655年3月25日荷蘭天文學家惠更斯(Christiaan Huygens)發現它後,其神秘的面貌便一直隱蔽在濃厚的大氣底下。終於在350年後的今天,我們已經可以靠近點仔細瞧瞧了。
在惠更斯號墜入大氣的過程,直到距地表約20公里高處,才脫離由有機分子形成的霧霾層(haze)。這是之前觀測所發現,存在大氣上方的一層霧狀構造。由惠更斯號的偵測,發現其厚度竟向下延伸達200公里之多。也就在約20公里高處,惠更斯號所負載的氣相層析質譜分析儀(GCMS)偵測到甲烷濃度突然提高,研究人員據此研判大氣中有「甲烷雲」存在,甲烷雲是因甲烷凝結在碳水化合物微粒上而形成。隨著逐漸降落,惠更斯號也拍攝了地表的照片,照片中可見許多樹枝狀分佈的彎曲溝渠,由較明亮的高處向低處蜿蜒,簡直就像地球上河流的航照圖。當惠更斯號降落地表,藉探測器底部的阻力鑽測計(penetrometer)測量撞擊的力量及阻力,發現降落處的地質就像潮濕的沙地。接著,在降落後的三分鐘內,惠更斯號還量測到甲烷濃度提高了30%,很可能是惠更斯號底部的高溫,造成周遭液態碳水化合物蒸發所致。
另一方面,不同於惠更斯號的直接降落觀測,卡西尼號一直持續著它環繞土星系統的旅程,並且在多次近距離靠近土衛六時,拍攝到許多更為全面的景觀。在2005年3月10日的《自然》中,卡西尼研究團隊分析了多幅由科學成像次系統(ISS)所拍攝的影像,ISS運用不易為甲烷吸收的紅外線觀測,因此得以一窺土衛六面貌。除了目前不受陽光照射的北極地區以外,ISS得到的反照率分佈圖幾乎涵蓋了整個土衛六地表,可供分析較細微的構造及大氣的分層結構。
研究人員研判,ISS影像中反照率的不同,是由沉澱物質所造成,例如陰暗處表示有較多碳水化合物堆積,而明亮處則主要為水冰。陰暗處可能是甲烷雨的沖刷,使碳水化合物逐漸堆積在凹陷的區域,而惠更斯號在降落處的觀測情形,也證實了較陰暗處地勢較低的看法。
ISS也針對土衛六的大氣結構做了詳盡的分析。土衛六的雲主要分佈在南極上空,在卡西尼號不同時間的觀測中,這些雲呈現出不同的形態,顯示有積雲對流的現象;其次是中緯度地區的雲,有些呈東西方向拉長,數量較少,但在短時間內即有明顯的變化,由此測量低層大氣的風速,發現風是由西向東吹,且在南緯約38度的風速最高,大約是每秒34公尺,相當於地球上的12級風(颶風),比土衛六本身的自轉速度還快,首度證實了土衛六對流層的超迴轉現象(super-rotation)。
【本文出自科學人2005年4月號】
2007年9月20日 星期四
F-22 Raptor 猛禽式戰鬥機
F/A-22是美國於21世紀初期的主力重型戰鬥機,它是目前最昂貴的戰鬥機。它配備了主動相控陣雷達、AIM-9X近程空對空導彈、AIM-120C中程空對空飛彈、向量推力引擎、先進整合航電與人機介面等。在設計上具備超音速巡航(不需要使用後燃器維持)、超視距作戰、高機動性、對雷達與紅外線匿蹤(隱身)等特性。據估計其作戰能力為現役F-15的2到4倍。將會在較長的一段時間裏成為世界重型戰鬥機的霸主。研發F-22的的技術也同時應用到了下一代F-35「閃電II」(Lightning II) 身上。
一.技術特點
(一)飛行特性:
最高飛行速度乃機密,但至少音速2倍(據首席試飛員稱是超過音速2.4倍);
近地最高飛行速度1480公里/小時, (1.21馬赫);
超音速巡航1.58馬赫;
最大使用過載9.0。
(二)結構特點:
F-22採用雙垂尾雙發單座佈局。垂尾向外傾斜27度,恰好處於一般隱身設計的邊緣。
其兩側進氣口裝在翼前緣延伸面(邊條翼)下方,與噴嘴一樣,都作了抑制紅外輻射的匿蹤設計,主翼和水平安定面採用相同的後掠角和後緣前掠角,都是小展弦比的梯形平面形,水泡型座艙蓋凸出於前機身上部,全部武器都隱蔽地掛在4個內部彈艙之中。
發動機二維噴管,有固定的側壁和調節噴管橫截面積及按俯仰±20°角偏轉推力向量而設計的可動上調節板和可動下調節板。
(三)電子設備:
按TRW公司通用手冊研製的整套綜合機載無線電電子設備包括:
(1)中央數據綜合處理系統
(2)綜合通訊、導航和識別系統ICNIA和包括無線電電子對抗系統的全套進行電子戰的設備INEWS
(3)具高分辨力的機載雷達AN/APG-77和光電感測器系統EOSS:
為帶電子掃描的主動定相天線陣,為提高隱蔽性,設計有雷達站被動工作狀態,它保證雷達站以主動狀態工作時使信號更不容易被截獲。
(4)飛行員座艙內的自動儀表設備包括4台液晶顯示器和廣角儀錶起飛著陸系統。
二.武器系統
每次飛行,可在內部彈艙掛6枚AIM-120C及2枚「響尾蛇」導彈。共有三個內部武器艙:2個武器艙沿進氣道安排,另一個武器艙在機身的下部。
如不考慮隱身問題,另可在翼下增設4個掛架,每個掛架可掛彈2300千克,可以安排4枚AIM-120A導彈、8枚AIM-120C導彈和副油箱。
固定武器是1門6管M61A2「火神」機炮。
F-22 除執行空中優勢任務外,也能使用聯合直接攻擊彈藥(JDAM)之類的武器進行精確對地攻擊。
三.作戰效益
F-22的戰鬥損耗率在十年後僅為F-15的二十分之一(在與俄製su-37的虛擬戰鬥中,F-22和SU-37的損耗率為1比10),維護人員將減半,一個中隊20年中的維持成本將比F-15少5億美元。
F-22可以在下個世紀進行「超視距作戰」,美國空軍對此充滿信心並已接近成功。它們甚至認為如果F—22早問世十年,那麼海灣戰爭可能打不起來。

2007年9月7日 星期五
Tank Killer-A10疣豬式攻擊機
A-10/OA-10
這架在變形金剛電影中讓我印象深刻的美軍現役的攻擊機,已經服役近二、三十年之久,A10則無高科技可言,藉助手桿操縱飛行,以舊式的撥鍵和儀表為主,但這反而成為它的一項優點,在超音速機種難以全身而退的地方,A10卻可以猛烈攻擊。但A-10輝煌的戰果,令人無法小覷,在波灣戰爭中,它摧毀過半的伊拉克甲車和砲兵,還獵殺飛毛腿飛彈,並且由於它可於暗夜中飛行自如,所以也協助美軍支援搜救任務。
擁有於低空速、低高度之優異操控性能。他們能夠長時間盤旋於任務區域附近做300米以下的低空飛行, 並擁有2.4 公里之可見度。這架飛機的寬且直的機翼設計使其能於短距離起飛或著陸、能迅速的進出前線戰區、可靠的低速飛行能力、和同時擁有驚人的續航力 。因為它能夠以相對較低的巡航速度(僅每小時320公里), 所以能有效發揮其作為一個對地攻擊機的優勢, 尤其當一般高速戰鬥機或轟炸機常對鎖定較小和緩慢移動的地面目標相當大的難度的時候...。
堅固、耐用是"疣豬" 設計的重要考量之一,它內裝了強度非常高的機構(airframe), 以及有著優良的戰場存活率, 能夠在戰鬥中承受不少可觀的損傷。 這種飛機可以直接承受穿甲彈和23厘米的高爆彈之攻擊。 除了配備了預設的液壓飛控系統之外, 另還有手控系統以備不時之需, 所以若液壓操控故障或部分機翼受損時, 飛行員還是可以盡可能地利用手動進行起降之操作。 其閉鎖式的油箱外面覆有化學防火阻燃劑可以防止油箱意外爆炸。 駕駛艙由900 磅 (400 公斤)的鈦金屬裝甲保護, 此裝甲也同時提供了對一部分重要的飛控系統設備的防護。除此之外, 機尾附近之左右兩顆噴射引擎能迅速的將引擎產生的廢氣通過機尾排出, 如此可以減弱紅外線的能見度, 並使地面的肩射式防空飛彈較難鎖定到它。 其引擎的安裝的位置於主翼的後上方、尾翼組件的前上方, 幾乎能使兩顆引擎不會直接暴露於來自下方的攻擊 ,即使其中一顆引擎被擊毀了, A-10還是能有辦法繼續飛。
A-10可以部署於擁有較少機場設備的戰區臨時空軍基地並執行任務。 這架飛機有個非比尋常的特點就是這架飛機有許多的零件裝配可以左右調換使用, 甚至包括引擎,主起降架, 及垂直穩定器皆可。機身的內裝階梯組件能讓飛行員自行上下駕駛艙而不需要額外的協助。 起落架配置了低壓輪胎, 而寬大的主翼則賦予了裝載各式各樣武器的彈性。 其基本的設計考量就是能讓戰機可在最低的地面勤務需求下進行加油和武器裝載的工作。 A10多部署於前線戰區最主要是除了可以就近提供即時的空中火力支援外, 也是因為它相較於其他戰機較低的飛行速限和低巡航速度的關係。
A-10預計將在2028年才從美國空軍除役, 到時候將會被新式的JSF戰機(聯合打擊機)給取代。在此之前, 應該還會有不少次的升級, 例如於2005年進行的FCS(電傳飛行控制), ECM(電子對策、對抗裝置), 精靈炸彈投擲系統的套件升級。
第一批量產的A-10A於1975年10月被分派到了美國亞利桑那州的Davis-Mothan空軍基地, 其基本設計目的即上述的: 提供近前線的空對地火力支援和同時能籌載大量武器、彈藥, 必須有優異的續航力,並及能涵蓋大範圍的作戰半徑。 最後它在第一次波灣戰爭中的『沙漠風暴』和『Operation Noble Anvil.』二次行動中以輝煌的戰績證明了自己是美國和其盟軍不可或缺的要角。A-10的任務完成率高達不可思議的95.7%,參予了8,100次突襲和發射了聯軍90%以上的AGM-65 小牛飛彈。
* 初次部署: 1976年3月
* 造價 : 980萬美金
* 衍生系列: Active force, A-10, 143 and OA-10, 70; Reserve, A-10, 46 and OA-10, 6; ANG, A-10, 84 and OA-10, 18
性能諸元簡介(初代A-10機)
* 駕駛員: 1人
* 總常: 53 呎 又 4 吋 (16.16 米)
* 翼長: 57 呎 又 6 吋 (17.42 米)
* 高度: 14 呎 8 吋 (4.42 米)
* 翼面積: 506平方呎 (47 平方公尺)
* 空機重量: 21,519 磅(9,761 公斤)
* 全副武裝重量: 32,730 磅 (14,846 公斤)
* 最大起飛重量: 51,000 磅 (23,000 公斤)
* 發動機: 2具通用動力TF34-GE-100 扇渦輪引擎, 推力: 9,065 lbf (40.32 kN)
性能簡述:
* 極速: 420 mph (676 km/h)
* 續航力: 620 miles (1,000 km)
* 飛行高度: 45,000 feet (13,600 m)
* 爬昇率: 6,000 ft/min (1,830 m/min)
武裝配備簡述:
*主力武器: 1x 30 厘米 GAU-8/A 復仇者式 7管格林機炮 1,174 發子彈(耗乏鈾彈頭)
* 8個機翼, 和3個機腹掛具, (共可酬載7,300公斤) , 可掛載:
o Mk 82, Mk 83, Mk 84 通用型傳統炸彈
o BLU-1, BLU-27/B Rockeye II , CBU-52/71 叢集/子母彈
o AGM-65 空對地小牛飛彈 和 AIM-9 空對空導彈
o 火蛇(Hydra) 70 厘米 和 127 厘米 火箭莢艙
o 閃光器, ECM(電子反抗系統), 等其他輔助用莢艙。
缺點:
A-10最為人詬病的問題就是其簡陋的航電設備(很難想像為美軍立了這麼多汗馬功勞、殲敵無數的戰機要到1999年才開始安裝全球定位系统),在設計A-10的時候只單純的考慮到近戰空中火力支援,當時認為太複雜的電子系統裝在執行這種任務的飛機上並非必要,且會浪費極大的後勤成本。最初的航電裝配僅提供了基本通訊元件、雷達預警系統、和TACAN導航設備,早期的機種上甚至連自動駕駛也沒有配備。當美國空軍決定增強其反坦克能力時,考慮到若部署此型飛機於當時北大西洋公約組織的西歐國家時,可能常會遭遇到極糟的天候, 給了空軍升級A-10的感應元件及航電設備的壓力。於是製造商費爾柴德在1977年時提供了一種雙座式NAW(全天候)改良方案,結果最後還是沒有被採用──於是A-10只得用它的陽春航電設備一直撐到了第一次波灣戰爭之後……
最早期的升級方案僅包括了雷射感應器,由地面人員發射雷射鎖定目標物,再導引A10投下的智慧型炸彈。最初的時候A-10沒有任何能夠提供遠距離開火的導引及電腦設備,使其火力大打折扣。開火時完全得靠機炮和火箭等近距離(視距內)的非精準火力,或是AGM-65小牛飛彈──不過還是得靠小牛飛彈本身提供的影像遙測器,並傳送影像至A-10駕駛艙為導彈指引操作。直到它服役了很長一段時間以後,美國的「低高度安全性與標定作業提升」(Low-Altitude Safety and Targeting Enhancement,LASTE)才終於為它安裝了電腦化的火控設備、自動駕駛,和機載地面防撞系統。現在A10總算能使用夜視設備了,而直到了1999年才加裝的GPS定位系統也使得導航更加準確 。

參考資料
http://zh.wikipedia.org/wiki/A-10é·é»IIç£è±¬æ»ææ©
2007年9月1日 星期六
AC-130 空中砲艇
相信很多人已看過變形金剛內的美國現代化各項武器,其中最令我印象深該的應該是地面部隊召喚而來的這台AC-130這架由C-130H運輸機改裝成對地砲艇機由洛克威爾(Rockwell)公司生產,強大火力令地面敵方部隊聞風喪膽,但以己來說它的出現猶如天使一般。
這架砲艇機裝有配備的武器包括:
1門25毫米GAU-12/U 格林機槍(Gatling gun)、1門40毫米「博福斯」炮(Bofors Cannon)、1門105毫米榴彈砲(Howitzer)AC-130儘管略顯笨重,且在防空嚴密的情况下的生存力低,但還是立下了赫赫戰功。
不論初期型號還是經過改装的先進型號,AC-130都是一種揮彈如雨的攻擊機。它一分鐘內發射出的彈藥,可以與一個步兵營在整個戰役中使用的彈藥量相比。
裝置儀器:
標探測火控系統及AN/AAQ-24 定向紅外對抗措施(DIRCM)
紅外警告接收器、飛彈警告系統、干擾絲燄彈撒佈裝置、電子干擾系統、雷達警報接收機、全景RF接收器、紅外線對抗措施系統。
成員包括:五名軍官(正駕駛,副駕駛,領航員,火力控制軍官,電子戰軍官)和九名專業成員(飛行工程師,電視操作手,紅外線感操作手,裝填手,五名炮手)。
四個Allison渦輪螺旋槳發動機引擎T56-A-15
推力:
各個引擎4,910 馬力
長度:
97 英尺, 9 英寸(29.8 米)
高度:
38 英尺, 6 英寸(11.7 米)
最大牽引質量:
155,000 磅(69,750 公斤)
翼展:
132 英尺, 7 英寸(40.4 米)
範圍:
1,500 法規英哩(1,300 海里)
無限以空氣加油
速度:
300 哩/時(Mach 0.40) (在海平面)
升限:7576米最大
起飛重量:69,750千克
造價:US$52,290,000(H型) US$81,100,000(U型,98年幣值)
2007年2月,美國空軍的AC-130U"空中炮艇"的火力配置正在改良,除了繼續裝備105mm口徑的加農炮外,新型30mm口徑火炮將取代原有的25mm格林機槍和博福斯40mm火炮。40mm口徑火炮從第二次世界大戰時就開始装備各種平台,目前不儘维修困難,同時由於這種口徑的彈藥已經不再生產,所以庫存也越來越少;25mm口径火炮面臨的最大問题是維修的時間和费用越來越多,而且由於美國空軍的其他機種都没有装備這種口徑的火炮,所以其新型彈藥的研製也無人問津。新的30mm口径火炮除了裝備空軍外,還廣泛裝備海軍和海軍陸戰隊的多種作戰平台,各軍種都在研製這種口徑火炮的新型彈藥。该火炮的射速为200r/min,比40mm口径火炮要高,但低于25mm口径火炮。預計今年5月開始進行裝備30mm口徑火炮的AC-130U"空中炮艇"飞行試驗,並可能於今年7月正式服役。
戰役:
AC-130最早出现在越南戰場上,當時美軍面對着大量缺乏防護但数量众多而零散的越南游擊隊、村莊、車隊等目標,越戰期間據美軍統計AC-130累計摧毀了10000輛卡車,支援了大量的救援行動中對付這些目標以各種口徑的槍炮最為有效,且使用费用較為合理
在1983侵格林納達的行動中成功壓制了敵方地面火力
索馬利亞戰役
美國國防部一名要求匿名的官員表示,情報指出,1998年炸毀美國駐肯亞和坦尚尼亞使館、造成兩百二十四人死亡的三名開打疑犯,包括美方懸賞五百萬美元緝拿的主嫌穆罕穆德,出現在索馬利亞與肯亞交界的一個偏遠島嶼後,總部設在美國佛州坦帕的特種部隊指揮部隨即下令出動AC130「空中砲艇」攻擊機,從8日起在索國最南端與肯亞交界處的哈尤村,發動至少二次空襲。索國政府官員說,哈尤村「屍橫遍野」,但確切死傷人數不明;美國軍方也說,不清楚過去二十四小時內的空襲行動,是否命中三名目標嫌犯。
巴拿馬戰役
當年巴拿馬國防軍吃過苦頭,一架AC130大搖大擺飛進來,起初以為是架運輸機不以為意,哪知AC130開始
瘋狂開火,地面部隊幾乎被殲滅...相同的事也發生在格蘭那達戰役,一位步兵形容,在AC130掃蕩過的戰場,
他們的唯一任務就是清點屍體
巴格達戰役
美國加強了軍事行動。其中85架飛機從航空母艦起飛,另有大約五架轟炸機從陸地起飛。威力強大的AC130地面攻擊機也參與了行動。
五角大樓說,參與行動的AC130地面攻擊機數量不到五架。
據五角大樓說,由於美軍的空襲行動,塔利班對美國空襲的反應能力已經減弱。
火神砲
機內火砲裝填

