АНАЛИЗ : СВЕТОВНИ ТЕНДЕНЦИИ НА СИСТЕМИТЕ ЗА НОЩНО ВИЖДАНЕ

Pan.bg 22 окт 2019 | 01:01 views (334) commentaries(0)
img
topwar.ru

И ночь не помеха! Тенденции развития систем ночного видения
Вчера, 18:00

Способность маневрировать и сражаться ночью является одной из возможностей, которая отличает действительно современную армию от технически отсталой. Оснащение бронированных машин возможностями ночного видения означает, что могут применяться самые мощные мобильные системы вооружения, может быть значительно повышен уровень владения обстановкой на поля боя и в любое время может быть проведено скрытное развертывание.


Прибор ночного видения водителя Leonardo DNVS на бронемашине Ridgeback британской армии



Устанавливаемые на машины системы ночного видения выпускаются уже немало лет и в настоящее время стали обычным явлением, но впереди на этом рынке нас ждут значительные изменения.

Например, растет спрос на ночные камеры с более высоким разрешением. Представитель французской компании Sofradir, занимающейся производством приёмников инфракрасного излучения, сказал, что это может быть достигнуто за счет увеличения количества пикселей и уменьшения шага между ними при сохранении размеров матрицы с тем, чтобы обеспечить низкие массогабаритные и энергопотребительские характеристики устройства.

«За счет уменьшения шага пикселей вы повышаете чувствительность детектора, поскольку с уменьшением шага пикселей на каждый пиксель приходится сигнал меньшей мощности и тем самым мы повышаем чувствительность устройства. В камерах нынешнего поколения стандартом является формат VGA 640x512, но сегодня тенденция задает движение к формату SVGA 1280x1024 с шагом 12 микрон, например. В этом направлении будут двигаться системы и это происходит уже сейчас»,

— пояснил он.

Чтобы эти камеры показывали наилучшие возможности, они должны быть надлежащим образом стабилизированы, поскольку бронированные машины работают на пересеченной местности с очень сложным рельефом. По словам представителя компании Controp Precision Technologies, если система стабилизирована недостаточно хорошо, «тогда изображение будет неприемлемого качества и дальность действия прибора резко уменьшится».

Представитель Sofradir сообщил:
«В последние годы мы видим, как неуклонно растет значение массогабаритных и энергопотребительских характеристик, отражая спрос на небольшие легкие системы с улучшенными возможностями, например, это наши системы SIGHT. Существует несколько типов камер: неохлаждаемые тепловизионные камеры, которые обеспечивают обзор на ближних дистанциях и, как правило, не стабилизированы, и охлаждаемые тепловизионные камеры, которые обычно стабилизированы, они более высокого уровня и конечно дороже».


Подсвечивая проблемы

Традиционно системы ночного видения использовались для двух основных целей. Во-первых, устройства ночного видения водителя, позволяющие повысить уровень владения обстановкой вокруг машины для безопасного и безаварийного маневрирования. Во-вторых, существуют прицельные системы, используемые стрелками для идентификации и наведения на потенциальные цели.

Инфракрасные системы для водителей и повышения уровня владения обстановкой — это,
РАЗГЛЕДАЙТЕ ГАЛЕРИЯТА > > >




как правило, неохлаждаемые тепловизионные камеры, имеющие более широкое поле зрения на ближней дистанции, чтобы иметь как можно больший обзор, тогда как прицелы для стрелков, особенно для крупнокалиберного вооружения, например, 120-мм пушек танков, оснащаются охлаждаемыми тепловизионными камерами дальнего действия. Вторые имеют более узкое поле зрения для фокусировки на конкретной цели.

Тепловизионные камеры являются самыми распространенными в современных армиях, так как они более продвинуты по сравнению с камерами с усилением яркости изображения (электронно-оптическим преобразователем), которые работают с шагом менее 1 микрона, а для работы им необходимо активное излучение света в ближней ИК-области спектра с тем, чтобы видеть в темноте. При этом невидимый невооруженным глазом свет от инфракрасной подсветки может быть обнаружен приборами противника, что может повлечь за собой серьезные последствия.

По словам Колина Хорнера из компании Leonardo, камеры с ЭОП всегда являются проблемой при действиях в населенных пунктах, которые как правило освещены.

«Эти сенсоры, как правило, искажают и размывают изображение, предназначенное для командира и водителя. Хотя технология усиления яркости изображения улучшается и является предпочтительным выбором для установки на небоевые вспомогательные машины, недостаток заключается в том, что таким камерам всё-таки необходима подсветка».



«Хотя они действительно могут работать при минимальном освещении, например, при свете Луны или звезд, в полной темноте камеры с ЭОП просто не будут работать. Для улучшения ситуационной осведомленности операторы используют инфракрасные фонари для локальной подсветки местности вокруг машины и полагаются на естественное освещение»,

— пояснил Хорнер.

Он добавил, что имеются и другие проблемы с ЭОП-камерами в машинах, оборудованных пуленепробиваемыми стеклами, поскольку они негативно влияют на восприятие водителем дистанции. Вот почему современные армии предпочитают использовать пассивные ИК-системы.

Кроме того, существует тенденция по повышению возможностей ночного видения у машин других категорий, для чего на них необходимо устанавливать такие же системы, какие стоят на боевых платформах. «Это все действительно повысит уровень владения обстановкой и безопасность».

«Как правило, более крупные боевые бронированные машины оборудовались пассивными (бесподсветочными) ИК-системами с очень высокими характеристиками, но они не работают в колоннах сами по себе. Их поддерживают другие машины, например, транспортеры личного состава, санитарные и инженерные машины, но у этих машин недостаток состоит в том, что они не имеют таких возможностей ночного видения, как боевые машины и поэтому не могут работать в этих же условиях. Так что в настоящее время мы видим тенденцию по оборудованию вспомогательных машин не худшими чем у боевых платформ системами ночного видения, в результате чего они смогут работать бок о бок без дополнительного риска».


Еще одна тенденция состоит в том, чтобы устанавливать на машины большее число камер для получения полного кругового обзора. Раньше военные были озабочены лишь тем, чтобы обеспечить водителю ночные приборы только для вождения. С большим числом камер, обеспечивающих обзорность 360°, угрозы могут быть замечены с любого направления и, что более важно для безопасности, появляется обзор по сторонам и назад, в связи с чем безопасность проведения операции в городских пунктах повышается.

Компания Leonardo предлагает камеру DNVS 4, позволяющую получить круговой обзор на дистанциях 20-30 метров. Хорнер сказал, что эта система также оборудована дневной цветной телекамерой, чтобы объединить две технологии в одном решении и таким образом уменьшить массу, размер и энергопотребление. Он добавил, что происходит также переход от аналоговых устройств в направлении цифровой открытой архитектуры. «Это означает, что мы оцифровываем сигнал с камеры и выводим его на экран в цифровом формате, при этом значительно повышается четкость изображения и исключаются любые помехи, создаваемые самой машиной».


Прицел Controp установлен на дистанционно управляемом модуле вооружения


Картинка в цифрах

Разработки в цифровых технологиях позволяют операторам использовать многофункциональные экраны с картами, статусом вооружения и информацией об обслуживании машины, а также рассматривать несколько изображений одновременно, например, обзор вперед, по сторонам и назад. Это дает гораздо больше возможностей по сравнению с использованием камеры с усилением яркости или аналоговой системой, которая позволяет просматривать изображение только с одной камеры и только на одном дисплее.

Большая часть камер наблюдения относится к неохлаждаемому типу и подобно человеческому глазу имеет широкое поле зрения порядка 50°, а некоторые приближаются к 90°. Йорген Лундберг из компании FLIR Systems сказал, что поэтому должны устанавливаться и другие камеры в различных конфигурациях, чтобы получить полное покрытие 360°. Некоторыми схемами предусматривается размещение нескольких камер с полем зрения 55°, тогда как другими схемами предусматривается установка четырех камер по 90° или даже всего двух камер по 180° для создания панорамы. Прежде всего, это необходимо для того, чтобы машина могла свободно маневрировать без включенных фар во время ночных тренировок и боевых операций, поскольку водитель при этом полностью владеет окружающей обстановкой.

«Всё это направлено на то, чтобы дать водителям или экипажу знание того, что происходит вблизи машины примерно в 20-100 метрах и не далее, поскольку технология сегодня не может дать изображение с высоким разрешением на больших дистанциях, — сказал Лундберг. — Хотя экипажу машины конечно же понравится иметь в своем распоряжении картинку высокой четкости всего периметра, но здесь необходим баланс между сегодняшней технологией и сегодняшним бюджетом. Существуют также ограничения на количество и функциональность дисплеев экипажа внутри машины».


Например, представление доступной сенсорной информации большого объема является сложной задачей. Для того чтобы не смешивать всё в одну кучу, члены экипажа, например, водитель, командир и стрелок, должны иметь доступ к экранам, на которые выводится предназначенная для каждого из них специфическая информация с тем, чтобы не мешать другим пользователям. Десант может также иметь экран в задней части машины, на который перед его спешиванием выводится информация об окружающей обстановке. Командир может иметь экран как и у других членов экипажа, но с большей функциональностью, например, с возможностью вывода решений по боевому управлению и информации по вооружению.

В бронемашины уже устанавливается множество самых разных сенсоров и системы ночного видения должны найти себе место в этом ограниченном пространстве. Немного объема доступно в машине для установки большего количество дисплеев и поэтому распределение информации от сенсоров и камер по всей машине является сложной задачей.

Системы ночного видения для основных орудий ББМ располагаются рядом или интегрируются в прицел оператора-наводчика, который, как правило, устанавливается в машине рядом с орудием. Вооружение может быть крупнокалиберной 120-мм танковой пушкой, пушками среднего калибра (20 мм 30 мм или 40 мм) или даже пулеметами калибров 7,62 мм или 12,7 мм в дистанционно управляемом модуле вооружения (ДУМВ). Орудийные прицельные комплексы включают в основном тепловизионные охлаждаемые системы и поэтому способны работать на дальностях свыше 10 км.

Лундберг сообщил, что дневной и ночной прицел стрелка совмещены с осью пушки, то есть он будет смотреть туда, куда направлена пушка и не видеть в других направлениях.

«Дальность действия этого прицела должна соответствовать дальнобойности пушки, а пушка имеет довольно большую дальнобойность. Следовательно, он имеет довольно узкое поле зрения, это как смотреть через соломинку... но здесь стрелку необходимо видеть и стрелять».



Прицелы ночного видения "полезны" как для легких тактических машин, так и для ОБТ


Оставаться холодным?

В неохлаждаемых инфракрасных камерах используется технология микроболометра, представляющего собой, по сути, небольшой резистор с силиконовым элементом, который реагирует на тепловое излучение. Изменения в температуре определяются интенсивностью излучения фотонов. Микроболометр определят это и конвертирует измерения в электрический сигнал, который в свою очередь может быть преобразован в изображение.

Неохлаждаемые сенсоры, как правило, работают в диапазоне LW1R (7-14 мкм), то есть могут «видеть» сквозь дым, туман и пыль, что важно на поле боя и в других ситуациях.

В охлаждаемых устройствах используется криогенная система охлаждения для поддержания температуры детектора -200°С, что делает его более чувствительным даже к незначительным изменениям температуры. Детекторы подобных устройств могут точно трансформировать в электрический сигнал даже попадание одного фотона, в то время как неохлаждаемым системам необходимо большее количество фотонов для проведения измерений. Таким образом, охлаждаемые сенсоры имеют большую дальность действия, что позволяет улучшить процесс захвата и нейтрализации целей.

Но охлаждаемые системы имеют и свои недостатки, конструктивная сложность влечет за собой высокую стоимость и необходимость в регулярном и технически сложном обслуживании. Неохлаждаемые сенсоры дешевле, обслуживание их существенно проще, а срок службы больше, поскольку они не используют криогенную технологию, имеют меньше движущихся частей и не нуждаются в сложной вакуумной герметизации. Какой тип системы выбрать, как всегда, решает пользователь, исходя из решаемых им задач.

Выбор волны

Охлаждаемые прицелы для операторов-наводчиков используют детекторы, работающие в ближней [длинноволновой] ИК-области спектра (LW1R). Поскольку это позволяет системам ночного видения видеть сквозь дым и, следовательно, испытывать меньше проблем, связанных с боевой обстановкой. В неохлаждаемых системах также используются такие детекторы, поскольку микроболометры (термочувствительные элементы) чувствительны в этой длине волны, но в настоящее время положение дел стало меняться. «Исторически всегда предпочитали использовать LWIR из-за лучшей проницаемости сквозь дым, чем у детекторов типа MWIR, работающих в средней [средневолновой] ИК-области спектра», — отметил Хорнер.

«Десять лет назад это было верно, но испытания и демонстрации показали и доказали, что в настоящее время на поле боя нет большой разницы между LWIR и MWIR. Чувствительность и возможности MWIR значительно повысились в последние 10 лет и сегодня камеры MWIR пока имеют превосходные характеристики и проницаемость сквозь дым. Это ведет к тому, что люди предпочитают скорее MWIR, а не детекторы LWIR».


Хорнер добавил:
«Преимущество детекторов MWIR состоит в том, что у них также лучше проницаемость сквозь влажный воздух по сравнению с детекторами типа LWIR, то есть, когда вы хотите развертываться в прибрежных районах, особенно в условиях жаркого климата, тогда вы получите лучшие характеристики, используя MWIR, а не LWIR. Это будет компромиссное решение для машины».


Впрочем, представитель французской компании Sofradir подчеркнул, что дальняя [коротковолновая] ИК-область спектра (SWIR) также имеет свое применение.

«Для SWIR есть два разных применения. Во-первых, детекторы этого типа могут быть дополнительным решением в тех случаях, когда надо посмотреть сквозь дым и пыль разной плотности и происхождения, и даже (в некоторых случаях) туман. В зависимости от атмосферных условий SWIR может дать большую видимую дистанцию. Второе, с детектором SWIR вы можете видеть лазерные дальномеры, работающие при целеуказании на длине волн 1,6 мкм или 1,5 мкм. Тогда он используется в качестве средства предупреждения о том, что ваша машина находится под наблюдением. Вы можете также видеть вспышки орудийных орудий, то есть SWIR используется для улучшения владения обстановкой и защиты наземных машин».


Представитель компании BAE Systems сообщил:
«В общем, LWIR обеспечивает наилучшие возможности в любых погодных и других внешних условиях, тогда как MWIR и SWIR обеспечивают лучший контраст. SWIR-изображение имеет дополнительное преимущество тем, что оно похоже на то, что мы видим невооруженным глазом. Это важное преимущество повышает вероятность правильного распознавания, что в свою очередь способствует уменьшению вероятности инцидентов с дружественным огнем».


И ночь не помеха! Тенденции развития систем ночного видения

DNVS 4 обеспечивает круговой обзор на дистанциях до 20-30 метров


Потребности в большем

Участившаяся установка ДУМВ на бронемашины оказывает свое влияние на рынок ночных камер. Прицелы основной пушки интегрированы в платформу и в связи с этим ни орудие, ни прицелы не могут слишком часто меняться. Добавление новых ДУМВ по модульному принципу позволяет чаще менять прицелы.

В прошедшие пять-десять лет стандартным вооружением, устанавливаемым на ДУМВ, были в большинстве случаев либо 7,62-мм пулемет, либо 12,7 мм пулемет, поэтому прицелы были, как правило, неохлаждаемыми с тем, чтобы соответствовать небольшой дальности действия этого вооружения (1-1,5 км), а это в свою очередь определяло их несколько более широкое поле зрения, чем у прицелов крупнокалиберных орудий.

Впрочем, Лундберг заметил, что ситуация меняется:
«В настоящее время усиливается тенденция, определяющая установку оружия большего калибра (около 25-30 мм), из которого можно нацеливаться и вести точный огонь на больших дистанциях, и это определяет спрос на прицелы для ДУМВ с большей дальностью. Ранее промышленность обычно поставляла неохлаждаемые прицелы для 99% ДУМВ, сегодня акцент смещается на более функциональные неохлаждаемые и охлаждаемые прицелы, способные обеспечить сверхчеткое изображение. Это дает возможность видеть чуть дальше и наводить на цель вооружение более крупного калибра на больших дистанциях 1,5-2,5 км, то есть вне досягаемости средств поражения противника».


Ну и наконец, командиры хотят еще лучше владеть обстановкой, видеть дальше, чем стреляет пушка, и поэтому возникла потребность установки на ДУМВ ночных прицелов с большей дальностью.

Развитие систем ночного видения определяется не только увеличенной дальностью, но и необходимостью в упрощении операций. Устаревшая тепловизионная камера или менее продвинутая ИК-камера требует больших усилий при работе, поскольку приходится много раз нажимать кнопки и крутить ручки, чтобы получить приличное изображение, тогда как новая продвинутая камера может мгновенно предоставить картинку более высокого качества для прицельной системы при минимальном вмешательстве пользователя. Представитель компании Controp отметил: «Когда большая часть элементов автоматизирована, оператор может сосредоточиться на самой задаче, а не отвлекаться на работу с прицельным комплексом».

Преимущество на поле боя, получаемое за счет использования систем ночного видения, становится всё более очевидным. Достигается это за счет использования технологических преимуществ, которые дает улучшенная камера с высоким разрешением, использования систем правильного типа для специфических задач и интегрирования большего числа камер наблюдения в цифровую архитектуру, которая может поддерживать больше сенсоров и направлять каждому члену экипажа необходимые ему данные. По отдельности все эти улучшения не несут радикальных изменений, но все вместе они могут обеспечить преимущество в бою.

Хорнер заявил, что цифровая архитектура является долгосрочным решением.
«Если вы внедряете цифровую архитектуру с самого начала, то вы можете владеть обстановкой на все 360°, вы можете легко интегрировать технологии будущего, системы радиоэлектронной борьбы, системы активной защиты и дальнего наблюдения и разведки. Тогда вы смело сможете пойти вперед и напичкать машину дополнительными продвинутыми технологиями».


Лундберг добавил:
«Распространение систем ночного видения и тепловидения идет небывалыми темпами. Военные на Западе полагают, что противник будет иметь только пассивную ИК-технологию. Благодаря бурному развитию инновационных технологий и правилам экспортного контроля современные западные армии имеют явное преимущество. Дело, конечно же, не в отдельно взятых тепловизорах и других устройствах ночного видения, а в бронемашине целиком. Если у вас есть прицел на ДУМВ, то преимущество состоит в том, что вы можете прицеливаться, стрелять и точно попадать на несколько секунд раньше вашего противника. В этой последовательности событий свой вклад в победу над оппонентом безусловно вносят и системы ночного видения».

Автор:
Alex Alexeev






Навигирайте с бутоните под снимката, за да разгледате галерията!


АНАЛИЗ : СВЕТОВНИ ТЕНДЕНЦИИ НА СИСТЕМИТЕ ЗА НОЩНО ВИЖДАНЕ

ПРЕДИШНА СНИМКА 1/3 СЛЕДВАЩА СНИМКА

loading...

Други публикации


Напиши коментар

Коментари: 0

Напиши коментар

РЕГИСТРИРАЙТЕ СЕ, ЗА ДА КОМЕНТИРАТЕ СТАТИЯТА!


Регистрирай се

За реклама

Вход

Запомни ме на това устройство

Регистрирай се Забравена парола

Последни

НАЙ-ЧЕТЕНИ НАЙ-КОМЕНТИРАНИ

Новини от агенция Xinhua

Прочети още
eXTReMe Tracker