Night vision device (NVD) er en klasse af optoelektroniske enheder, der giver operatøren et billede af terrænet (objekt, mål osv.) under dårlige lysforhold. Enheder af denne type er meget udbredt i nattekampe , til at udføre skjult overvågning (rekognoscering) om natten og i mørke rum, kørsel af biler uden brug af afmaskerende forlygter osv. [1] . På trods af en række fordele, som de giver deres ejer, bemærkes det, at langt de fleste tilgængelige modeller ikke er i stand til at give mulighed for perifert syn, hvilket kræver særlig træning for deres effektive brug [2] .
Der er flere tilgange til at bygge NVG:
Teknisk set er der flere populære måder at bygge nattesynsenheder på:
Observations-NVD består af følgende hoveddele:
I mange moderne nattesynsapparater udføres rollen som en strålingsmodtager, en forstærker til at vise et forstærket billede, af et billedforstærkerrør. Operatøren undersøger billedet på billedforstærkerrøret gennem okularet . En CCD-matrix kan bruges som modtager . I dette tilfælde observerer operatøren billedet på monitorskærmen .
Moderne nattesynsapparater kommer i flere grundlæggende formfaktorer .
Den enkleste er natmonokulæren - et spotting-skop, der holdes i operatørens hånd, normalt med lav forstørrelse.
Natsynskikkerter har to billedforstærkerrør og viser et forstørret stereoskopisk billede.
Natsynsbriller - monteret på hovedet, har et bredt synsfelt og forstørrer ikke billedet (eller har en variabel forstørrelse fra 1x til en højere værdi, hvilket gør det muligt at bruge dem som en kikkert). Briller kan have to billedforstærkerrør eller være pseudobinokulære, når billedet fra det ene billedforstærkerrør går ind i begge okularer. En pandebåndsmonteret 1× monokulær kan bruges som et billigt alternativ til briller.
Natsynskoper er fastgjort på våbnet, som regel øger de billedet og har et sigtegitter. Der er også night vision vedhæftede filer til optiske seværdigheder i dagtimerne. Disse enheder skal modstå våbens rekyl, ikke alle sigtemidler kan bruges på kraftige håndvåben.
En alternativ mulighed for at sigte gennem nattesynsanordninger er at bruge en infrarød laserbetegnelse fastgjort til våbnet, hvis stråle er usynlig for øjet og observeres gennem nattesynsbriller.
Nattesynsanordninger er også installeret på militært udstyr, hvor de er integreret i synssystemer.
Udviklingen af de første prøver af tyske nattesynsapparater blev startet af Allgemeine Electricitats-Gesellschaft ( AEG ) produktionsselskabet, i 1936 og i 1939 blev den første succesrige prototype præsenteret til brug på Pak 35/36 L/45 anti-tank våben [4] .
I den røde hær dukkede nattesynsudstyr af den såkaldte "nul-generation" også op før starten af Anden Verdenskrig [5] : Dudka-komplekset blev for eksempel installeret på kampvogne fra BT -familien og State Optical Institute og All-Union Electrotechnical Institute udviklede et sæt lyssignalbelysningsenheder, der var monteret på T-34 tanke [6] . I Wehrmacht var infrarødt udstyr fremstillet af AEG det første til at modtage tysk panserværnsartilleri , og siden 1944 har Pak 40 kanonbesætninger været i stand til at bekæmpe tunge pansrede køretøjer i mørke på afstande op til 400 meter [6] . Det næste skridt var Sperber FG 1250 infrarøde vision -enheder , som bidrog til den sidste succesfulde offensiv af de tyske kampvognsstyrker i området ved Balatonsøen (Ungarn, 1945). Da følsomheden af disse enheder lod meget tilbage at ønske, for at give IR-belysning, fik tankenheder yderligere styrker i form af kraftfulde seks -kilowatt Uhu ("Filin") IR- søgelys på SdKfz 250 / 20 pansrede mandskabsvogne ( en til fem tanke). Brugen af IR-filtre gjorde det muligt at belyse natområdet med infrarød stråling og skelne sovjetisk udstyr i en afstand på op til 700 meter, men deres drift blev i høj grad hæmmet af den optiske fosfors følsomhed over for lyse blink, hvilket førte til kraftige blink. belysning af udstyret eller endda dets fejl. Udseendet af disse enheder var en af årsagerne til den massive brug af antiluftskyts af de sovjetiske tropper under nattens krydsning af Oder og under angrebet på Berlin . Ud over sigteudstyr til natkørsel blev der installeret et to hundrede watt IR-søgelys på kommandantens kuppel på de tyske pantere, hvilket gjorde det muligt for tankføreren at styre køretøjet i henhold til besætningschefens instruktioner. [6]
Zeiss -Jena -firmaet forsøgte at skabe en endnu mere kraftfuld enhed, der gjorde det muligt at "se" i en afstand af 4 km, men på grund af den store størrelse af belysningsinstrumentet - en diameter på 600 mm - fandt den ikke anvendelse på Pantere..
I 1944 producerede den tyske industri en eksperimentel batch af 300 Zielgerät 1229 (ZG.1229) "Vampir" infrarøde sigter , som blev installeret på MP-44 /1 kampgevær. Sættet bestod af selve sigtet, der vejede 2,25 kg, et batteri i en trækasse (13,5 kg), der drev IR-belysningen, og et lille batteri til at forsyne sigtet, anbragt i en gasmasketaske. Batterier blev hængt bag ryggen på en soldat under aflæsning. Vægten af synet, sammen med batterier, nåede 35 kg, rækkevidden oversteg ikke hundrede meter, og driftstiden var tyve minutter. Ikke desto mindre brugte tyskerne aktivt disse enheder under nattekampe. .
Samtidig trådte en række individuelle nattesynsapparater i tjeneste med angrebsbrigaderne fra ingeniørtropperne fra Den Røde Hær, for eksempel Ts-3- sigtet til PPSh-41 maskinpistolen , og siden 1943, retningssøgere " Omega-VEI" og kikkert "Gamma-VEI" [6] .
Med udviklingen af teknologien blev nul-generations-enheder, som var baseret på princippet om et Holst-glas , erstattet af systemer med elektrostatisk fokusering , som brugte elektron-optiske omformere , der forstærker indgangssignalet flere hundrede gange [6] . En sådan tilgang kunne ikke slippe af med den uacceptable opløsning i periferien af observationszonen i lang tid, men i 60'erne af det XX århundrede tillod den gradvist at opgive hjælpeudstyret til IR-belysning, hvilket i høj grad afslørede enhver ejer af en nul-generations nattesynsenhed i IR-området [6] .
I USA blev den første generation af nattesynsapparater aktivt brugt i Vietnam , og deres problem med perifert syn blev løst ved hjælp af fiberoptiske plader [6] .
I USSR afsluttede Institut for Anvendt Fysik i 1973 en række udviklingsarbejde med at skabe elektron-optiske omformere, og deres produktion blev lanceret på Moskvas elektriske lampefabrik [7] . De første sovjetiske passive enheder havde flertrins elektro-optiske konvertere, som senere blev anerkendt som en blindgyde evolutionær gren af nattesynssystemer på grund af deres skrøbelighed og omfangsrige [6] . Det bemærkes dog, at det var i de sovjetiske militærsigter (for eksempel NSP-3 ), at alle fordelene ved denne tilgang blev bragt til perfektion [6] .
Mikrokanalteknologi gjorde det muligt at opnå revolutionerende resultater i 70'erne af det XX århundrede, efter at have opnået den meget ønskede kompakthed med en gevinst på omkring 20.000 [6] . En yderligere fordel ved et sådant skema var optiske elementers immunitet over for lyse blink [6] . Den første sovjetiske billedforstærker af anden generation blev skabt af Institute of Applied Physics i 1976 [8] . I Sovjetunionen, baseret på denne teknologi, blev natsynsbriller NPO-1 "Quaker" skabt , og i USA - AN/PVS-5B fremstillet af Litton [6] .
De første produkter af denne type fortsatte med at stole på elektrostatisk fokusering af elektronstrømmen, men i fremtiden blev elektrostatiske linser opgivet og erstattede dem med direkte elektronoverførsel til en mikrokanalplade . Som et resultat dukkede en række pseudobinokulære systemer op, for eksempel husholdningsenheden 1PN74 Eyecup eller den amerikanske AN / PVS-7 . [6]
Fremkomsten af galliumarsenid ( AsGa ) fotokatoder gjorde det muligt at bringe følsomheden af nattesynsapparater til et nyt kvalitativt niveau[ hvornår? ] og sikre observation ved en belysning på omkring 10 μlx, det vil sige i en måneløs dyb nat i nærværelse af tætte skyer [6] .
Imidlertid hindres den brede distribution af sådanne enheder af deres exceptionelle kompleksitet i produktionen, der kræver mere end 400 mandetimers arbejde under ultrahøjt vakuumforhold , og høje omkostninger , der overstiger omkostningerne ved deres forgængere med mere end en størrelsesorden [6 ] . Kun to lande i verden, USA og Den Russiske Føderation , var i stand til at organisere uafhængig produktion af sådanne enheder [6] .
Et termisk kamera er en enhed til overvågning af temperaturfordelingen af den undersøgte overflade. Alle legemer, hvis temperatur overstiger temperaturen på det absolutte nulpunkt, udsender elektromagnetisk termisk stråling i overensstemmelse med Plancks lov . Strålingens spektrale effekttæthed (Plancks funktion) har et maksimum, hvis bølgelængde på bølgelængdeskalaen afhænger af temperaturen. Positionen af maksimum i emissionsspektret skifter med stigende temperatur mod kortere bølgelængder ( Wiens forskydningslov ). Som regel er termiske kameraer bygget på basis af specielle matrixtemperatursensorer - bolometre . Bolometre til nattesynsapparater er følsomme i bølgelængdeområdet på 3..14 mikron (mellem infrarødt område), hvilket svarer til selvudstrålingen fra legemer opvarmet fra 500 til -50 grader Celsius. Termiske kameraer kræver således ikke ekstern belysning, registrerer deres egen stråling fra selve objekterne og skaber et billede af temperaturforskellen.
Du kan skelne et termokamera fra et forstærkende nattesynsapparat baseret på et billedforstærkerrør eller et traditionelt videokamera ved den optiske linse: termokameraet bruger linser, der ikke er fra traditionelt glas (som er uigennemsigtigt i det termiske IR-spektrum), men fra materialer som for eksempel germanium eller chalcogenidglas .
AKML kampriffel med NSP-2 nattesigte
Nattesyn 1PN93-2
Natkikkert DS 19
Natsyn PN23-5
Nattesyn "Vicar"
Natmundstykke InfraTech IT-320D
Natsynsbriller "Oilman"
Natkikkert InfraTech IT-204C
Natkikkert InfraTech IT-404D
Natkikkert InfraTech IT-406H
Natsyn PN23-3