25 марта 2015
С целью обеспечения солдат очками ночного видения с оптическим слиянием каналов компания Flir предлагает крепимый тепловизор M-32C
Освети ночь для пехотинца!
Что касается индивидуального снаряжения, то потребность в новых устройствах возникают у небольших подразделений, которые, как правило, не ограничены в средствах, а именно у специальных сил. Они первыми получают высокотехнологичные устройства, затем по мере развития новых технологий появляются продвинутые варианты подобных устройств, стоимость предыдущих поколений начинает снижаться и, в конечном счете, они поступают в обычные подразделения. Это верно для многих сфер, в том числе и для сферы ночного видения.
В этом обзоре будет проведен анализ того, что предлагает рынок для солдата, скажем стандартного пехотинца, касательно прицелов, очков ночного видения, систем наблюдения и прицеливания, имея в виду, что здесь задействуются две технологии, а именно усиление яркости изображения и тепловидение, хотя последняя не ограничивается только ночным видением, поскольку позволяет улучшить зрительное восприятие солдата днем и в сложных условиях.
Множество факторов должно быть принято во внимание при поиске снаряжения, используемого основным пехотинцем. Во времена когда бюджеты стеснены, стоимость определенно является одним из самых важных факторов, особенно учитывая большое количество устройств, которое должно быть закуплено для оснащения базового боевого подразделения, другими словами пехотного батальона, которому может потребоваться от 400 до 500 единиц каждого типа, а именно очки ночного видения для передвижения и прицелы для ведения стрельбы, тогда как оборудование для наблюдения/прицеливания, как правило, предоставляется командиру подразделения на уровне отделения и взвода. Для очков ночного видения, в основном усилителей яркости изображения, стоимость определяется двумя факторами: количество используемых электронно-оптических преобразователей (далее трубок, одна или две) и их качество (в основном определяемое их поколением). Использование одной трубки на каждый глаз позволяет сохранять некую глубину зрительного восприятия, в то время как одна трубка представляет одинаковую информацию обоим глазам и дает совершенно плоское изображение, что может оказаться проблемой для солдата, например при оценке дистанции до следующего камня на который он должен ступить. Что касается трубок последнего поколения, изготовленных в США, то они, как правило, не доступны не американским военным или доступны очень и очень ограниченному числу стран. Недавно были введены некоторые послабления в экспортном режиме, что позволяет экспортировать трубки с более высокими характеристиками. Число пар линий на миллиметр умноженное на отношение сигнала к шуму – эта величина используется в Америке для контроля оборудования усиления яркости изображения. В прошлом технологический разрыв между Америкой и Европой был значительным, но в настоящее время он фактически ликвидирован.
Несмотря на тот факт, что это устройство предоставляет изображение для двух глаз, оно скорее является би-окуляром, а не биноклем; четко видно, что один окуляр выдает одну картинку на оба глаза
Крепимые тепловизоры, позволяющие обеспечить своего рода слияние между усилителями яркости изображения и тепловизорами (инфракрасными сенсорами) в одном устройстве, появились относительно недавно, но по данным производителей этих устройств заказчики до сих пор ограничены специальными силами. На данный момент только американцы пришли к комбинированным очкам, которые остаются достаточно дорогим и тяжелым устройством.
Многие системы представляют собой наголовные держатели, к которым крепятся ручные усилители изображения. Некоторые даже устанавливаются впереди дневных прицелов для того, чтобы солдат имел возможность прицеливаться в ночных условиях. И поэтому порой бывает затруднительно точно классифицировать эти устройства. Ночные прицелы фактически могут быть двух видов, в виде истинного ночного прицела и в виде крепимой системы, соединенной с дневным прицелом. В случае прицелов могут использоваться как усилители яркости изображения, так и инфракрасные приборы, предоставляющие, вне всякого сомнения, солдату другое изображение, а налогоплательщику другой счет, – тепловизионные сенсоры все еще существенно дороже устройств усиления.
Впрочем, многие армии выбрали тепловизионное решение для своих программ модернизации солдата, как в интегрированном варианте, так и в крепимом. Некоторые даже приняли на вооружение интегрированные дневные/ночные прицелы, которые, как правило, еще больше повышают стоимость. Все решения имеют свои «за» и «против». Некоторые армии отказались от интегрированных прицелов и вернулись к модульным типам не только из-за стоимости, но также потому, что обращение со штурмовой винтовкой, нагруженной относительно тяжелым прицелом, может стать недостатком в хорошую погоду. Действительно, ночной компонент, размещенный в кармане или рюкзаке когда в нем нет необходимости, совсем по-другому влияет на усталость солдата. Впрочем, общая масса модульной системы больше массы интегрированной системы. Что касается чисто ночных прицелов, то их характеристики зачастую выше, чем у модульных прицелов. Объединение (слияние) усилителей яркости изображения и инфракрасных устройств станет завтрашним стандартом, но на данный момент остается роскошью. Действительно, поскольку слово «объединение» подразумевает использование двух сенсоров и до тех пор, пока цифровое слияние будет повышать возможности, будет идти обычный процесс распространения этих устройств, хотя подобная технология должна еще увеличить темп для того, чтобы достичь границы падения стоимости.
Что касается систем наблюдения, то они могут быть тепловыми или усилителями изображения, монокулярами или бинокулярами, со встроенным компасом и дальномером. Мы рассмотрим здесь самые базовые изделия, так как специальные системы дальнего действия высшего класса – это темы других статей. Чем гордиться при описании массогабаритных характеристик, энергопотребительских характеристик и стоимости таких систем – сложный вопрос. В то время как спираль развития позволяет снизить стоимость, такие системы все еще дорого обходятся и здесь должен быть найден компромисс.
Новая трубка Photonis с увеличенным диапазоном обнаружения значительно расширяет возможности ночного видения. В настоящее время она позволяет определять многие лазерные источники и возможно заставит переосмыслить применение обычно невидимых лазеров
Знаменитый электронно-оптический преобразователь Photonis Intense. Новые трубки дают гораздо большее усиление и позволяют видеть в полной темноте
Системы усиления яркости изображения
Технология усиления яркости изображения напрямую связана с используемыми трубками. За прошедшие годы их возможности значительно повысились, а классифицируются они в соответствии со своим «поколением» (Generation или коротко Gen).
Нынешние системы начального уровня обычно оборудованы трубками Gen-2 или Gen-2+ на базе микроканальных пластин, которые высвобождают лавинообразный поток электронов прежде чем эти электроны в конечном счете ударят по люминофорному экрану, на котором они «отпечатают изображение». Трубки Gen-2 имеют около двух миллионов микроканалов и увеличивают количество электронов на коэффициент от 100 до 1000. В трубках Gen-2+ число микроканалов вдвое больше, что способствует дальнейшему повышению разрешения, в то время как более высокие уровни контраста и времени реакции достигаются за счет более современных типов люминофорных пленок на экране.
Качественный скачок был достигнут за счет фотокатодов на арсениде галлия, соединенных с 6-12 миллионами микроканальных трубок. Это поколение Gen 3. Разрешение и срок службы соответственно увеличились, хотя, для того чтобы достигнуть отметки в 10 000 рабочих часов, необходимо было нанести тонкую алюминиевую пленку на фотокатод для защиты покрытия от рассеянных электронов, но при этом также уменьшилось количество проходящих электронов. Были проведены дальнейшие усовершенствования, которые привели к трубкам с неофициальным обозначением Gen-4. В них воздействие рассеянных электронов на микроканальную пластину определяется за счет автостробирования другими словами очень быстрого перекрытия подачи энергоснабжения трубки во избежание насыщения.
Яркий пример работы функции автостробирования. Вверху съемка вспышки от взрыва с включенной функцией автостробирования, внизу то же самое без включенной функции автостробирования
Европейская революция
Как уже было сказано, Европа ликвидировала технологический разрыв в области электронно-оптических преобразователей с Америкой, в частности с Photonis, чьи трубки с автостробированием XD-4 и XR-5 используются многими производителями систем ночного видения. На выставке Eurosatory 2014 было показано новейшее дополнение к портфолио компании – трубка Intens Revolution. Ключевой особенностью новой трубки является увеличенная ширина полосы пропускания.
Если другие трубки, как правило, собирают фотоны в диапазоне от 400 до 900 нм, то Intens Revolution с одной стороны расширяет этот диапазон до 300 нм, сдвигаясь в ультрафиолетовый спектр, а с другой расширяет до 1000 нм и более, прилично сдвигаясь в «красную часть» спектра.
Это не только увеличивает дальность обнаружения-распознавания-идентификации по оценкам Photonis на 40%, но он также позволяет полностью реализовать многозадачные возможности. Действительно, ночью в пустыне большее количество фотонов находится в левой части спектра – в зелено-голубой зоне, в то время как в джунглях большая часть фотонов падает в правую часть – красную. На выставке в специальной темной комнате демонстрировались возможности новых трубок Photonis, после чего у посетителей не оставалось никаких сомнений в их превосходстве. В компании Photonis заявляют, что трубка Intens Revolution может работать ночью вплоть до Уровня 6, что составляет менее 100 микролюкс.
Еще один параметр, который необходимо принять во внимание, – это сниженный эффект «расплывания» при внезапном появлении источника света: чем меньше гало вокруг источника, тем лучше изображение. Конкретные цифры, предоставленные производителем, говорят о том, что в трубке Intens Revolution гало достигает максимум 0,7 мм по сравнению с 1-1,25 мм в предшествующих трубках. Кроме того, разрешение остается более высоким в ситуациях с ярким освещением, что очень важно в городском окружении, где условия освещения постоянно меняются и где автостробирование просто необходимо. В компании Photonis заявляют, что разрешение никогда не снижается ниже 57 пар линий на миллиметр, что позволяет солдату продолжить рассматривать детали.
Трубки Intens Revolution уже были интегрированы в различные системы и проверены не только специальными силами и летчиками, но также, по крайней мере, полицией одной европейской страны. Системы ночного видения с новыми трубками использовались несколькими подразделениями с начала 2013 года и получили положительные отклики. Насколько принятие трубок Intens Revolution повысит стоимость, не разглашается, но понятно, что это еще одна технология, которая будет принята в скором времени для обычных подразделений, по крайней мере, в более богатых странах.