В 1950-х годах в Советском Союзе активно велись разработки современных оптических прицелов с независимой стабилизацией линией визирования. Для танков середины 50-х годов были разработаны прицел ТПД-43Б (средний танк Т-64) и ТПС-1 (тяжелый танк Т-10А, Т-10Б) с независимой стабилизацией в вертикальной плоскости.

На базе ТПС-1 был создан танковый прицел-дальномер стабилизированный (ТПДС) с оптической измерительной базой 1100 мм. Он проходил испытания в составе танка «объект 430», прототипе Т-64. В ходе опытно-конструкторских работ прицел был доработан и получил индекс ТПД-43Б. В 1963 году доработанный прицел прошел испытания и был принят на вооружение в составе среднего танка Т-64 (объект 432) в 1966 году.

Работа над усовершенствованными оптическими дальномерами, проводившаяся параллельно с разработкой и испытаниями Т-64, завершилась созданием нового прицела ТПД-2-49, который с началом серийного производства Т-64А стал основной частью системы управления огнём. Среди прочего, было полностью переработано крепление прицела, в конструкцию прицела интегрирован пульт управления автоматом заряжания с выбором типа боеприпасов. А функциональность дальномерной части была переработана и несколько расширена.

 
Прицел ТПД-43Б и ТПД-2-49

На оптическом пути прицела расположена полая ось (рис. 5, № 5), на заднем конце которой установлены баллистические кулачки (рис. 5, № 4) для трёх типов боеприпасов — бронебойного подкалиберного (БПС), кумулятивного и осколочно-фугасного. При повороте оси кулачки задают угловую поправку между линией прицеливания и осью канала ствола, соответствующую дальности до цели для выбранного типа боеприпаса. На переднем конце полой оси находится кулачок дальности (рис. 5, № 6), механически связанный с линзами компенсатора дальности (рис. 6, № 19, 20) на оптическом пути дальномера. Если при измерении, приводимом в действие электродвигателем через шестерни 1, 3 (рис. 5), полая ось поворачивается, линзы компенсатора следуют за движением сканирующего устройства на кулачке дальности. Измерение может выполняться электромеханически — попеременным нажатием кнопок большого пальца на рукоятках пульта управления наводчика — либо вручную, поворотом кольца установки дальности между корпусом прицела и рукояткой управления в сборе.

Рис. 5. Кинематическая схема ТПД-2-49
1, 3 — шестерни; 2 — линейка; 4 — баллистический кулачок; 5 — полая ось; 6 — кулачок дальности; 7 — призма; 8 — тяга головного зеркала; 9 — головное зеркало; 10 — базовая труба; 11, 18 — рычаги; 12 — рычаг базовой трубы; 13 — линза; 14 — ремень передачи; 15, 21 — шкивы; 16 — вращающийся трансформатор; 17 — тяга параллелограмма; 19 — наружная рамка гироскопа; 20 — внутренняя рамка гироскопа; 21 — фиксатор рамки гироскопа

Оптический путь прицела (рис. 6, жёлтая линия) проходит через головное зеркало, верхнее защитное стекло и неподвижное базовое зеркало в визирный канал и далее в левый окуляр в сборе. На пути установлены вращающийся диск со шкалой дальности и неподвижная метка-указатель (рис. 6, № 23, 24).

Оптический путь левого объектива дальномера (рис. 6, красная линия) также проходит через головное зеркало и верхнее защитное стекло, затем — через нижнее неподвижное зеркало и призму на оптическую ось дальномера. При этом луч проходит через подвижную пару линз компенсатора дальности (рис. 6, № 19, 20). Компенсатор дальности — узел, в котором в поле зрения правого окуляра формируются две половины изображения цели с возможностью их взаимного смещения по горизонтали.

Оптический путь правого объектива дальномера (рис. 6, синяя линия) проходит от правого объектива через базовую трубу, призменный узел и далее через зеркало в головной части корпуса прицела и базовое зеркало — к компенсатору дальности, оптико-механическому измерительному узлу. В правом окуляре (ярко-розовый оптический путь) наводчик видит общее горизонтально разделённое изображение, образованное наложением обеих ветвей дальномера.

Рис. 6. Оптическая схема ТПД-2-49
1 — окуляр прицела; 2 — приспособление готовности к стрельбе; 3, 18, 26, 27 — призмы; 4, 25 — системы разворота левого и правого лучей; 5 — штриховая пластина (прицельная сетка); 6 — собирающая линза; 7, 21 — линзы левой и правой ветвей; 8, 10, 11, 12, 14 — защитные стёкла; 9, 17 — зеркала; 13 — базовая труба; 15, 16 — компенсационные линзы выверки дальномера; 19, 20 — линзы компенсатора дальности; 22 — двойная призма; 23 — метка дальномера; 24 — диск со шкалой дальности; 28 — окуляр правой ветви (дальномера)

На шкале в левом поле зрения (рис. 7) нанесены метки выверки и шкала боковых поправок, а в центре — центральная прицельная марка. На вертикальной шкале под центральной маркой слева расположены метки дальности для стрельбы из 7,62-мм спаренного пулемёта. Справа нанесены метки дальности для стрельбы осколочно-фугасным снарядом на дальностях, превышающих предел измерения дальномера (4000 м): в этом случае на верхней шкале дальности устанавливается значение 4000 м, а цель накрывается соответствующей меткой ОФ на вертикальной шкале.

Рис. 7. Прицельная сетка и стереоскопический метод измерения

Рис. 8. Правый окуляр: метод совмещения (вариант 1)

Рис. 9. Правый окуляр: метод совмещения (вариант 2)

Для стрельбы из спаренного пулемёта можно использовать также отдельную пулемётную шкалу дальности в верхней части поля зрения; в этом случае на селекторе типа боеприпасов необходимо установить режим осколочно-фугасного снаряда. Если стрельба ведётся по метке дальности пулемёта на вертикальной шкале, на верхней шкале дальности устанавливается нулевое значение. Электромеханическая установка дальности, как и измерение дальности, выполняется кнопками большого пальца на рукоятках пульта управления наводчика. Выстрел из пушки производится указательным пальцем правой руки, стрельба из спаренного пулемёта — указательным пальцем левой руки.

Оптический дальномер позволяет измерять дальность двумя способами: монокулярно — методом совмещения половин изображения и стереоскопически — методом совмещения по глубине (пространства). Для измерения на ходу базовая труба стабилизируется относительно пушки, однако качество такой стабилизации ниже, чем у независимо стабилизированного головного зеркала прицела. Поэтому руководство требует по возможности чаще вести измерение дальности с места. Кроме того, из-за жёсткой связи базовой трубы с орудием во время перезарядки, когда пушка зафиксирована на угле заряжания, измерение дальности невозможно примерно 7 секунд. Несмотря на эти трудности, руководство требует, чтобы наводчик настойчиво и систематически тренировался в измерении дальности, в том числе на ходу.

Принцип измерения основан на определении дальности по соотношению длины измерительной базы (1500 мм) и угла $\alpha$ между направлениями лучей от цели к правой и левой линзам. Перемещение измерительных линз в компенсаторе дальности позволяет смещать верхнюю и нижнюю половины изображения друг относительно друга так, чтобы они располагались в поле зрения в соответствии с выбранным методом измерения. При чётких контурах цели применяется основной метод (рис. 8): верхняя и нижняя половины контура совмещаются друг с другом по линии раздела. При плохой видимости или слабо различимых контурах (рис. 9) переключением устройства двойного изображения можно добиться того, чтобы контур цели был виден целиком в обеих половинах изображения; при измерении наружные края контура цели в обеих половинах затем выравниваются точно друг с другом.

Руководство описывает и третий метод — стереоскопический (метод объёмного изображения, рис. 7). Для него наводчик должен обладать стереоскопическим зрением и наблюдать обоими глазами одновременно: изображения левого и правого окуляров накладываются друг на друга, образуя единое общее изображение. В левом окуляре видно большое поле зрения прицела (9°), в правом — поле зрения базовой трубы (1°40'). Поле зрения правого окуляра разделено по горизонтали: в верхней половине — изображение левой линзы базовой трубы, в нижней — правой.

Поскольку между прицелом и левой линзой базовой трубы угол параллакса практически отсутствует (они расположены близко друг к другу), изображения в левом окуляре прицела и в верхней половине правого окуляра лежат в одной плоскости по глубине. В нижней половине поля зрения правого окуляра видно изображение правой линзы базовой трубы: так как она отстоит от левой линзы на 1500 мм, её линия визирования образует угол параллакса относительно левой линзы и объектива прицела. Поэтому изображение цели и местности в нижней половине правого окуляра воспринимается на иной глубине, чем в левом окуляре прицела и в верхней половине правого окуляра. При измерении (нажатии обеих кнопок на рукоятках) плоскость глубины нижней половины поля зрения правого окуляра подводится к плоскости глубины изображения левого окуляра прицела. По достижении совмещения по глубине измеренная дальность считывается на верхней шкале дальности; угол прицеливания, необходимый для стрельбы, при этом уже вводится автоматически. Руководство дополнительно указывает: если цель не имеет выраженного фона на местности, следует применять монокулярный метод совмещения половин изображения.

В процессе измерения полая ось поворачивается кулачком дальности и баллистическими кулачками: одновременно устанавливается дальность стрельбы и смещением штриховой пластины с прицельной сеткой вводится необходимый угол прицеливания. После завершения измерения наводчику остаётся навести на цель центральную прицельную марку либо, при учёте бокового перемещения цели или собственного танка, одну из боковых марок — и произвести выстрел. Метка-указатель в верхней части поля зрения напротив шкалы дальности показывает измеренную дальность.

При измерении наводчик должен одновременно наблюдать через левый окуляр прицела и правый окуляр дальномера: поле зрения дальномера очень мало (1°40'), а одновременное использование прицела с полем зрения 9° значительно улучшает обзор местности. Увеличение обоих оптических каналов — 8-кратное. Для непрерывной коррекции установленной дальности при движении собственного танка в зависимости от курсового угла при повороте башни в сторону следует включить корректор дальности ΔD.

Точность определения дальности по руководству, в сочетании с данными таблицы стрельбы для состоявших тогда на вооружении Т-64А снарядов 3БМ9 и 3БМ12, после интерполяции даёт следующие зоны попаданий для цели высотой около 1,2 м.

Фактическая техническая точность, определённая позже в ходе испытаний в США, оказалась выше — примерно 0,5 32_ Это подтверждает превосходство измерений над дальномером с совмещением изображения основного боевого танка М48. При этом следует учитывать, что в боевых условиях точность работы наводчиков периодически снижается. Однако погрешности измерений в достаточной мере компенсируются высокой скоростью снарядов 3БМ9 и 3БМ12, что видно из таблицы.

1. Прицеливание при стабилизированном поле зрения прицела и гидравлическом приводе наведения по горизонту; пушка не стабилизирована.

2. Прицеливание при стабилизированном поле зрения прицела и стабилизированной башне (по горизонту); пушка не стабилизирована.

3. Наведение с помощью ручных приводов; дальность определяется глазомерно, без использования дальномера.

4. Наведение с помощью ручных приводов; дальность измеряется оптическим дальномером.

5. Наведение по горизонту гидроприводом; установка дальности — как в режимах 3 или 4.

6. Наведение в полностью стабилизированном режиме: поле зрения прицела стабилизировано независимо, пушка и башня — стабилизатором вооружения.