Transporto priemonėse sumontuotos naktinio matymo sistemos egzistuoja daugelį metų ir dabar yra įprastos, tačiau šioje rinkoje laukia reikšmingi pokyčiai.
Pavyzdžiui, didėja didesnės raiškos naktinių kamerų paklausa. Prancūzijos infraraudonųjų spindulių imtuvų bendrovės „Sofradir“atstovas sakė, kad tai galima pasiekti padidinus pikselių skaičių ir sumažinant pikselių žingsnį, išlaikant matricos dydį, kad būtų užtikrintos mažos prietaiso svorio ir energijos sąnaudos.
„Sumažinus pikselių žingsnį, padidėja detektoriaus jautrumas, nes, mažėjant pikselių žingsniui, kiekvienas pikselis turi mažesnį signalo stiprumą, todėl mes padidiname įrenginio jautrumą. Dabartinės kartos fotoaparatuose standartas yra VGA 640x512, tačiau šiandien tendencija pereina prie SVGA 1280x1024, pavyzdžiui, 12 mikronų žingsniais. Sistemos judės šia linkme ir tai vyksta dabar “.
- paaiškino jis.
Kad šios kameros veiktų kuo geriau, jos turi būti tinkamai stabilizuotos, nes šarvuotos transporto priemonės veikia nelygiu reljefu ir labai sudėtingu reljefu. Pasak „Controp Precision Technologies“atstovo, jei sistema nėra pakankamai gerai stabilizuota, „tada vaizdas bus nepriimtinos kokybės, o prietaiso diapazonas smarkiai sumažės“.
Sofradiro atstovas sakė:
„Pastaraisiais metais matėme, kaip svarba, dydis ir energijos suvartojimas nuolat auga, o tai atspindi mažų, lengvų sistemų, turinčių patobulintų galimybių, tokių kaip mūsų SIGHT sistemos, paklausą. Yra keli fotoaparatų tipai: neatšaldytos šiluminės kameros, kurios užtikrina artimą matymą ir dažniausiai nėra stabilizuotos, ir aušinamos termo kameros, kurios paprastai būna stabilizuotos, yra aukštesnio lygio ir, žinoma, brangesnės “.
Problemų išryškinimas
Tradiciškai naktinio matymo sistemos buvo naudojamos dviem pagrindiniais tikslais. Pirma, vairuotojo naktinio matymo įtaisai leidžia jam pagerinti automobilio aplinką, kad būtų galima saugiai ir be problemų manevruoti. Antra, yra stebėjimo sistemos, kurias šauliai naudoja potencialiems taikiniams nustatyti ir į juos nukreipti.
Vairuotojams skirtos infraraudonųjų spindulių sistemos ir geresnis situacijos suvokimas paprastai yra neatvėsintos terminio vaizdo kameros, turinčios platesnį matymo lauką iš arti, kad būtų kuo didesnis matymo laukas, o taikymo sritis skirta šauliams, ypač didelio kalibro ginklams, pvz., 120 mm tankų pistoletų, kuriuose yra aušinamos ilgo nuotolio termovizinės kameros. Pastarieji turi siauresnį matymo lauką, kad galėtų sutelkti dėmesį į konkretų tikslą.
Šiluminės kameros yra labiausiai paplitusios šiuolaikinėse kariuomenėse, nes jos yra pažangesnės nei fotoaparatai su vaizdo stiprinimu (vaizdo stiprintuvu), kurie veikia mažesniais nei 1 mikrono žingsniais, o veikimui jiems reikia aktyvios šviesos sklaidos artimojo infraraudonųjų spindulių spektre kad matytum tamsoje. Tokiu atveju priešo prietaisai gali aptikti plika akimi nematomą infraraudonųjų spindulių apšvietimą, o tai gali sukelti rimtų pasekmių.
Pasak Colino Hornerio iš „Leonardo“, vaizdo stiprinimo kameros visada yra problema bendruomenėse, kurios linkusios būti apšviestos.
„Šie jutikliai linkę iškreipti ir sulieti vaizdą, skirtą vadui ir vairuotojui. Nors vaizdo gerinimo technologija tobulėja ir yra tinkamiausias pasirinkimas transporto priemonėms be kovos, trūkumas yra tas, kad tokioms kameroms vis dar reikia apšvietimo.
„Nors jie tikrai gali veikti esant minimaliai šviesai, pavyzdžiui, mėnulio ar žvaigždžių šviesoje, visiškoje tamsoje, fotoaparatai su vaizdo stiprinimo vamzdeliais tiesiog neveiks. Siekdami pagerinti situacijos suvokimą, operatoriai naudoja infraraudonųjų spindulių lempas, kad vietiniu būdu apšviestų mašiną ir pasikliautų natūralia šviesa “.
- paaiškino Horneris.
Jis pridūrė, kad yra ir kitų problemų, susijusių su vaizdo stiprinimo kameromis automobiliuose su neperšaunamu stiklu, nes jos neigiamai veikia vairuotojo atstumo suvokimą. Štai kodėl šiuolaikinės armijos mieliau naudoja pasyvias infraraudonųjų spindulių sistemas.
Be to, pastebima tendencija didinti kitų kategorijų transporto priemonių naktinio matymo galimybes, dėl kurių jose būtina įdiegti tas pačias sistemas kaip ir kovinėse platformose. „Tai tikrai padidins nuosavybės ir saugumo lygį“.
„Paprastai didesnėse šarvuotose kovinėse mašinose buvo sumontuotos pasyvios (neapšviestos) infraraudonųjų spindulių sistemos, pasižyminčios labai dideliu našumu, tačiau jos pačios kolonos neveikia. Juos palaiko kitos transporto priemonės, pavyzdžiui, personalo vežėjai, greitosios pagalbos automobiliai ir inžinerinės transporto priemonės, tačiau šios transporto priemonės turi trūkumų, nes neturi tokių naktinio matymo galimybių kaip kovinės transporto priemonės ir todėl negali dirbti tokiomis pačiomis sąlygomis. Taigi dabar matome tendenciją pagalbines transporto priemones aprūpinti ne blogesnėmis nei kovinių platformų naktinio matymo sistemomis, todėl jos gali dirbti viena šalia kitos be papildomos rizikos “.
Kita tendencija yra pridėti daugiau fotoaparatų prie mašinų, kad būtų gautas visas vaizdas. Anksčiau kariuomenė rūpinosi tik tuo, kad vairuotojas aprūpintų naktinio matymo prietaisais tik vairavimui. Turint daug kamerų, užtikrinančių 360 ° matomumą, grėsmės gali būti matomos bet kuria kryptimi, o dar svarbiau saugumui - vaizdas į šonus ir atgal, todėl padidėja operacijos saugumas miesto vietovėse.
„Leonardo“siūlo „DNVS 4“kamerą, kuri leidžia matyti visą vaizdą 20–30 metrų atstumu. Horneris sakė, kad sistemoje taip pat yra dienos spalvota kamera, kuri sujungia abi technologijas į vieną sprendimą ir taip sumažina svorį, dydį ir energijos suvartojimą. Jis pridūrė, kad taip pat pereinama nuo analoginės prie atviros skaitmeninės architektūros. „Tai reiškia, kad mes skaitmeniname fotoaparato signalą ir skaitmeniniu būdu rodome jį ekrane, o tai labai pagerina vaizdo aiškumą ir pašalina bet kokius pačios mašinos trukdžius“.
Vaizdas skaičiais
Skaitmeninių technologijų plėtra leidžia operatoriams naudoti daugiafunkcinius ekranus su žemėlapiais, ginklų būsena ir transporto priemonės priežiūros informacija, taip pat vienu metu peržiūrėti kelis vaizdus, pvz., Vaizdus į priekį, į šoną ir atgal. Tai daug universaliau nei naudojant pritemdytą kamerą ar analoginę sistemą, leidžiančią peržiūrėti tik vieną kamerą ir tik vieną ekraną.
Dauguma stebėjimo kamerų yra neatšaldytos ir, kaip ir žmogaus akis, turi platų matymo lauką - apie 50 °, o kai kurios - 90 °. Jorgenas Lundbergas iš „FLIR Systems“teigė, kad norint pasiekti pilną 360 ° aprėptį, kitos kameros turi būti sumontuotos skirtingų konfigūracijų. Kai kurios schemos numato kelių kamerų, kurių matymo laukas yra 55 °, išdėstymą, o kitos schemos numato keturių kamerų įrengimą 90 ° kampu arba net tik dvi kameras 180 ° kampu, kad būtų sukurta panorama. Visų pirma, tai būtina, kad automobilis galėtų laisvai manevruoti be įjungtų žibintų naktinių treniruočių ir kovinių operacijų metu, nes vairuotojas visiškai kontroliuoja aplinką.
„Visa tai siekiama suteikti vairuotojui ar įgulai žinių apie tai, kas vyksta netoli automobilio maždaug 20–100 metrų atstumu ir ne toliau, nes šiandienos technologijos negali pateikti didelės skiriamosios gebos vaizdų dideliais atstumais“,-sakė Lundbergas. „Nors automobilio įgulai tikrai patiks turėti didelės raiškos vaizdą apie visą perimetrą, tarp šiandienos technologijų ir šiandieninio biudžeto yra pusiausvyra. Taip pat yra apribojimų, susijusių su įgulos ekranų skaičiumi ir funkcionalumu transporto priemonės viduje “.
Pavyzdžiui, sudėtinga pateikti didelį kiekį sensorinės informacijos. Kad nesumaišytų visko į vieną krūvą, įgulos nariai, pavyzdžiui, vairuotojas, vadas ir ginklininkas, turi turėti prieigą prie ekranų, kuriuose rodoma konkreti informacija, skirta kiekvienam iš jų, kad netrukdytų kitiems vartotojams. Nusileidimo šalis taip pat gali turėti ekraną transporto priemonės gale, kuriame rodoma informacija apie aplinką prieš išlipant. Vadas gali turėti ekraną, kaip ir kiti įgulos nariai, tačiau turi daugiau funkcijų, pavyzdžiui, galimybę rodyti kovos valdymo sprendimus ir informaciją apie ginklus.
Šarvuočiuose jau sumontuota daug įvairių jutiklių, o naktinio matymo sistemos turi rasti sau vietą šioje ribotoje erdvėje. Mašinoje yra mažai vietos, kad tilptų daugiau ekranų, todėl sunku platinti informaciją iš jutiklių ir fotoaparatų visoje mašinoje.
Naktinio matymo sistemos, skirtos pagrindiniams AFV ginklams, yra greta arba integruotos į šautuvo taikiklį, kuris paprastai montuojamas transporto priemonėje šalia pistoleto. Ginkluotė gali būti didelio kalibro 120 mm tanko patranka, vidutinio kalibro patrankos (20 mm 30 mm arba 40 mm) ar net 7, 62 mm arba 12, 7 mm kalibro kulkosvaidžiai nuotoliniu būdu valdomame ginklų modulyje (DUMV). Pistoletų stebėjimo sistemos apima daugiausia aušinamas terminio vaizdo sistemas, todėl gali veikti daugiau nei 10 km atstumu.
Lundbergas sakė, kad šautuvo dienos ir nakties taikikliai yra suderinti su ginklo ašimi, tai yra, jis žiūrės, kur ginklas nukreiptas, ir nematys kitomis kryptimis.
„Šio taikiklio nuotolis turėtų atitikti pistoleto nuotolį, o ginklas turi gana ilgą nuotolį. Vadinasi, jo regėjimo laukas yra gana siauras, tai tarsi žiūrėjimas per šiaudelį … bet čia rodyklę reikia pamatyti ir šaudyti “.
Likti šaltai?
Neužšaldytose infraraudonųjų spindulių kamerose naudojama mikrobolometro technologija, kuri iš esmės yra mažas rezistorius su silikoniniu elementu, kuris reaguoja į šilumos spinduliuotę. Temperatūros pokyčius lemia fotonų emisijos intensyvumas. Mikrobolometras tai nustato ir matavimus paverčia elektriniu signalu, kuris savo ruožtu gali būti paverstas vaizdu.
Neatvėsę jutikliai paprastai veikia LW1R diapazone (7–14 mikronų), tai yra, jie gali „matyti“per dūmus, rūką ir dulkes, o tai svarbu mūšio lauke ir kitose situacijose.
Aušinami prietaisai naudoja kriogeninę aušinimo sistemą, kad detektorius būtų palaikomas -200 ° C temperatūroje, todėl jis būtų jautresnis net nedideliems temperatūros pokyčiams. Tokių prietaisų detektoriai net vieną fotono smūgį gali tiksliai paversti elektriniu signalu, o neatvėsusioms sistemoms atlikti reikia daugiau fotonų. Taigi, aušinami jutikliai turi ilgą nuotolį, o tai pagerina taikinių fiksavimo ir neutralizavimo procesą.
Tačiau šaldymo sistemos taip pat turi trūkumų, dėl konstrukcijos sudėtingumo reikia didelių išlaidų ir reguliarios bei techniškai sudėtingos priežiūros. Neatvėsę jutikliai yra pigesni, lengviau prižiūrimi ir ilgesni, nes juose nenaudojama kriogeninė technologija, jie turi mažiau judančių dalių ir nereikalauja sudėtingo vakuuminio sandarinimo. Kokio tipo sistemą pasirinkti, kaip visada, nusprendžia vartotojas, atsižvelgdamas į jo sprendžiamas užduotis.
Bangų pasirinkimas
Šaldytuvuose naudojami arti [ilgos bangos] infraraudonųjų spindulių (LW1R) detektoriai. Kadangi tai leidžia naktinio matymo sistemoms matyti pro dūmus ir todėl turi mažiau su kova susijusių problemų. Neužšaldytos sistemos taip pat naudoja tokius detektorius, nes mikrobolometrai (termiškai jautrūs elementai) yra jautrūs tokiam bangos ilgiui, tačiau dabar tai pradeda keistis. „Istoriškai LWIR visada buvo teikiama pirmenybė dėl geresnio dūmų įsiskverbimo nei MWIR detektoriai, veikiantys viduryje [vidutinės bangos] infraraudonųjų spindulių“,-sakė Horneris.
„Prieš dešimt metų tai buvo tiesa, tačiau bandymai ir demonstracijos parodė ir įrodė, kad šiandien mūšio lauke nėra didelio skirtumo tarp LWIR ir MWIR. Per pastaruosius 10 metų MWIR jautrumas ir galimybės žymiai pagerėjo, ir šiandien MWIR kameros vis dar siūlo puikų našumą ir dūmų skverbimąsi. Dėl to žmonės renkasi MWIR, o ne LWIR detektorius “.
Horneris pridūrė:
„MWIR detektorių pranašumas yra tas, kad jie taip pat turi geresnį pralaidumą per drėgną orą, palyginti su LWIR tipo detektoriais, tai yra, kai norite dislokuoti pakrantės zonose, ypač esant karštam klimatui, jūs gausite geresnį našumą naudodami MWIR, o ne LWIR.. Tai bus kompromisinis sprendimas automobiliui “.
Tačiau prancūzų bendrovės „Sofradir“atstovas pabrėžė, kad tolimasis [trumpųjų bangų] infraraudonųjų spindulių spektras (SWIR) taip pat gali būti taikomas.
„Yra du skirtingi SWIR naudojimo būdai. Pirma, tokio tipo detektoriai gali būti papildomas sprendimas tais atvejais, kai reikia žiūrėti į įvairaus tankio ir kilmės dūmus ir dulkes bei net (kai kuriais atvejais) rūką. Priklausomai nuo atmosferos sąlygų, SWIR gali užtikrinti didelį matomą atstumą. Antra, naudojant SWIR detektorių, galite matyti lazerinius nuotolio ieškiklius, veikiančius pagal paskirtį, esant 1,6 mikrono arba 1,5 mikrono bangų ilgiui. Tada jis naudojamas kaip įspėjimas, kad jūsų transporto priemonė yra stebima. Taip pat galite pamatyti patrankų blyksnius, o tai reiškia, kad SWIR naudojamas siekiant geriau suvokti situaciją ir apsaugoti antžemines transporto priemones “.
„BAE Systems“atstovas sakė:
„Apskritai, LWIR užtikrina geriausią našumą bet kokiu oru ir kitomis lauko sąlygomis, o MWIR ir SWIR - geriausias kontrastas. SWIR vaizdas turi papildomą pranašumą, nes yra panašus į tai, ką matome plika akimi. Šis svarbus pranašumas padidina teisingo atpažinimo tikimybę, o tai savo ruožtu padeda sumažinti incidentų su draugiška ugnimi tikimybę “.
Poreikis daugiau
Dažnesnis DUMV įrengimas šarvuočiuose daro įtaką naktinių kamerų rinkai. Pagrindiniai ginklo taikikliai yra integruoti į platformą, todėl nei ginklas, nei taikikliai negali keistis per dažnai. Moduliniu būdu pridedant naują DUMV galima dažniau keisti taikymo sritį.
Per pastaruosius penkerius ar dešimt metų standartiniai ginklai, sumontuoti DUMV, dažniausiai buvo 7,62 mm kulkosvaidis arba 12,7 mm kulkosvaidis, todėl taikikliai paprastai nebuvo atvėsinti, kad atitiktų trumpą nuotolį. šių ginklų. (1-1, 5 km), ir tai savo ruožtu lėmė jų šiek tiek platesnį regėjimo lauką nei didelio kalibro ginklų taikikliai.
Tačiau Lundbergas pažymėjo, kad padėtis keičiasi:
„Šiuo metu pastebima vis didesnė tendencija, lemianti didesnio kalibro (apie 25–30 mm) ginklų, iš kurių galima nusitaikyti ir atlikti tikslią ugnį dideliais atstumais, įrengimą, o tai lemia DUMV taikinių poreikį. su ilgesniu diapazonu. Nors pramonė anksčiau tiekė neatvėsintus taikymo sritis 99% DUMV, šiandien dėmesys kreipiamas į funkcionalesnius neatšaldytus ir aušinamus taikymo sritis, galinčius suteikti itin aštrius vaizdus. Tai leidžia pamatyti šiek tiek toliau ir nukreipti į taikinį didesnio kalibro ginklus dideliais atstumais 1, 5-2, 5 km, tai yra, nepasiekiama priešo naikinimo priemonių “.
Ir galiausiai, vadai nori dar geriau kontroliuoti situaciją, matyti toliau nei patrankų šūviai, todėl atsirado poreikis DUMV įrengti naktinius taikiklius su ilgesniu nuotoliu.
Naktinio matymo sistemų plėtrą lemia ne tik padidėjęs diapazonas, bet ir poreikis supaprastinti operacijas. Pasenusi termovizinė kamera arba mažiau pažangi infraraudonųjų spindulių kamera reikalauja daug darbo, nes norint gauti gerą vaizdą, reikia daug kartų paspausti mygtukus ir pasukti rankenėles, o nauja pažangi kamera gali akimirksniu suteikti aukštesnės kokybės vaizdą taikymo sistemai su minimalus vartotojo įsikišimas. „Controp“atstovas sakė: „Kai dauguma elementų yra automatizuoti, operatorius gali sutelkti dėmesį į pačią užduotį ir nesiblaškyti dirbdamas su stebėjimo sistema“.
Naktinio matymo sistemų pranašumas mūšio lauke tampa vis akivaizdesnis. Tai daroma pasinaudojant patobulintos didelės skiriamosios gebos kameros technologiniais pranašumais, naudojant tinkamo tipo sistemas konkrečioms užduotims atlikti ir į skaitmeninę architektūrą integruojant daugiau stebėjimo kamerų, galinčių palaikyti daugiau jutiklių ir suteikti kiekvienam įgulos nariui duomenis. jiems reikia. Atskirai šie patobulinimai neatneša radikalių pokyčių, tačiau kartu jie gali suteikti pranašumą mūšyje.
Horneris sakė, kad skaitmeninė architektūra yra ilgalaikis sprendimas.
„Jei diegiate skaitmeninę architektūrą nuo pat pradžių, tuomet galite turėti 360 laipsnių valdymą, lengvai integruoti būsimas technologijas, elektroninio karo sistemas, aktyvią apsaugą ir tolimojo stebėjimo bei žvalgybos sistemas. Tada galite saugiai eiti į priekį ir prikimšti automobilio papildomomis pažangiomis technologijomis “.
Lundbergas pridūrė:
„Naktinio matymo ir terminio vaizdo sistemų plitimas vyksta precedento neturinčiu tempu. Vakarų kariuomenė mano, kad priešas turės tik pasyvią infraraudonųjų spindulių technologiją. Dėl sparčios naujoviškų technologijų plėtros ir eksporto kontrolės taisyklių šiuolaikinės Vakarų armijos turi aiškų pranašumą. Esmė, žinoma, yra ne atskiruose termovizoriuose ir kituose naktinio matymo įtaisuose, bet visoje šarvuočio mašinoje. Jei turite DUMV taikymo sritį, pranašumas yra tas, kad galite nusitaikyti, šaudyti ir tiksliai pataikyti likus kelioms sekundėms iki priešininko. Šioje įvykių sekoje naktinio matymo sistemos tikrai prisideda prie pergalės prieš priešininką “.
