Sistemele de viziune nocturnă montate pe vehicul există de ani de zile și sunt acum obișnuite, dar există schimbări semnificative pe această piață.
De exemplu, există o cerere în creștere pentru camere de noapte cu rezoluție mai mare. Un purtător de cuvânt al companiei franceze de recepție cu infraroșu Sofradir a declarat că acest lucru ar putea fi realizat prin creșterea numărului de pixeli și scăderea pasului pixelilor, menținând în același timp dimensiunea matricei pentru a oferi caracteristici de greutate reduse și consum de energie ale dispozitivului.
„Prin scăderea pasului pixelilor, creșteți sensibilitatea detectorului, deoarece pe măsură ce pasul pixelului scade, fiecare pixel are o putere a semnalului mai mică și, astfel, creștem sensibilitatea dispozitivului. În camerele de generație actuală, standardul este VGA 640x512, dar astăzi tendința se îndreaptă spre SVGA 1280x1024 în trepte de 12 microni, de exemplu. Sistemele se vor mișca în această direcție și acest lucru se întâmplă acum"
- a explicat.
Pentru ca aceste camere să funcționeze la maximum, trebuie să fie stabilizate corespunzător, deoarece vehiculele blindate funcționează pe teren accidentat cu teren foarte dificil. Potrivit unui reprezentant al Controp Precision Technologies, dacă sistemul nu este stabilizat suficient de bine, „atunci imaginea va fi de o calitate inacceptabilă și autonomia dispozitivului va fi redusă drastic”.
Un purtător de cuvânt al Sofradir a spus:
„În ultimii ani, am văzut importanța greutății, dimensiunii și consumului de energie crescând constant, reflectând cererea de sisteme mici și ușoare, cu capacități îmbunătățite, cum ar fi sistemele noastre SIGHT. Există mai multe tipuri de camere: camerele termice neîncălzite, care oferă viziune de aproape și de obicei nu sunt stabilizate, și camerele termice răcite, care sunt de obicei stabilizate, sunt de un nivel mai ridicat și, desigur, mai scumpe."
Evidențierea problemelor
În mod tradițional, sistemele de vedere nocturnă au fost utilizate în două scopuri principale. În primul rând, dispozitivele de vizionare nocturnă ale șoferului îi permit să crească nivelul de control al mediului din jurul mașinii pentru manevre sigure și fără probleme. În al doilea rând, există sisteme de observare folosite de trăgători pentru a identifica și a viza potențialele ținte.
Sistemele cu infraroșu pentru șoferi și conștientizarea situației îmbunătățite sunt de obicei camere cu imagini termice care nu au răcire, care au un câmp vizual mai larg la distanță apropiată, pentru a avea cât mai mult câmp vizual posibil, în timp ce scopurile sunt destinate trăgătorilor, în special pentru armele de calibru mare, de exemplu, 120 mm de pistoale tanc, echipate cu camere de răcire termică cu raze lungi. Acestea din urmă au un câmp vizual mai restrâns pentru concentrarea asupra unei ținte specifice.
Camerele termice sunt cele mai frecvente în armatele moderne, deoarece sunt mai avansate decât camerele cu intensificare a imaginii (intensificator de imagine), care funcționează în trepte mai mici de 1 micron, iar pentru a funcționa necesită emisie activă de lumină în spectrul regiunii infraroșii apropiate pentru a vedea în întuneric. În acest caz, lumina din iluminarea cu infraroșu invizibilă cu ochiul liber poate fi detectată de dispozitivele inamice, ceea ce poate avea consecințe grave.
Potrivit lui Colin Horner de la Leonardo, camerele intensificatoare de imagine reprezintă întotdeauna o problemă în comunitățile care tind să fie iluminate.
„Acești senzori tind să distorsioneze și să estompeze imaginea destinată comandantului și șoferului. În timp ce tehnologia de îmbunătățire a imaginii se îmbunătățește și este alegerea preferată pentru vehiculele fără asistare de luptă, dezavantajul este că astfel de camere au nevoie în continuare de iluminare din spate.”
„Deși pot funcționa într-adevăr în lumină minimă, de exemplu, în lumina lunii sau a stelelor, în întuneric complet, camerele cu tuburi de intensificare a imaginii pur și simplu nu vor funcționa. Pentru a îmbunătăți conștientizarea situației, operatorii folosesc lumini infraroșii pentru a ilumina local zona din jurul mașinii și se bazează pe lumina naturală."
- a explicat Horner.
El a adăugat că există alte probleme legate de camerele cu intensificare a imaginii în mașinile echipate cu sticlă antiglonț, deoarece acestea afectează negativ percepția șoferului asupra distanței. Acesta este motivul pentru care armatele moderne preferă să utilizeze sisteme infraroșii pasive.
În plus, există o tendință de creștere a capacității de vedere nocturnă a vehiculelor din alte categorii, pentru care este necesar să se instaleze aceleași sisteme pe ele ca pe platformele de luptă. "Acest lucru va crește cu adevărat nivelul de proprietate și securitate."
„De regulă, vehiculele de luptă blindate mai mari erau echipate cu sisteme infrarosii pasive (neiluminate) cu performanțe foarte ridicate, dar nu funcționează singure în coloane. Acestea sunt susținute de alte vehicule, cum ar fi transportoare de personal, ambulanțe și vehicule tehnice, dar aceste vehicule au dezavantajul că nu au aceleași capacități de vedere nocturnă ca vehiculele de luptă și, prin urmare, nu pot funcționa în aceleași condiții. Așadar, acum vedem o tendință de a dota vehiculele de sprijin cu sisteme de viziune nocturnă care nu sunt mai rele decât cele ale platformelor de luptă, ca urmare a faptului că pot lucra cot la cot fără riscuri suplimentare."
O altă tendință este de a adăuga mai multe camere la mașini pentru a obține o vizualizare completă. Anterior, armata era preocupată doar să ofere șoferului dispozitive de viziune nocturnă numai pentru conducere. Cu un număr mare de camere care oferă vizibilitate la 360 °, amenințările pot fi văzute din orice direcție și, mai important pentru securitate, există o vedere laterală și din spate, prin urmare, securitatea operațiunii în zonele urbane este crescută.
Leonardo oferă camera DNVS 4, care vă permite să obțineți o vizualizare completă la distanțe de 20-30 de metri. Horner a spus că sistemul este echipat și cu o cameră color pe timp de zi pentru a combina cele două tehnologii într-o singură soluție și astfel a reduce greutatea, dimensiunea și consumul de energie. El a adăugat că există, de asemenea, o trecere de la arhitectură deschisă analogică la digitală. "Acest lucru înseamnă că digitalizăm semnalul camerei și îl afișăm digital pe ecran, ceea ce îmbunătățește foarte mult claritatea imaginii și elimină orice interferență de la mașină."
Imagine în cifre
Dezvoltările în tehnologia digitală permit operatorilor să utilizeze ecrane multifuncționale cu hărți, starea armelor și informații despre întreținerea vehiculului, precum și să vizualizeze mai multe imagini în același timp, cum ar fi vizualizări înainte, laterale și înapoi. Acest lucru este mult mai versatil decât utilizarea unei camere stinse sau a unui sistem analogic care vă permite să vizualizați doar o cameră și un singur afișaj.
Majoritatea camerelor de supraveghere sunt de tipul răcit și, la fel ca ochiul uman, au un câmp vizual larg de aproximativ 50 °, iar unele se apropie de 90 °. Jorgen Lundberg de la FLIR Systems a spus că, prin urmare, alte camere trebuie instalate în diferite configurații pentru a obține o acoperire completă la 360 °. Unele scheme prevăd amplasarea mai multor camere cu un câmp vizual de 55 °, în timp ce alte scheme prevăd instalarea a patru camere la 90 ° sau chiar doar două camere la 180 ° pentru a crea o panoramă. În primul rând, acest lucru este necesar pentru ca mașina să poată manevra liber fără farurile aprinse în timpul antrenamentelor nocturne și al operațiunilor de luptă, deoarece șoferul deține controlul deplin asupra mediului.
„Toate acestea au scopul de a oferi șoferului sau echipajului cunoștințele despre ceea ce se întâmplă lângă mașină la aproximativ 20-100 de metri și nu mai departe, deoarece tehnologia de astăzi nu poate oferi imagini de înaltă rezoluție la distanțe mari”, a spus Lundberg. „Deși echipajului mașinii va dori cu siguranță să aibă la dispoziție o imagine de înaltă definiție a întregului perimetru, există un echilibru între tehnologia de astăzi și bugetul de astăzi. Există, de asemenea, restricții privind numărul și funcționalitatea afișajelor echipajului în interiorul vehiculului.”
De exemplu, prezentarea unor cantități mari de informații senzoriale disponibile este o provocare. Pentru a nu amesteca totul într-o singură grămadă, membrii echipajului, de exemplu, șoferul, comandantul și tunul, trebuie să aibă acces la ecrane care afișează informații specifice destinate fiecăruia dintre ei, astfel încât să nu interfereze cu ceilalți utilizatori. Partea de aterizare poate avea, de asemenea, un ecran în partea din spate a vehiculului, care afișează informații despre mediu înainte de a demonta. Comandantul poate avea un ecran ca alți membri ai echipajului, dar cu mai multe funcționalități, de exemplu, cu capacitatea de a afișa decizii privind controlul luptei și informații despre arme.
Mulți senzori diferiți sunt deja instalați în vehiculele blindate, iar sistemele de viziune nocturnă trebuie să-și găsească un loc în acest spațiu limitat. Există puțin spațiu disponibil în mașină pentru a găzdui mai multe afișaje și, prin urmare, distribuirea informațiilor de la senzori și camere de pe întregul aparat este dificilă.
Sistemele de viziune nocturnă pentru pistolele principale ale AFV sunt amplasate una lângă alta sau integrate în vederea pistolerului, care este de obicei instalat în vehicul lângă pistol. Armamentul poate fi un tun de tanc de calibru mare de 120 mm, tunuri de calibru mediu (20 mm 30 mm sau 40 mm) sau chiar mitraliere de calibru 7, 62 mm sau 12, 7 mm într-un modul de arme controlat de la distanță (DUMV). Sistemele de vizionare a pistolului includ în principal sisteme de imagistică termică răcite și, prin urmare, sunt capabile să funcționeze la intervale de peste 10 km.
Lundberg a spus că obiectivele de zi și de noapte ale pistolarului sunt aliniate cu axa pistolului, adică el va privi în direcția pistolului și nu va vedea în alte direcții.
„Raza de acțiune a acestei viziuni ar trebui să corespundă cu raza de acțiune a pistolului, iar arma are o rază de acțiune destul de lungă. În consecință, are un câmp vizual destul de îngust, este ca și cum ar privi printr-o paie … dar aici săgeata trebuie să vadă și să tragă."
Ramai calm?
Camerele cu infraroșu răcite folosesc tehnologia microbolometrului, care este în esență un rezistor mic cu un element din silicon care reacționează la radiația de căldură. Modificările de temperatură sunt determinate de intensitatea emisiilor de fotoni. Microbolometrul detectează acest lucru și transformă măsurătorile într-un semnal electric, care la rândul său poate fi transformat într-o imagine.
Senzorii neîncălzi, de regulă, funcționează în gama LW1R (7-14 microni), adică pot „vedea” prin fum, ceață și praf, ceea ce este important pe câmpul de luptă și în alte situații.
Dispozitivele răcite utilizează un sistem de răcire criogenică pentru a menține detectorul la -200 ° C, făcându-l mai sensibil chiar și la modificări minore de temperatură. Detectoarele unor astfel de dispozitive pot transforma cu acuratețe chiar și un singur foton lovit într-un semnal electric, în timp ce sistemele neîncălzite au nevoie de mai mulți fotoni pentru a face măsurători. Astfel, senzorii răciti au o rază lungă de acțiune, ceea ce îmbunătățește procesul de captare și neutralizare a țintelor.
Dar și sistemele frigorifice au dezavantajele lor, complexitatea proiectării implică costuri ridicate și necesitatea unei întrețineri regulate și complexe din punct de vedere tehnic. Senzorii neîncălziți sunt mai ieftini, mai ușor de întreținut și cu o durată de viață mai lungă, deoarece nu utilizează tehnologie criogenică, au mai puține piese în mișcare și nu necesită etanșare complexă sub vid. Ce tip de sistem să aleagă, ca întotdeauna, depinde de utilizator, pe baza sarcinilor pe care le rezolvă.
Selectarea valurilor
Lunetele de artilerie răcite utilizează detectoare cu infraroșu aproape (cu undă lungă) (LW1R). Deoarece acest lucru permite sistemelor de vedere nocturnă să vadă prin fum și, prin urmare, au mai puține probleme legate de luptă. Sistemele neîncălzite folosesc, de asemenea, astfel de detectoare, deoarece microbolometrele (elemente termosensibile) sunt sensibile la această lungime de undă, dar acest lucru începe acum să se schimbe. „Din punct de vedere istoric, LWIR a fost întotdeauna preferat datorită unei penetrări mai bune a fumului decât detectoarele MWIR care funcționează în infraroșul mediu [cu undă medie],” a spus Horner.
„În urmă cu zece ani, acest lucru era adevărat, dar testele și demonstrațiile au demonstrat și dovedit că nu există prea multe diferențe între LWIR și MWIR pe câmpul de luptă de astăzi. Sensibilitatea și capacitățile MWIR s-au îmbunătățit semnificativ în ultimii 10 ani, iar astăzi camerele MWIR oferă în continuare performanțe superioare și penetrare a fumului. Acest lucru îi determină pe oameni să prefere detectoarele MWIR decât detectoarele LWIR."
Horner a adăugat:
„Avantajul detectoarelor MWIR este că au și o permeabilitate mai bună prin aerul umed comparativ cu detectoarele de tip LWIR, adică atunci când doriți să vă desfășurați în zonele de coastă, în special în climă caldă, atunci veți obține performanțe mai bune folosind MWIR. Nu LWIR. Va fi o soluție de compromis pentru mașină."
Cu toate acestea, un purtător de cuvânt al companiei franceze Sofradir a subliniat că și regiunea infraroșie îndepărtată [cu undă scurtă] a spectrului (SWIR) are și ea aplicația sa.
„Există două utilizări diferite pentru SWIR. În primul rând, detectoarele de acest tip pot fi o soluție suplimentară în acele cazuri în care trebuie să priviți prin fum și praf de densitate și origine diferite și chiar (în unele cazuri) ceață. În funcție de condițiile atmosferice, SWIR poate oferi o distanță aparentă mare. În al doilea rând, cu detectorul SWIR, puteți vedea telemetre laser care funcționează la desemnarea țintei la lungimi de undă de 1,6 microni sau 1,5 microni. Apoi este folosit ca avertisment că vehiculul dumneavoastră este supravegheat. Puteți vedea, de asemenea, fulgerele tunurilor, ceea ce înseamnă că SWIR este utilizat pentru a îmbunătăți conștientizarea situației și a proteja vehiculele terestre."
Un purtător de cuvânt al BAE Systems a spus:
„În general, LWIR oferă cea mai bună performanță în toate condițiile meteorologice și în alte condiții de exterior, în timp ce MWIR și SWIR oferă cel mai bun contrast. Imaginea SWIR are avantajul adăugat de a fi similară cu ceea ce vedem cu ochiul liber. Acest avantaj important crește probabilitatea recunoașterii corecte, ceea ce la rândul său contribuie la reducerea probabilității de incidente cu foc prietenos."
Nevoia de mai mult
Instalarea mai frecventă a DUMV pe vehiculele blindate are un impact asupra pieței camerelor de noapte. Obiectivele principale ale pistolului sunt integrate în platformă și, prin urmare, nici arma, nici obiectivele nu se pot schimba prea des. Adăugarea de noi DUMV pe o bază modulară vă permite să schimbați mai des scopurile.
În ultimii cinci până la zece ani, armele standard instalate pe DUMV au fost în majoritatea cazurilor fie o mitralieră de 7,62 mm, fie o mitralieră de 12,7 mm, așa că obiectivele erau, de regulă, răcite pentru a se potrivi cu intervalul scurt de aceste arme. (1-1, 5 km), iar acest lucru, la rândul său, a determinat câmpul lor de vedere puțin mai larg decât obiectivele tunurilor de calibru mare.
Cu toate acestea, Lundberg a menționat că situația se schimbă:
„În prezent, există o tendință în creștere care determină instalarea armelor de un calibru mai mare (aproximativ 25-30 mm), de la care este posibil să vizezi și să conduci un foc precis la distanțe mari, iar acest lucru determină cererea de obiective turistice pentru DUMV cu o autonomie mai mare. În timp ce industria obișnuia să furnizeze scopuri răcite pentru 99% din DUMV, astăzi accentul se îndreaptă spre scopuri mai funcționale, răcite și răcite, care pot oferi imagini ultra-clare. Acest lucru face posibilă vizualizarea puțin mai departe și direcționarea armelor de un calibru mai mare către țintă la distanțe mari de 1, 5-2, 5 km, adică dincolo de îndemâna mijloacelor de distrugere ale inamicului."
Și, în cele din urmă, comandanții vor să aibă un control și mai bun asupra situației, să vadă mai departe decât focurile de tun și, prin urmare, a fost nevoie să se instaleze obiective nocturne cu o rază mai mare de acțiune pe DUMV.
Dezvoltarea sistemelor de viziune nocturnă este determinată nu numai de gama crescută, ci și de necesitatea simplificării operațiunilor. O cameră cu imagini termice depășite sau o cameră cu infraroșu mai puțin avansată necesită multă muncă, deoarece trebuie să apăsați butoanele și să rotiți butoanele de multe ori pentru a obține o imagine decentă, în timp ce o nouă cameră avansată poate oferi instantaneu o imagine de calitate superioară pentru un sistem de vizare cu intervenție minimă a utilizatorului. Un purtător de cuvânt al Controp a spus: „Când majoritatea elementelor sunt automatizate, operatorul se poate concentra asupra sarcinii în sine și nu poate fi distras prin lucrul cu sistemul de observare”.
Avantajul câmpului de luptă al sistemelor de viziune nocturnă devine din ce în ce mai evident. Face acest lucru profitând de avantajele tehnologice ale unei camere îmbunătățite de înaltă rezoluție, utilizând tipul potrivit de sisteme pentru sarcini specifice și integrând mai multe camere de supraveghere într-o arhitectură digitală care poate susține mai mulți senzori și poate furniza fiecărui membru al echipajului datele. ei au nevoie de. În mod individual, aceste îmbunătățiri nu aduc schimbări radicale, dar împreună pot oferi un avantaj în luptă.
Horner a spus că arhitectura digitală este o soluție pe termen lung.
„Dacă implementați arhitectura digitală de la bun început, atunci puteți avea control la 360 de grade, puteți integra cu ușurință tehnologiile viitoare, sistemele de război electronic, protecția activă și sistemele de supraveghere și recunoaștere pe distanțe lungi. Apoi, puteți merge în siguranță și umple mașina cu tehnologii avansate suplimentare."
Lundberg a adăugat:
„Proliferarea sistemelor de vizionare nocturnă și de termocontrol continuă într-un ritm fără precedent. Militarii din Occident consideră că inamicul va avea doar tehnologie infraroșie pasivă. Datorită dezvoltării rapide a tehnologiilor inovatoare și a regulilor de control al exporturilor, armatele occidentale moderne au un avantaj clar. Desigur, ideea nu se află în imagini termice individuale și alte dispozitive de viziune nocturnă, ci în întregul vehicul blindat. Dacă aveți un scop pe DUMV, atunci avantajul este că puteți viza, trage și lovi cu exactitate câteva secunde înainte de adversar. În această succesiune de evenimente, sistemele de viziune nocturnă contribuie cu siguranță la victoria asupra adversarului."
