ВОЕННЫЕ ТЕПЛОВИЗОРЫ

Тепловизор — это оптико-электронное устройство, позволяющее определять инфракрасное излучение, невидимое глазам человека. Еще в начале 19-го века некоторые ученые заметили существование невидимых лучей, способных «нагревать поверхность». Не сумев вовремя доказать их наличие, про эти «лучи» на время забыли, однако дальнейшие эксперименты показали правоту первооткрывателей, и уже к концу века появились первые болометры – приборы, фиксирующие энергию инфракрасных лучей.

Принцип работы тепловизора и где они используются

Принцип работы прибора построен на его способности идентификации очага температуры на более холодном фоне. В этом главное отличие тепловизора от прибора ночного видения — первый видит отличия между температурами объекта и его фона, второй просто усиливает отраженный от объекта свет. В этом же заключается широкое использование тепловизоров военными — его невозможно ослепить, он может работать при любом освещении, даже днем. Широкое распространение тепловизоры получили во многих областях деятельности человека – строительство, охрана, охота, медицина и другие.

Военный тепловизор с дальномером

Для повышения функциональности, в тепловизор может быть встроен дальномер – специальное устройство, позволяющее определить расстояние до определяемого объекта. Дальномеры, работающие с тепловизором, измеряющие тепло лазерным лучом, называются лазерными дальномерами.

Устройствами измерения расстояния стали снабжать бинокли с тепловизором, ведь встроенный дальномер позволяет достаточно точно определить расстояние до объекта, на удалении до 6 км.

Представляем тройку военных тепловизионных приборов от наиболее известных компаний.

1. Electrooptic Fortis Hybrid 3F54 Vario – гибридный тепловизионно-телевизионный бинокль, предназначенный для контроля за полем боя и обнаружения солдат противника ночью. Тепловизионный канал построен на матрице с разрешением 384 х 288 пикселей, кратностью х 4 (х 2,5). Прибор имеет дальность обнаружения человека на 1700 м.

1. Очки тепловизионные Fortuna General Binocular 19S3 – предназначены для отслеживания цели со свободными руками. Имеют целую линейку моделей с матрицами, разрешением от 384 х 288 до 640 х 480, позволяющими вести цель на расстоянии до 2400 м.

   

2. FLIR ThermoSight T70 – тепловизионный армейский прицел на матрице разрешением 640 х 512, кратностью х 2 (х 3,75). Прибор может быть установлен на все виды стрелкового оружия, имеющие соответствующее крепление.

Нужно отметить, что все приведенные военные тепловизоры снабжены встроенным лазерным дальномером.

Армейский тепловизор имеет ряд отличий от обычного

Широкое распространение в армиях мира получили приборы, совмещенные с прицелом. При применении тепловизора легко найти объект и определить расстояние для него – лазерный луч легко с этим справляется. Но вот точно прицелиться, а точнее, ввести поправку на расстояние будет сложно. Для обеспечения совместимости с прицелом, в тепловизоры вносят собственные прицельные сетки, в том числе – баллистические.

Еще одним способом прицеливания с тепловизором стало внесение в его меню пристрелочных профилей. В меню вносится несколько подобных профилей с набором расстояний. Стреляющему достаточно выбрать подходящий профиль и ввести расстояние – прибор сам установит необходимую прицельную сетку.

Технические характеристики

В состав тепловизора входит несколько элементов, и его технические характеристик зависят от характеристик этих частей. Прибор состоит из:

• корпус с элементами управления;
• объектив с крышкой и фокусировкой;
• матрица (сенсор);
• дисплей;
• встроенный компьютер;
• элементы памяти;
• система охлаждения сенсора (у высокочувствительных моделей).

Общей технической характеристикой прибора считается его пыле- и влагозащищенность по международному стандарту IP. При указании соответствия прибора этому стандарту, после букв проставляются две цифры: первая (защита от пыли и твердых тел), может быть от 0 до6, вторая (защита от воды) от 0 до 9. Степень защиты IP66 говорит о том, что прибор максимально защищен от пыли, и имеет 6 степень защиты от воды – попадание под дождь он «переживет», но погружать его в воду нельзя.

Характеристики матрицы сенсора

Матрица или сенсор прибора – устройство, созданное на базе миниатюрного болометра, изменяющего свое электрическое сопротивление под воздействием ИК-излучения. Именно эта деталь является в тепловизоре основной – они могут быть сделаны на одной основе из двух: на базе аморфного кремния (a-Si), или оксида ванадия (Vox). Первый вариант более дешевый, но не способен создать «картинку» с четким изображением. Применяется в недорогих вариантах тепловизоров, от которых не требуется четкая детализация и низкий уровень шумов. Вариант матрицы на базе оксида ванадия (Vox) дает картину с высокой четкостью, четкими границами объектов и высокой детализацией. Стоит отметить, что модели с (Vox)-матрицей имеют высокую цену.

Другие характеристики матрицы:

1. Разрешение – характеристика, аналогичная такому параметру у видеокамер, фотоаппаратов и других оптикоэлектронных приборов. Имеет три основных варианта исполнения – 384 х 288, 640 х 480, 1024 х 768.
2. Шаг матрицы – показатель означает расстояние в микронах между двумя соседними пикселями матрицы. Чем меньше шаг матрицы при одном разрешении, тем выше возможности прибора.
3. Температурный диапазон – показатель, учитывающий сферу применения тепловизора. Производители заявляют о двух температурных пределах приборов: для горячих объектов – 400-1000˚С, для более холодных – минус 20 — + 120˚С.
4. Термочувствительность – разница температур между двумя соседними точками картинки. Чем выше класс тепловизора, тем меньше этот показатель. Средний порог показателя – до 80 мК (милликельвин), высокий – до 60 мК, максимальный – до 30 мК.
5. Дальность определения – расстояние, на котором данный прибор может зафиксировать излучение. Гражданские недорогие модели ограничены 100-200 метров, профессиональные «видят» до 1000 м., для военного тепловизора расстояние может быть 12000+ м.

Здесь нужно отметить, что в России существуют законодательные ограничения на разрешение матриц тепловизоров для гражданского использования – максимум 640х480. Для покупки моделей с более высоким разрешением нужно получать специальную лицензию от властей.

Параметры объектива

К параметрам объектива тепловизора относят три основные характеристики – диаметр в мм., кратность и зум (приближение). Чем выше эти показатели, тем больше расстояние, на котором «картинка» будет показывать реальные размеры объекта, и его изображение не будет расплываться. Цифровой зум тепловизоров имеет границы х2-х8, а кратность зависит от класса прибора, и варьируется от х1 до х20.

Характеристики видимого изображения

К этому разделу относят частоту обновления картинки и угол обзора. Частота обновления – параметр определяет, с какой скоростью меняется изображение на экране прибора. Границы частоты устанавливают в пределах от 7,5 до 60 Гц.

Угол обзора – параметр, определяющий поле зрения прибора. Это участок пространства, видимый в видоискателе или на экране тепловизора. Для контрольных и наблюдательных функций рекомендуется угол в 45˚, для стрельбы — 24˚.

Дальность военного тепловизора

Дальность «зрения» военного тепловизора определяется параметрами дальномера, который встроен в прибор или присоединен к нему. Параметр разделят на два показателя – обнаружение и распознавание. Оба значения зависят от размеров искомого объекта, и первое может быть в 3-3,5 раза большего второго. Например, для тактического тепловизионного бинокля с дальномером, расстояние обнаружения танка составит 12 км., а распознавания – 4 км. Человека этот прибор обнаружит с 10 км., распознает – с 3 км.

Основные производители военных тепловизионных прицелов

Представлены три иностранных производителя армейских прицелов с тепловизорами по государствам.

1. Raytheon – для армии США компания, в содружестве с двумя другими, производит семейство тепловизионных прицелов AN/PAS-13(V1). Прицел создан на базе матрицы типа Vox, с разрешением 640х480, зумом х2 и кратностью х4. Прибор позволяет обнаружить человека на расстоянии 1100 м., в хорошую погоду, с гарантией 90%. Устанавливается на карабин М4, винтовку М16, подствольный гранатомет М203 и установку ПТРК М136.
2. Pyser SGI – британская компания, заявившая в 2013 году, о разработке самого легкого и миниатюрного прицела с тепловизором марки PNP-MTHDS, предназначенного для установки на стрелковое вооружение калибром до 7,62 х 51. Матрица типа Vox с разрешением 640 х 480, зумом х4 и кратностью х2.
3. SAGEM – фирма-производитель военной оптики из Франции. Основная модель компании Sword-T/D, созданная на матрице Vox, с разрешением 384 х 288, способна обнаружить человека на расстоянии до 2 км, с распознаванием до 0,7 км. Характеризуется большим весом (с питанием весит 1,5 кг), и внушительными габаритами.

В рейтинг не вошла польская компания РСО, которая выпускает тепловизионный прицел SCT Rubin. Прибор отличается тем, что имеет выносной дисплей, располагающийся на шлеме солдата, позволяющий ему вести огонь из-за укрытия.

Военные тепловизоры России

Несмотря на кажущееся технологическое отставание России от других развитых стран мира, в РФ есть компании, производящие высококачественные армейские тепловизионные прицелы и приборы. Представляем три из них:

1. Legat PRO 54 – прицел, созданный на собственной матрице Vox с разрешением 640 х 480, и шагом 17 микрон. Прибор способен обнаружить человека на расстоянии до 1800 м., и распознать его с 860 м. Максимальная дальность наблюдения – 3150 м.
2. Infratech 2ИТ-615В «Протей» – прицел с матрицей 384 х 288, шагом 17 мкрн. Способен обнаружить человека на расстоянии в 1700 м., а распознать за 800 м. Максимальная дистанция наблюдения – 3340 м. Прибор имеет ограничение по дульной энергии применяемого оружия – 6000 Дж., что позволяет говорить о возможности установки прицела на крупнокалиберное оружие.
3. Dedal Venator – прицел на матрице 384 х 288, шагом 17, и диаметром объектива 50 мм. Прибор обнаружит человека на расстоянии 1800 м., с распознаванием на 700 м. Имеет ограничение дульной энергии – 6000 Дж. Модель содержит встроенный баллистический калькулятор.

Все перечисленные прицелы имеют встроенное питание от 2-х до 4-х элементов типа CR123А, либо 18650.

Производители военных тепловизоров в США

В Америке существует несколько компаний, занимающихся производством тепловизионных систем, а также комплектующих к ним. Представляем тир наиболее известные компании:

1. DRS Technologies, Inc. – основанный в 1968 году, крупнейший оборонный подрядчик в США. В 2008 был куплен итальянской компанией Leonardo S.p.a., и получил новое название Leonardo DRS. В 2022 году объединил свои акции с израильской компанией RADA Electronic Industries.
2. Nivisys Taws – прицел с сенсором разрешением 640 х 480, шагом 12 мкрн., и объективом 30 мм. Прибор обнаружит человека на 1700 м., а распознает – с 850 м. Прицел может снабжаться лазерным целеуказателем.
3. Raytheon AN/PAS-13. Прицел из известной американской линейки моделей, созданный на базе матрицы типа Vox, с разрешением 320 х 240, зумом х1,5 и кратностью х2. Прибор позволяет обнаружить человека на расстоянии 1100 м., в хорошую погоду, с гарантией 100%.

Как стать незаметным для тепловизионного прицела как спрятаться от тепловизора

Мощные армейские тепловизоры, особенно на небольшом расстоянии, способны «увидеть» даже небольшой источник тепла. Сравнивая его с холодным окружающим фоном, тепловизор увидит человека, даже одетого в плотную теплую одежду. Причина заключается в том, что одежда, надетая на человеческое тело, излучающее 36,6 градусов тепла, со временем нагреется, и будет также излучать ИК-лучи.

Спрятаться от тепловизора можно за плотными теплонепроницаемыми материалами – землянка, окоп или траншея, ж\б плита, толстое железо.

Особенности работы военного тепловизора на шлеме

Устройство, установленное на шлем, позволяет бойцу не только освободить руки, но и пользоваться им в любой момент, не затрачивая время на его установку и регулировку. Большинство тепловизоров, рассчитываемых на установку на шлем, имеют в комплекте специальное крепление, позволяющее один раз выставить и настроить прибор, а затем просто откинуть его вверх или в сторону одним движением.

Большинство нашлемных тепловизоров устанавливаются так, чтобы экран или дисплей прибора находился напротив глаз бойца, держа перед ним «картинку» в режиме реального времени.

Тепловизор в виде очков

Тепловизионные очки, установленные на шлеме, являются одним из самых распространенных нашлемных устройств. Их крепление сделано так, что оно позволяет в любой момент поднять или опустить прибор на глаза. Руки бойца, в это время остаются свободными. Матрицы, установленные в такие очки, обладают большим разрешением и высокой кратностью.

Сколько стоят военные тепловизоры?

В зависимости от типа, модели, предназначения и исполнения, тепловизор можно купить в ценовом диапазоне от 20 тысяч до 10 млн. рублей.

Оставьте комментарии, примите участие в опросе.

Если Вы знаете дополнительную информацию о лидарах, поделитесь с нами и нашими читателями в комментариях. Примите участие в опросе.

Возможно, Вам будут интересны статьи о дронах