Системите за нощно виждане, монтирани на превозни средства, съществуват от години и сега са нещо обичайно, но предстоят значителни промени на този пазар.
Например, има нарастващо търсене на нощни камери с по -висока резолюция. Говорител на френската компания за инфрачервени приемници Sofradir заяви, че това може да бъде постигнато чрез увеличаване на броя на пикселите и намаляване на височината на пикселите, като същевременно се поддържа размерът на матрицата, за да се осигурят ниско тегло и характеристики на консумация на енергия на устройството.
„С намаляването на височината на пиксела увеличавате чувствителността на детектора, тъй като с намаляване на височината на пиксела всеки пиксел има по -ниска сила на сигнала и по този начин увеличаваме чувствителността на устройството. В настоящите поколения камери стандартът е VGA 640x512, но днес тенденцията се движи към SVGA 1280x1024 на стъпки от 12 микрона, например. Системите ще се движат в тази посока и това се случва сега”
- той обясни.
За да работят тези камери най -добре, те трябва да бъдат правилно стабилизирани, тъй като бронираните превозни средства работят в неравен терен с много труден терен. Според представител на Controp Precision Technologies, ако системата не се стабилизира достатъчно добре, „тогава изображението ще бъде с неприемливо качество и обхватът на устройството ще бъде драстично намален“.
Говорител на Sofradir каза:
„През последните години видяхме, че значението на теглото, размера и консумацията на енергия непрекъснато нараства, отразявайки търсенето на малки, леки системи с подобрени възможности, като нашите системи SIGHT. Има няколко типа камери: неохладени термични камери, които осигуряват зрение отблизо и обикновено не са стабилизирани, и охладени термични камери, които обикновено са стабилизирани, са на по-високо ниво и разбира се по-скъпи."
Открояване на проблеми
Традиционно системите за нощно виждане се използват за две основни цели. Първо, устройствата за нощно виждане на водача му позволяват да повиши нивото на контрол върху околната среда около автомобила за безопасно и безпроблемно маневриране. Второ, има системи за наблюдение, използвани от стрелците за идентифициране и насочване към потенциални цели.
Инфрачервените системи за шофьори и повишената осведоменост за ситуацията обикновено са неохладени термовизионни камери, които имат по -широко зрително поле на близко разстояние, за да имат възможно най -голямо зрително поле, докато прицелите са за стрелци, особено за оръжия с голям калибър, например, 120-милиметрови танкови оръдия, оборудвани с охлаждащи се термични камери за далечни разстояния. Последните имат по -тясно зрително поле за фокусиране върху конкретна цел.
Термокамерите са най -често срещаните в съвременните армии, тъй като са по -напреднали от камерите с усилване на изображението (усилвател на изображението), които работят на стъпки по -малки от 1 микрона, а за да работят, те изискват активно излъчване на светлина в близкия инфрачервен спектър за да се види в тъмното. В този случай светлината от инфрачервената светлина, невидима с невъоръжено око, може да бъде засечена от вражески устройства, което може да доведе до сериозни последици.
Според Колин Хорнер от Леонардо, камерите за усилване на изображението винаги са проблем в общностите, които са склонни да бъдат осветени.
„Тези сензори са склонни да изкривяват и замъгляват изображението, предназначено за командира и водача. Докато технологията за подобряване на изображението се подобрява и е предпочитаният избор за превозни средства без борба, недостатъкът е, че такива камери все още се нуждаят от подсветка.
„Въпреки че те наистина могат да работят при минимална светлина, например при светлината на луната или звездите, при пълна тъмнина, камерите с лампи за усилване на изображението просто няма да работят. За да подобрят ситуационната осведоменост, операторите използват инфрачервени светлини за локално осветяване на зоната около машината и разчитат на естествена светлина."
- обясни Хорнер.
Той добави, че има и други проблеми с камерите за усилване на изображението в автомобили, оборудвани с бронирано стъкло, тъй като те се отразяват негативно на възприятието на водача за разстояние. Ето защо съвременните армии предпочитат да използват пасивни инфрачервени системи.
Освен това има тенденция за увеличаване на възможностите за нощно виждане на превозни средства от други категории, за което е необходимо да се инсталират същите системи върху тях като на бойни платформи. "Това наистина ще повиши нивото на собственост и сигурност."
„По правило по-големите бронирани бойни машини бяха оборудвани с пасивни (неосветени) инфрачервени системи с много висока производителност, но те не работят самостоятелно в колони. Те се поддържат от други превозни средства, като превозвачи на персонал, линейки и инженерни превозни средства, но тези недостатъци имат недостатъка, че нямат същите възможности за нощно виждане като бойните превозни средства и следователно не могат да работят при същите условия. Така че сега виждаме тенденция за оборудване на поддържащите превозни средства със системи за нощно виждане, които не са по -лоши от тези на бойните платформи, в резултат на което те могат да работят рамо до рамо без допълнителен риск."
Друга тенденция е да се добавят още камери към машините, за да се получи пълен цялостен изглед. Преди това военните се занимаваха единствено с предоставянето на водача само на устройства за нощно виждане за шофиране. С голям брой камери, осигуряващи 360 ° видимост, заплахите могат да се видят от всяка посока и, което е по -важно за сигурността, има изглед отстрани и назад, следователно, сигурността на операцията в градските райони се увеличава.
Леонардо предлага камерата DNVS 4, която ви позволява да получите цялостен изглед на разстояния от 20-30 метра. Хорнер каза, че системата е оборудвана и с цветна дневна камера, която да комбинира двете технологии в едно решение и по този начин да намали теглото, размера и консумацията на енергия. Той добави, че има и преминаване от аналогова към цифрова отворена архитектура. "Това означава, че цифровизираме сигнала на камерата и го показваме цифрово на екрана, което значително подобрява яснотата на изображението и елиминира всякакви смущения от самата машина."
Снимка в цифри
Развитието на цифровите технологии позволява на операторите да използват многофункционални екрани с карти, информация за състоянието на оръжието и информация за поддръжката на превозното средство, както и да преглеждат множество изображения едновременно, като изглед напред, отстрани и назад. Това е много по -универсално, отколкото използването на затъмнена камера или аналогова система, която ви позволява да видите само една камера и само един дисплей.
Повечето камери за наблюдение са от неохладен тип и подобно на човешкото око имат широко зрително поле от около 50 °, а някои се приближават до 90 °. Йорген Лундберг от FLIR Systems заяви, че следователно други камери трябва да бъдат инсталирани в различни конфигурации, за да се постигне пълно 360 ° покритие. Някои схеми предвиждат поставянето на множество камери с зрително поле 55 °, докато други схеми предвиждат инсталирането на четири камери на 90 ° или дори само две камери на 180 ° за създаване на панорама. На първо място, това е необходимо, за да може колата свободно да маневрира без включени фарове по време на нощни тренировки и бойни операции, тъй като водачът има пълен контрол върху околната среда.
„Всичко това има за цел да даде на водача или екипажа знанието за случващото се в близост до колата на около 20-100 метра и не повече, тъй като днешната технология не може да осигури изображения с висока разделителна способност на големи разстояния“, каза Лундберг. „Въпреки че екипажът на колата със сигурност ще иска да има на разположение картина с висока разделителна способност на целия периметър, има баланс между днешните технологии и днешния бюджет. Има и ограничения за броя и функционалността на дисплеите на екипажа в превозното средство."
Например представянето на големи количества налична сензорна информация е предизвикателство. За да не се смесват всичко в една купчина, членовете на екипажа, например водачът, командирът и стрелецът, трябва да имат достъп до екрани, които показват конкретна информация, предназначена за всеки от тях, за да не пречат на други потребители. Десантът може също да има екран в задната част на превозното средство, който показва информация за околната среда преди слизане. Командирът може да има екран като другите членове на екипажа, но с повече функционалност, например, с възможност за показване на решения за боен контрол и информация за оръжията.
В бронирани превозни средства вече са инсталирани много различни сензори и системите за нощно виждане трябва да намерят място за себе си в това ограничено пространство. Малко място има в машината, за да побере повече дисплеи и затова разпространението на информация от сензори и камери в цялата машина е предизвикателство.
Системите за нощно виждане за основните оръдия на AFV са разположени един до друг или интегрирани в прицела на артилериста, който обикновено се инсталира в превозното средство до пистолета. Въоръжението може да бъде ширококалибрено 120-мм танково оръдие, среднокалибрени оръдия (20 мм 30 мм или 40 мм) или дори картечници с калибър 7, 62 мм или 12, 7 мм в дистанционно управляван оръжеен модул (DUMV). Системите за наблюдение на оръжия включват главно охладени системи за термично изображение и поради това са способни да работят на обхвати над 10 км.
Лундберг каза, че дневните и нощните прицели на стрелеца са подравнени с оста на пистолета, тоест той ще гледа къде е насочен пистолетът и няма да вижда в други посоки.
„Обхватът на този мерник трябва да съответства на обхвата на пистолета, а пистолетът има доста голям обсег. Следователно той има доста тясно зрително поле, сякаш гледа през сламка … но тук стрелата трябва да види и да изстреля."
Останете студени?
Неохладените инфрачервени камери използват микроболометрична технология, която по същество е малък резистор със силиконов елемент, който реагира на топлинна радиация. Промените в температурата се определят от интензитета на излъчване на фотони. Микроболометърът открива това и преобразува измерванията в електрически сигнал, който от своя страна може да се преобразува в изображение.
Неохладените сензори, като правило, работят в диапазона LW1R (7-14 микрона), тоест те могат да „виждат“през дим, мъгла и прах, което е важно на бойното поле и в други ситуации.
Охладените устройства използват криогенна охладителна система, за да поддържат детектора при -200 ° C, което го прави по -чувствителен дори при малки температурни промени. Детекторите на такива устройства могат точно да трансформират дори един фотонен удар в електрически сигнал, докато неохладените системи се нуждаят от повече фотони за извършване на измервания. По този начин охладените сензори имат дълъг обхват, което подобрява процеса на улавяне и неутрализиране на цели.
Но хладилните системи също имат своите недостатъци, сложността на дизайна води до високи разходи и необходимост от редовна и технически сложна поддръжка. Неохладените сензори са по -евтини, по -лесни за поддръжка и по -дълъг живот, тъй като не използват криогенна технология, имат по -малко движещи се части и не изискват сложно вакуумно запечатване. Какъв тип система да избере, както винаги, зависи от потребителя, въз основа на задачите, които решава.
Избор на вълни
Охлаждащите прицели на стрелците използват близо до [дълги вълни] инфрачервени (LW1R) детектори. Тъй като това позволява на системите за нощно виждане да виждат през дим и следователно имат по-малко проблеми, свързани с битката. Неохладените системи също използват такива детектори, тъй като микроболометрите (термочувствителни елементи) са чувствителни на тази дължина на вълната, но това сега започва да се променя. „В исторически план LWIR винаги е бил предпочитан поради по-доброто проникване на дим, отколкото детекторите MWIR, работещи в инфрачервената светлина в средата на [средните вълни]“, каза Хорнер.
„Преди десет години това беше вярно, но тестовете и демонстрациите показаха и доказаха, че няма голяма разлика между LWIR и MWIR на бойното поле днес. Чувствителността и възможностите на MWIR са се подобрили значително през последните 10 години и днес камерите MWIR все още предлагат превъзходна производителност и проникване на дим. Това кара хората да предпочитат MWIR, а не LWIR детектори."
Хорнер добави:
„Предимството на детекторите MWIR е, че те също имат по -добра пропускливост през влажен въздух в сравнение с детекторите тип LWIR, тоест когато искате да се разположите в крайбрежните зони, особено в горещ климат, тогава ще получите по -добра производителност, използвайки MWIR. Не LWIR.. Това ще бъде компромисно решение за колата."
Говорител на френската компания Sofradir обаче подчерта, че далечният [късовълнов] инфрачервен район на спектъра (SWIR) също има своето приложение.
„Има две различни приложения за SWIR. Първо, детекторите от този тип могат да бъдат допълнително решение в онези случаи, когато трябва да гледате през дим и прах с различна плътност и произход и дори (в някои случаи) мъгла. В зависимост от атмосферните условия, SWIR може да осигури голямо видимо разстояние. Второ, с детектора SWIR можете да видите лазерни далекомери, работещи при обозначение на целта при дължини на вълните 1,6 микрона или 1,5 микрона. След това се използва като предупреждение, че вашият автомобил е под наблюдение. Можете също така да видите проблясъците на оръдия, което означава, че SWIR се използва за подобряване на ситуационната осведоменост и защита на наземните превозни средства."
Говорител на BAE Systems заяви:
„Като цяло LWIR осигурява най -доброто представяне при всякакви метеорологични и други външни условия, докато MWIR и SWIR осигуряват най -добрия контраст. Изображението на SWIR има допълнителното предимство, че е подобно на това, което виждаме с невъоръжено око. Това важно предимство увеличава вероятността от правилно разпознаване, което от своя страна помага да се намали вероятността от инциденти с приятелски огън."
Необходимостта от повече
По -честата инсталация на DUMV върху бронирани превозни средства оказва влияние върху пазара на нощни камери. Основните прицели за оръжие са интегрирани в платформата и затова нито пистолетът, нито мерниците могат да се сменят твърде често. Добавянето на нов DUMV на модулна основа ви позволява да променяте обхвата по -често.
През последните пет до десет години стандартните оръжия, инсталирани на DUMV, в повечето случаи бяха или 7,62 мм картечница, или 12,7 мм картечница, така че мерниците по правило не бяха охладени, за да съответстват на късия обхват тези оръжия. (1-1, 5 км), а това от своя страна определи малко по-широкото им зрително поле от прицелите на оръжията с голям калибър.
Лундберг обаче отбеляза, че ситуацията се променя:
„В момента има нарастваща тенденция, която определя инсталирането на оръжия с по-голям калибър (около 25-30 мм), от които е възможно да се прицелват и да се води точен огън на дълги разстояния и това определя търсенето на прицели за DUMV с по -голям обхват. Докато индустрията доставяше неохладени обхвати за 99% от DUMV, днес фокусът се измества към по-функционални неохладени и охладени обхвати, които могат да осигурят ултра резки изображения. Това дава възможност да се види малко по-далеч и да се насочат оръжия с по-голям калибър към целта на дълги разстояния от 1, 5-2, 5 км, тоест извън обсега на вражеските средства за унищожаване."
И накрая, командирите искат да имат още по -добър контрол върху ситуацията, да виждат по -далеч от огъня на оръдията и затова имаше нужда да се инсталират нощни прицели с по -голям обсег на DUMV.
Развитието на системите за нощно виждане се определя не само от увеличения обхват, но и от необходимостта от опростяване на операциите. Остарялата термовизионна камера или по -малко усъвършенстваната инфрачервена камера изисква много работа, тъй като трябва да натискате бутони и да завъртате копчета много пъти, за да получите прилично изображение, докато нова усъвършенствана камера може незабавно да осигури изображение с по -високо качество за прицелна система с минимална намеса на потребителя. Говорител на Controp заяви: „Когато повечето от елементите са автоматизирани, операторът може да се съсредоточи върху самата задача и да не се разсейва, като работи със системата за наблюдение.“
Предимството на бойното поле на системите за нощно виждане става все по -очевидно. Той прави това, като се възползва от технологичните предимства на подобрена камера с висока разделителна способност, използва подходящия тип системи за специфични задачи и интегрира повече камери за наблюдение в цифрова архитектура, която може да поддържа повече сензори и да предоставя на всеки член на екипажа данните те се нуждаят от. Отделно тези подобрения не носят радикални промени, но заедно могат да осигурят предимство в битката.
Хорнер каза, че дигиталната архитектура е дългосрочно решение.
„Ако внедрите цифрова архитектура от самото начало, тогава можете да имате 360-градусов контрол, можете лесно да интегрирате бъдещи технологии, системи за електронна война, активна защита и системи за наблюдение и разузнаване на дълги разстояния. Тогава можете спокойно да продължите напред и да напълните колата с допълнителни напреднали технологии."
Лундберг добави:
„Разпространението на системи за нощно виждане и термични изображения протича с безпрецедентни темпове. Военните на Запад вярват, че врагът ще има само пасивна инфрачервена технология. Благодарение на бързото развитие на иновативни технологии и правила за контрол на износа, съвременните западни армии имат явно предимство. Въпросът, разбира се, не е в отделните термовизори и други устройства за нощно виждане, а в цялата бронирана машина. Ако имате обхват на DUMV, тогава предимството е, че можете да целите, стреляте и да удряте точно няколко секунди преди опонента си. В тази последователност от събития системите за нощно виждане със сигурност допринасят за победата над противника."
