Night vision device (NVD) är en klass av optoelektroniska enheter som ger operatören en bild av terrängen (objekt, mål, etc.) i svagt ljus. Apparater av denna typ används ofta i nattstridsoperationer , för att utföra hemlig övervakning (spaning) på natten och i mörka rum, för att köra bilar utan att använda demaskerande strålkastare, etc. [1] . Trots ett antal fördelar som de ger sin ägare, noteras det att den stora majoriteten av tillgängliga modeller inte kan ge möjligheten till perifert syn, vilket kräver särskild utbildning för att de ska kunna användas effektivt [2] .
Det finns flera sätt att bygga NVG:
Tekniskt sett finns det flera populära sätt att bygga mörkerseende-enheter:
Observations-NVD består av följande huvuddelar:
I många moderna mörkerseendeapparater utförs rollen som en strålningsmottagare, en förstärkare för att visa en intensifierad bild, av ett bildförstärkarrör. Operatören undersöker bilden på bildförstärkarröret genom okularet . En CCD-matris kan användas som mottagare . I detta fall observerar operatören bilden på skärmen .
Moderna mörkerseendeapparater finns i flera grundläggande formfaktorer .
Det enklaste är nattmonokularet - ett kikare som hålls i operatörens hand, vanligtvis med låg förstoring.
Night vision kikare har två bildförstärkarrör och visar en förstorad stereoskopisk bild.
Nattsynsglasögon - monterade på huvudet, har ett brett synfält och förstorar inte bilden (eller har en variabel förstoring från 1x till ett högre värde, vilket gör att de kan användas som en kikare). Glasögon kan ha två bildförstärkarrör eller vara pseudobinokulära, när bilden från ett bildförstärkarrör går in i båda okularen. En pannbandsmonterad 1× monokulär kan användas som ett billigt alternativ till glasögon.
Night vision scopes är fixerade på vapnet, som regel ökar de bilden och har ett siktnät. Det finns även mörkerseende för optiska sikter dagtid. Dessa anordningar måste motstå vapenens rekyl, alla sikten kan inte användas på kraftfulla handeldvapen.
Ett alternativt alternativ för att sikta genom mörkerseendeanordningar är att använda en infraröd laserbeteckning fäst vid vapnet, vars stråle är osynlig för ögat och observeras genom mörkerseendeglasögon.
Night vision-enheter är också installerade på militär utrustning, där de är integrerade i siktsystem.
Utvecklingen av de första proverna av tyska mörkerseendeanordningar startades av produktionsbolaget Allgemeine Electricitats-Gesellschaft ( AEG ), 1936 och 1939 presenterades den första framgångsrika prototypen för användning på pansarvärnet Pak 35/36 L/45 vapen [4] .
I Röda armén dök även nattseendeutrustning av den så kallade "nollgenerationen" upp före början av andra världskriget [5] : till exempel installerades Dudka-komplexet på stridsvagnar från BT- familjen och State Optical Institute och All-Union Electrotechnical Institute utvecklade en uppsättning ljussignaler som monterades på T-34 tankar [6] . I Wehrmacht var infraröd utrustning tillverkad av AEG den första att ta emot tyskt pansarvärnsartilleri , och sedan 1944 har Pak 40 kanonbesättningar kunnat bekämpa tunga pansarfordon i mörker på avstånd upp till 400 meter [6] . Nästa steg var Sperber FG 1250 infraröd vision enheter , som bidrog till den sista framgångsrika offensiven av de tyska stridsvagnsstyrkorna i området vid Balatonsjön (Ungern, 1945). Eftersom känsligheten hos dessa enheter lämnade mycket att önska, för att ge IR-belysning, gavs tankenheter ytterligare krafter i form av kraftfulla sex -kilowatt Uhu ("Filin") IR- strålkastare på SdKfz 250 / 20 pansarvagnar ( en för fem tankar). Användningen av IR-filter gjorde det möjligt att belysa nattområdet med infraröd strålning och särskilja sovjetisk utrustning på ett avstånd av upp till 700 meter, men deras funktion försvårades kraftigt av den optiska fosforens känslighet för ljusa blixtar, vilket ledde till starka blixtar. belysning av utrustningen eller till och med dess fel. Utseendet på dessa enheter var en av anledningarna till den massiva användningen av luftvärnsstrålkastare av de sovjetiska trupperna under nattens korsning av Oder och under attacken mot Berlin . Utöver siktutrustning för nattkörning installerades en tvåhundrawatts IR-strålkastare på befälhavarens kupol för de tyska pantrarna, vilket gjorde det möjligt för stridsvagnsföraren att styra fordonet enligt instruktionerna från besättningschefen. [6]
Zeiss -Jena -företaget försökte skapa en ännu kraftfullare enhet som gjorde att den kunde "se" på ett avstånd av 4 km, men på grund av den stora storleken på belysningsinstrumentet - en diameter på 600 mm - hittade den inte tillämpning på Pantrar..
1944 producerade den tyska industrin ett experimentellt parti av 300 Zielgerät 1229 (ZG.1229) "Vampir" infraröda sikten , som installerades på MP-44 /1 automatgevär. Satsen bestod av att själva siktet vägde 2,25 kg, ett batteri i en trälåda (13,5 kg) som drev IR-belysningen och ett litet batteri för att driva siktet, placerat i en gasmaskpåse. Batterier hängdes bakom ryggen på en soldat under lossningen. Vikten på siktet, tillsammans med batterier, nådde 35 kg, räckvidden översteg inte hundra meter och driftstiden var tjugo minuter. Ändå använde tyskarna aktivt dessa enheter under nattstrider. .
Samtidigt gick ett antal individuella mörkerseendeanordningar i tjänst med attackbrigaderna från Röda arméns ingenjörstrupper, till exempel Ts-3- siktet för PPSh-41 -maskinpistolen , och sedan 1943, riktningssökare " Omega-VEI" och kikare "Gamma-VEI" [6] .
Med teknikens utveckling ersattes nollgenerationsanordningar, som baserade sig på principen om ett Holst-glas , av system med elektrostatisk fokusering , som använde elektronoptiska omvandlare som förstärker insignalen flera hundra gånger [6] . Ett sådant tillvägagångssätt kunde inte bli av med den oacceptabla upplösningen i periferin av observationszonen under lång tid, men på 60-talet av XX-talet gjorde det möjligt att gradvis överge hjälputrustningen för IR-belysning, vilket i hög grad avslöjade alla ägare av en nollgenerations mörkerseendeenhet i IR-området [6] .
I USA användes den första generationen nattseendeapparater aktivt i Vietnam och deras problem med perifert seende löstes med hjälp av fiberoptiska plattor [6] .
I Sovjetunionen , 1973, avslutade Institutet för tillämpad fysik ett antal utvecklingsarbeten på skapandet av elektronoptiska omvandlare, och deras produktion lanserades vid Moscow Electric Lamp Factory [7] . De första sovjetiska passiva enheterna hade flerstegs elektrooptiska omvandlare, som senare erkändes som en återvändsgränd evolutionär gren av mörkerseendesystem på grund av deras bräcklighet och skrymmande [6] . Det noteras dock att det var i de sovjetiska militära sikterna (till exempel NSP-3 ) som alla fördelar med detta tillvägagångssätt kom till perfektion [6] .
Mikrokanalteknologi gjorde det möjligt att erhålla revolutionerande resultat på 70-talet av XX-talet, efter att ha uppnått den mycket önskade kompaktheten med en vinst på cirka 20 000 [6] . En ytterligare fördel med ett sådant schema var optiska elements immunitet mot ljusa blixtar [6] . Den första sovjetiska bildförstärkaren av andra generationen skapades av Institutet för tillämpad fysik 1976 [8] . I Sovjetunionen, baserat på denna teknologi, skapades mörkerseendeglasögon NPO-1 "Quaker" , och i USA - AN/PVS-5B tillverkade av Litton [6] .
De första produkterna av denna typ fortsatte att förlita sig på elektrostatisk fokusering av elektronflödet, men i framtiden övergavs elektrostatiska linser och ersatte dem med direkt elektronöverföring till en mikrokanalplatta . Som ett resultat dök ett antal pseudobinokulära system upp, till exempel hushållsapparaten 1PN74 Eyecup eller den amerikanska AN / PVS-7 . [6]
Tillkomsten av galliumarsenid ( AsGa ) fotokatoder gjorde det möjligt att föra känsligheten hos mörkerseendeapparater till en ny kvalitativ nivå[ när? ] och säkerställa observation vid en belysning på cirka 10 μlx, det vill säga i en månlös djup natt i närvaro av täta moln [6] .
Den breda distributionen av sådana anordningar hindras dock av deras exceptionella komplexitet i produktionen, som kräver mer än 400 mantimmars arbete under ultrahöga vakuumförhållanden och höga kostnader , vilket överstiger kostnaderna för deras föregångare med mer än en storleksordning [6 ] . Endast två länder i världen, USA och Ryska federationen , kunde organisera oberoende produktion av sådana enheter [6] .
En värmekamera är en anordning för att övervaka temperaturfördelningen på den undersökta ytan. Alla kroppar vars temperatur överstiger den absoluta nolltemperaturen avger elektromagnetisk värmestrålning i enlighet med Plancks lag . Strålningens spektrala effekttäthet (Plancks funktion) har ett maximum, vars våglängd på våglängdsskalan beror på temperaturen. Positionen för maximum i emissionsspektrumet skiftar med ökande temperatur mot kortare våglängder ( Wiens förskjutningslag ). Som regel är värmekameror byggda på basis av speciella matristemperatursensorer - bolometrar . Bolometrar för mörkerseende enheter är känsliga i våglängdsområdet 3..14 mikron (mellan infrarött område), vilket motsvarar självstrålningen av kroppar som värms upp från 500 till -50 grader Celsius. Värmekamera kräver alltså inte extern belysning, registrerar sin egen strålning från själva föremålen och skapar en bild av temperaturskillnaden.
Du kan skilja en värmekamera från en förstärkande mörkerseende baserad på ett bildförstärkarrör eller en traditionell videokamera genom den optiska linsen: värmekameran använder linser inte från traditionellt glas (som är ogenomskinligt i det termiska IR-spektrumet), men från material som till exempel germanium eller kalkogenidglas .
AKML automatgevär med NSP-2 nattsikte
Nattseende 1PN93-2
Night vision kikarsikte DS 19
Nattsyn PN23-5
Nattsyn "Vicar"
Nattmunstycke InfraTech IT-320D
Nattsynsglasögon "Oilman"
Nattseende kikarsikte InfraTech IT-204C
Nattseende kikarsikte InfraTech IT-404D
Nattseende kikarsikte InfraTech IT-406H
Nattsyn PN23-3