Pola noktowizyjne
Firma BAE Systems opracowała ulepszone gogle noktowizyjne Enhanced Night Vision Goggle III i rodzinę bronie Rodzina celowników celowniczych do broni-indywidualnych (ENVG III/FWS-I) łączących dwie technologie noktowizyjne, aby umożliwić żołnierzowi szybkie zlokalizowanie celu bez konieczności podnoszenia broni do poziomu oczu
Według ekspertów branżowych, technologie noktowizyjne, zarówno ulepszanie obrazu, jak i obrazowanie termowizyjne, mają się rozwijać w nadchodzących latach w wielu obszarach, od rozdzielczości po łączność sieciową. Rozwój ten należy jednak zrównoważyć uzyskaniem najmniejszej wagi, wielkości i cech energochłonności.
Systemy noktowizyjne występują w różnych formach, od gogli po celowniki do broni. Jednak w tej dziedzinie następuje znaczny postęp, ponieważ czołowi światowi producenci starają się odpowiadać na potrzeby użytkowników.
Zmiany i kombinacje
Christian Johnson, dyrektor ds. rozwoju biznesu w Harris Corporation, zwrócił szczególną uwagę na rosnące zapotrzebowanie na dwuoczne gogle noktowizyjne (NVG). „Są stosunkowo nowe. Przez ostatnie sześć miesięcy armia amerykańska znajdowała się pod poważną presją na producentów, aby byli gotowi na masową dostawę urządzeń dwuokularowych, siły lądowe muszą przejść z monokularu na lornetkę.
Lekka lornetka noktowizyjna (F5032), wydana przez firmę Harris pod koniec 2016 roku, jest lżejsza niż wszystkie poprzednie modele. Dzięki soczewkom z regulacją dioptrii znacznie zmniejsza zmęczenie oczu podczas długotrwałych zadań, co oznacza, że system może szybko dostosować się do wzroku operatora.
Harris obserwuje również zmianę dynamiki rynku, a coraz większą popularność zyskują systemy z białym luminoforem. Początkowo wydanie takich systemów było determinowane potrzebą sił specjalnych, ale teraz stało się ogólnym trendem. Firma nie ma większego zdania na temat zalet białego w porównaniu z zielonym luminoforem i odwrotnie, chociaż produkuje systemy z białym luminoforem w coraz większych ilościach. Jednak zielony luminofor jest dziś bardzo rozpowszechniony.
Dokumenty firmy wyjaśniają, że „biały luminofor tworzy czarno-biały obraz, który może wydawać się bardziej znajomy dla oka. W niektórych sytuacjach użytkownicy żądają lepszego kontrastu między obiektami oraz wyższej rozdzielczości obrazu na ekranie.оwiększe odległości”.
„Z drugiej strony, zielony luminofor wykorzystuje długości fal, które optymalizują postrzeganie przez mózg kontrastu i szczegółów sceny. Zieleń znajduje się w samym środku spektrum kolorów oka, umożliwiając użytkownikom lepszą identyfikację i interpretację otoczenia w nocy”.
Johnson wyjaśnił, że Harris koncentruje się głównie na technologii Image Enhancement (IBL), chociaż wykorzystuje technologię fuzji w swojej linii lornetek i-Aware TM-NVG Fusion (F6045), w której obrazy IU i termowizyjne (TPV) są łączone za pomocą nakładek optycznych . „Poprawiliśmy świadomość sytuacyjną, ponieważ operator może jednocześnie patrzeć na oba kanały. Na przykład dzięki mieszaniu obrazów możesz widzieć przez mgłę i inne przeszkody, na co LL nie pozwala. Ale dzięki UL możesz widzieć przez szkło, czego nie może zapewnić technologia termowizyjna. Dlatego ich połączenie zwiększa poziom świadomości sytuacyjnej operatora, co dzieje się wokół niego.
Dzięki temu rodzina lornetek F6045 zwiększa skuteczność bojową w misjach nocnych i dziennych, a także zapewnia transmisję wideo w czasie rzeczywistym na potrzeby taktycznego zwiadu. Lornetki te pozwalają użytkownikowi połączyć się z różnymi elementami szyku bojowego, aż do siedziby firmy.
Według Andrew Ovena z FLIR Surveillance, możliwości obrazowania termicznego gwałtownie wzrosły w ciągu ostatnich kilku lat, koncentrując się na wyższej rozdzielczości i mniejszym rozmiarze pikseli w formatach HD, przy zachowaniu prawie takich samych wymiarów fizycznych, jak czujniki o standardowej rozdzielczości. Ci ostatni również skorzystali na tym procesie, ponieważ mniejsze rozmiary pikseli mogą zmniejszyć rozmiar i koszt końcowy systemów. Wynik jest wyraźnie widoczny w nowoczesnych czujnikach podczerwieni krótkiego, średniego i dalekiego zasięgu.
FLIR produkuje linię celowników do nakładania obrazu, w tym zaawansowany celownik termowizyjny ThermoSight T75, celownik snajperski HISS-XLR (High-Performance Sniper Sight) oraz celownik ADUNS-S (Advanced Dual-Band Night Sight).
Rodzina niechłodzonych celowników termowizyjnych NOA firmy Meprolight zyskała popularność na rynku karabinów snajperskich dalekiego zasięgu.
Na celu
BAE Systems jest jednym z wiodących graczy w dziedzinie systemów obrazowania, w szczególności ze względu na współpracę z armią amerykańską. Dave Harrold, szef działu czujników i systemów celowniczych w firmie, za jeden z priorytetów uznał prace nad rozwojem technologii tzw. szybkiego wykrywania łańcuchów – szybkiego namierzania celu (RTA). Pomysł opiera się na bezprzewodowym interfejsie wideo między goglami a celownikiem, gdzie obraz o wysokiej rozdzielczości może być przesyłany do gogli noktowizyjnych i oglądany na wyświetlaczu o wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym. Eliminuje to zależność operatora od oświetlenia laserowego, które może zdradzić go wrogowi.
„Rozwój bezprzewodowej technologii RTA pozwala użytkownikom szybko lokalizować i namierzać cele z dowolnego miejsca bez zbliżania broni do oczu, co zwiększa bezpieczeństwo żołnierza, a jednocześnie jego wydajność podczas pracy na celu” – powiedział Harrold.
RTA jest stosowany w programie ENVG III / FVTS-I (Enhanced Night Vision Goggle III and Family of Weapon Sights - Individual) dla ulepszonych gogli noktowizyjnych oraz rodzinie celowników ENVG III / FVTS-I, w których BAE współpracuje z armia amerykańska. Systemy te łączą w sobie technologie UYA i TPV: pierwszy zapewnia kontrolę sytuacji, a drugi zwiększa dokładność celowania. Rodzina celowników do broni Family of Weapon Sights-Crew Served (FWS-CS) oferuje strzelcom maszynowym możliwość zwalczania celów z dużej odległości.
Według rzecznika firmy Thales, możliwości widzenia w nocy poprawiły się i „nie ograniczają się już do kilku szczęśliwych krajów”. Zwrócił uwagę na szereg nowych trendów, takich jak rozwój niechłodzonych systemów IR, które już produkują obrazy o wysokiej rozdzielczości. Jest przekonany, że za kilka lat Thales „zaoferuje linię obecnych urządzeń do wykrywania celów dalekiego zasięgu, ale ze wszystkimi zaletami urządzeń niechłodzonych: szybkim czasem rozruchu, bezgłośnością, obniżonym kosztem, wysoką niezawodnością”.
Izraelska firma Meprolight produkuje linię noktowizorów różnych typów - UYA, TPV i cyfrowych. Menedżer produktu Avi Katz powiedział, że rodzina niechłodzonych celowników NOA zyskała popularność na rynku karabinów snajperskich dalekiego zasięgu. Jednak systemy z UY są tańsze iw porównaniu z kamerami termowizyjnymi są częściej używane podczas pracy na obiektach na średnich odległościach.
„Kiedy wejdziesz na ścieżkę wzrostu kosztów, wojsko zaczyna używać produktów w zależności od swoich konkretnych potrzeb. Moim zdaniem wzmacniacze są używane częściej niż kamery termowizyjne, głównie ze względu na koszty”.
Meprolight zaprezentował NYX-2018 na Shot Show 200 w Las Vegas w styczniu. Ta luneta multispektralna łączy niechłodzoną kamerę termowizyjną i cyfrową kamerę dzień/noc, aby zwiększyć świadomość sytuacyjną dzięki technologii RTA we wszystkich poziomach oświetlenia i warunkach.
„Wymagania dzisiejszego pola bitwy wymagają od żołnierzy posiadania dużej ilości systemów, czujników i sprzętu” – powiedział rzecznik Meprolight. - Waga tego sprzętu i konieczność pracy z masą urządzeń zmniejszają skuteczność bojową i mogą niekorzystnie wpływać na poziom bezpieczeństwa żołnierza. Aby rozwiązać te problemy i poprawić osiągi współczesnego żołnierza, opracowaliśmy lunetę NYX-200.”
Równowaga sił
Charakterystyka kosztów, wagi, rozmiaru i zużycia energii (MGES) powinna być dostosowana do wymagań bojowych dla systemów żołnierza, gdzie kluczowymi wymaganiami są masa i żywotność baterii.
Harrold powiedział, że żołnierze są przytłoczeni koniecznością noszenia wielu baterii do zasilania swoich urządzeń. Potrzebują lekkich, małych, wysokiej jakości celowników, aby zmaksymalizować ich mobilność na ziemi. BAE ogranicza rozmiar i wagę do minimum dzięki technologii 12 µm. „Pozwala to na lżejsze i bardziej kompaktowe systemy. Nasze systemy zużywają również mniej energii w porównaniu z tradycyjnymi systemami chłodniczymi, co ostatecznie zmniejsza wagę, ponieważ potrzeba teraz mniejszej liczby akumulatorów”.
Harris uważa jednak, że trudno będzie wyprodukować system znacznie lżejszy niż jego binokular F5032 (ważący mniej niż 500 gramów) bez naruszenia integralności strukturalnej systemu. „Do pewnego stopnia znaleźliśmy złoty środek, jeśli pójdziesz ścieżką błyskawicy, stracisz siłę systemu” – powiedział Johnson. - Nasze produkty przechodzą szeroko zakrojony program testów zatwierdzony przez armię amerykańską. Nasze gogle i rurki muszą przejść bardzo rygorystyczne testy. Jeśli zaczniemy je rozjaśniać, zaczną się łamać”.
Pobór mocy podstawowych systemów z UC jest stosunkowo niski. Na przykład monokular Harris AN/PVS-14 może działać na jednej baterii AA przez ponad 24 godziny.
Producenci przewidują co najmniej kolejne 10-20 lat zapotrzebowania na systemy poprawy obrazu, które mogą oferować szereg zalet w porównaniu z technologiami termowizyjnymi.
Johnson wyjaśnił jednak, że sytuacja zmienia się wraz z rozwojem technologii. „Po dodaniu kamery termowizyjnej i rozszerzonej rzeczywistości dochodzi do większego zużycia energii w przypadku systemów fuzji obrazów. Wszystkie te technologie zużywają energię i tym samym przenoszą problem na użytkownika.” Harris pracuje nad wydłużeniem żywotności systemów montowanych na hełmie.
„Rozmiar, masa i energia są zawsze problemem, stale pracujemy w tym kierunku” – kontynuował Johnson. „Ale moim zdaniem nie zobaczymy okularów znacznie lżejszych niż te, nad którymi obecnie pracujemy, a to mniej niż 500 gramów”.
Podkreślił, że optymalizacja IMEP nie powinna odbywać się kosztem wysokiej wydajności, co jest mantrą, którą firma FLIR Surveillance wbudowała w swoje projekty. Dodał, że zmiany mające na celu zwiększenie rozdzielczości, zmniejszenie rozmiaru pikseli i rozszerzenie zakresu temperatur roboczych pomagają utrzymać tę równowagę i wydłużyć żywotność systemów. Postęp w tym zakresie związany jest głównie z zastosowaniem wieloelementowych fotodetektorów działających w zakresie średniej i długiej długości fali IR widma.
Włoska firma obronna Leonardo uważa, że pomimo korzyści płynących z używania nowych materiałów lub nowych typów baterii, istnieją pewne ograniczenia w ulepszaniu MGES, zwłaszcza w przypadku spełniania nowych żądań klientów dotyczących łączności sieciowej.
Pełna elektro-optyczna
Lampy wzmacniające obraz lub lampy wzmacniające obraz są kluczowym elementem noktowizorów. Według Photonisa systemy te ewoluowały w ostatnich latach na kilka sposobów.
Według przedstawiciela tej firmy, Marka Denesa, kluczowym czynnikiem są MGES. Nacisk na masę jest dziś szczególnie istotny, biorąc pod uwagę zwiększone zapotrzebowanie na lornetki, które są z natury cięższe niż monokulary. „MGEC jest bardzo ważny, ponieważ każdy gram spada na barki operatora” – powiedział Denes.
Photonis produkuje wzmacniacze obrazu o średnicy 16 mm, które zapewniają do 40% redukcję masy w porównaniu z lampami 18 mm i pozwalają producentom produktów końcowych na zmniejszenie masy ich systemów. Firma zmniejszyła również zużycie energii przez swoje telefony i poprawiła funkcję automatycznego bramkowania, co skutkuje dłuższą żywotnością baterii.
Photonis produkuje różne lampy wzmacniające obraz, w tym lampy XD-4 i XR5, a także lampę 4G, która została pokazana na Eurosatory 2014. Firma twierdzi, że standard wydajności dla lamp 4G poprawił zakresy wykrywania. Photonis wygrał kilka dużych projektów dotyczących technologii 4G, ponieważ ściśle współpracował ze społecznością operacji specjalnych i innymi operatorami wojskowymi w celu poprawy możliwości urządzenia, w tym szybszego automatycznego bramkowania oraz dłuższych odległości rozpoznawania i wykrywania identyfikacji.
Rurki te są dostarczane producentom do integracji z celownikami optycznymi, monokularami, lornetkami i innymi systemami poprawy obrazu. Firma pracuje obecnie nad dalszym zwiększeniem wydajności swoich telefonów 4G, a także opracowuje cyfrowe czujniki noktowizyjne, które integruje z systemami nakładek i celownikami, platformami lądowymi i morskimi.
Zalety połączenia kanału poprawy jasności obrazu i kanału podczerwieni są wyraźnie pokazane na rysunku. Po lewej tylko wzrost jasności, po prawej obraz z dużo większą szczegółowością dzięki modułowi termowizyjnemu
Obie są dobre
Według Denesa systemy termowizyjne stają się coraz bardziej popularne niż technologia UC, ponieważ ich koszt znacznie spadnie wraz ze wzrostem wielkości produkcji. Obie technologie mają różne cele i różne korzyści, w zależności od terenu, pogody i innych czynników. TPV był popularny w zadaniach wykrywania - i do pewnego stopnia rozpoznawaniu, ale systemy z NV są "nadal poszukiwane ze względu na lepszą identyfikację i świadomość sytuacyjną".
„Idealnie, żołnierze potrzebują obu technologii noktowizyjnych” – przyznał Denes. „Powinny być raczej postrzegane jako wzajemne przedłużenie niż zastępowanie jednego z drugim”.
Połączenie mogłoby zapewnić „najlepsze z obu światów”. Wysokowydajne lampy wzmacniające obraz nadal zapewniają lepszy obraz niż ich cyfrowe odpowiedniki, „ale to jak porównywanie okrągłych z miękkimi”.
„Systemy cyfrowe stają się popularne na platformach naziemnych i powietrznych”, dodał Denes, „ponieważ MGES nie są tutaj tak dużym problemem, jak w przypadku zdemontowanego personelu”. Oczekuje, że żołnierze będą nadal korzystać z technologii UY ze względu na jej możliwości, niską wagę i względną taniość.
Według Denesa rynki systemów cyfrowych i wzmacniaczy obrazu są po prostu inne. Photonis i jego wojskowi klienci uważają, że na wzmacniacze obrazu „będzie poszukiwany przez co najmniej kolejne 10 lat, w wyniku badań naukowych zostanie zrealizowanych wiele ulepszeń w wielu obszarach, od czułości po termowizyjne dopasowanie”.
Producenci odnotowują rosnące zapotrzebowanie na lornetki w przeciwieństwie do konfiguracji monokularowych, ale te urządzenia jeszcze nie „podciągnęły” swojego MHEH do wymaganego poziomu.
Szukam połączenia
Według Leonardo potrzeba ciągłej komunikacji na polu bitwy determinuje dostępność komponentów, które pozwalają uzyskać możliwości sieciowe. W przyszłości firma spodziewa się szerokiego wykorzystania technologii Wi-Fi, Bluetooth i GPS w komponentach optycznych, ściślej integrując je z łańcuchem kontroli operacyjnej.
Ręczne urządzenie rozpoznawcze i wyznaczające cele Linx firmy Linx jest oparte na chłodzonej matrycy i jest przeznaczone do obserwacji i wykrywania w każdych warunkach pogodowych. Urządzenie należy do systemów sieciocentrycznych, pozwalających użytkownikowi na wymianę obrazów i danych za pośrednictwem sieci.
FLIR uważa, że interoperacyjność zorientowana na klienta jest kluczową cechą zastosowań wojskowych. „Systemy żołnierskie mają obecnie zintegrowane tanie chipy komunikacyjne o niskim poborze mocy” – wyjaśnił rzecznik. „Dwustronna komunikacja zapewnia wsparcie zdalnym użytkownikom i zwiększa świadomość sytuacyjną, w tym informacje z pobliskich zasobów wywiadowczych”.
Według Johnsona systemy stają się coraz inteligentniejsze. Na przykład rozszerzona rzeczywistość integruje się z wyświetlaczami, dodając kolejną warstwę informacji dla żołnierza, podczas gdy technologia staje się coraz bardziej sieciowa. „Systemy noktowizyjne są częścią środowiska sieciowego żołnierza, dzieląc się tym, co widzą, tworząc wspólny obraz operacyjny, który jest przekazywany całej jednostce lub przesyłany na wyższy poziom”.
Rzecznik Thales zwrócił również uwagę na rosnący poziom cyfryzacji systemów, otwierający drzwi do rozszerzonej rzeczywistości. Oferta rynkowa firmy obejmuje noktowizor BONIE-DI/IRR I2, inteligentny system sieciowy, który łączy dwa rodzaje obrazów. System pozwala użytkownikom na wizualizację określonych danych, takich jak GPS, w rozszerzonej rzeczywistości, co zwiększa poziom świadomości i interakcji.
Poważnie rozważono potencjał całkowicie cyfrowych urządzeń noktowizyjnych, chociaż Johnson mówi, że technologia „nie jest jeszcze w pełni dojrzała. Wydaje mi się, że nie warto jeszcze czekać na jej pełny powrót. Harris prowadzi wiele badań w tej dziedzinie. Zanim cyfrowy czujnik założymy na głowę, potrzebujemy prawdziwego przełomu technologicznego. Analogowe przetworniki optyczne będą dominować na rynku noktowizorów przez następne 15-20 lat, dopóki nie pojawi się coś przełomowego, aby je zastąpić.”
Johnson potwierdził jednak, że możliwe jest wbudowanie niektórych elementów cyfrowych w systemy analogowe. „W naszym żołnierskim systemie F6045 wzięliśmy system analogowy i podłączyliśmy go do sieci, wprowadzając w ten sposób możliwości cyfrowe, ale nadal używamy analogowych wzmacniaczy obrazu, ponieważ w tej chwili nie ma nic lepszego. To sprawdzona i niezawodna technologia, która jeszcze nie zrezygnuje ze swoich pozycji.”
Pan Katz zgodził się, że cyfrowa technologia noktowizyjna jest w powijakach, ale spodziewa się, że w nadchodzących latach będzie się szybko rozwijać.
Harrold przewiduje również, że w końcu systemy NU staną się przestarzałe i zostaną całkowicie zastąpione przez systemy cyfrowe, które mogą aktualizować się za pomocą własnych algorytmów. Dodał, że branża prawdopodobnie „zwróci się w kierunku w pełni zintegrowanych bezprzewodowych systemów zasilania, które integrują przenośne zasilacze, celowniki i noktowizory, które mogą działać bez przerwy w dzień iw nocy”.
Leonardo oferuje podręczne urządzenie obserwacyjno-celownicze Linx, które oparte jest na chłodzonej matrycy. Sieciocentryczny instrument na każdą pogodę umożliwia użytkownikowi udostępnianie danych i obrazów w sieci
Ruch do przodu
Mając jasne zrozumienie innych segmentów rynku, Katz wierzy, że „nastąpi rewolucja w rozdzielczości systemów termowizyjnych”.
Firma FLIR spodziewa się, że większy nacisk zostanie położony na przetwarzanie obrazu i zarządzanie energią, aby zmniejszyć zależność od optyki o dłuższej ogniskowej dla większych odległości i zwiększyć prawdopodobieństwo identyfikacji celu. Uważają, że „przetwarzanie obrazu o niskim poborze mocy, które poprawia jakość obrazu w czasie rzeczywistym, może zwiększyć poziom pewności w identyfikacji obiektów i wykrywaniu zagrożeń”.
W ostatnich latach do standardowych systemów dodano wyrównanie histogramu, cyfrowe uwydatnianie szczegółów i stabilizację elektroniczną. „Proces ten będzie kontynuowany wraz z ewolucją algorytmów przetwarzania, co skutkuje mniejszym obciążeniem użytkowników oraz szybszym rozpoznawaniem i identyfikacją celów”.
Zastosowanie mikrowyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości w połączeniu z mniejszymi czujnikami pikseli, przetwarzaniem obrazu o niskim poborze mocy i komunikacją bezprzewodową usprawnia MEHH i promuje inteligencję, nadzór i możliwości wyznaczania celów.
Harrold powiedział, że w nadchodzących latach rzeczywistość rozszerzona „stanie się technologią o krytycznym znaczeniu dla tych systemów, zostanie zintegrowana z przyszłymi celownikami i goglami”. W urządzeniu noktowizyjnym, które pełni rolę głównego wyświetlacza żołnierza, rozszerzona rzeczywistość dostarczy mu ważnych informacji, a tym samym zwiększy jego skuteczność bojową.
Zapewni to szereg korzyści. Ogólny obraz operacyjny z rozszerzoną rzeczywistością pozwoli użytkownikom zwiększyć poziom odpowiedzialności za sytuację. Te informacje mogą pomóc w wielu zadaniach, takich jak uzyskiwanie dostępu do wideo z warkot, historia użycie urządzeń wybuchowych w okolicy, identyfikacja sił sojuszniczych i sojuszniczych, trójwymiarowa mapa obszaru itp., a także zapewnienie interfejsu dla wspólnych działań bojowych platform załogowych i niezamieszkanych.
Na podstawie materiałów z witryn:
www.policemag.com
www.recoilweb.com
www.harris.com
www.baesystems.pl
www.talesgroup.com/
www.flir.pl
www.leonardocompany.com
www.meprolight.pl
www.photonis.com
spec-naz.org
pinterest.com
www.shutterstock.com
informacja