Køretøjsmonterede nattesynssystemer har eksisteret i årevis og er nu almindelige, men der er betydelige ændringer forude på dette marked.
For eksempel er der en stigende efterspørgsel efter natkameraer med højere opløsning. En talsmand for det franske infrarøde modtagerfirma Sofradir sagde, at dette kunne opnås ved at øge antallet af pixels og reducere pixelhøjden, samtidig med at matrixstørrelsen bevares for at give enhedens lave vægt og strømforbrugskarakteristika.
“Ved at reducere pixelhøjden øger du detektorens følsomhed, for efterhånden som pixelhøjden falder, har hver pixel en lavere signalstyrke, og dermed øger vi enhedens følsomhed. I nuværende generationskameraer er standarden VGA 640x512, men i dag går tendensen mod SVGA 1280x1024 i trin på 12 mikron, f.eks. Systemer vil bevæge sig i denne retning, og det sker nu,”
- forklarede han.
For at disse kameraer skal fungere bedst, skal de stabiliseres ordentligt, da pansrede køretøjer kører i ulendt terræn med meget vanskeligt terræn. Ifølge en repræsentant for Controp Precision Technologies, hvis systemet ikke er stabiliseret godt nok, "vil billedet være af uacceptabel kvalitet, og enhedens rækkevidde reduceres drastisk."
En talsmand for Sofradir sagde:
”I de senere år har vi set betydningen af vægt, størrelse og strømforbrug vokser støt, hvilket afspejler efterspørgslen efter små, lette systemer med forbedrede muligheder, f.eks. Vores SIGHT -systemer. Der er flere typer kameraer: uafkølede termokameraer, som giver nærbillede og normalt ikke er stabiliseret, og afkølede termokameraer, som normalt er stabiliseret, er af et højere niveau og naturligvis dyrere."
Fremhævning af problemer
Traditionelt er nattesynssystemer blevet brugt til to hovedformål. For det første tillader førers nattesyn-enheder ham at øge kontrolniveauet for miljøet omkring bilen for sikker og problemfri manøvrering. For det andet er der synssystemer, der bruges af skytter til at identificere og sigte mod potentielle mål.
Infrarøde systemer til chauffører og øget situationsfornemmelse er typisk uafkølede termiske billedkameraer, der har et bredere synsfelt på nært hold for at have så meget synsfelt som muligt, mens scopes er for skydere, især for store kalibervåben, f.eks., 120 mm tankpistoler, udstyret med afkølede langdistancekameraer. Sidstnævnte har et snævrere synsfelt til fokusering på et specifikt mål.
Termiske kameraer er de mest almindelige i moderne hære, da de er mere avancerede end kameraer med billedforstærkning (billedforstærker), der fungerer i trin på mindre end 1 mikron, og for at fungere kræver de aktiv udsendelse af lys i det nær infrarøde område spektrum for at se i mørket. I dette tilfælde kan lyset fra den infrarøde belysning, der er usynlig for det blotte øje, detekteres af fjendtlige enheder, hvilket kan have alvorlige konsekvenser.
Ifølge Colin Horner fra Leonardo er billedforstærkerkameraer altid et problem i lokalsamfund, der har tendens til at blive belyst.
“Disse sensorer har en tendens til at fordreje og sløre det billede, der er beregnet til kommandanten og chaufføren. Selvom billedforbedringsteknologien forbedres og er det foretrukne valg for køretøjer uden kamp, er ulempen, at sådanne kameraer stadig har behov for baggrundsbelysning.”
”Selv om de virkelig kan fungere i minimalt lys, for eksempel i månens eller stjerners lys, i fuldstændigt mørke, vil kameraer med billedforstærkerrør simpelthen ikke fungere. For at forbedre situationsbevidstheden bruger operatører infrarøde lys til lokalt at belyse området omkring maskinen og stole på naturligt lys."
- forklarede Horner.
Han tilføjede, at der er andre problemer med billedforstærkerkameraer i biler udstyret med skudsikkert glas, da de påvirker førerens opfattelse af afstand negativt. Derfor foretrækker moderne hære at bruge passive infrarøde systemer.
Derudover er der en tendens til at øge nattesynskapaciteten for køretøjer i andre kategorier, for hvilke det er nødvendigt at installere de samme systemer på dem som på kampplatforme. "Dette vil virkelig øge ejerskab og sikkerhed."
”Som regel var større pansrede kampbiler udstyret med passive (ikke-belyste) infrarøde systemer med meget høj ydeevne, men de fungerer ikke i kolonner af sig selv. De understøttes af andre køretøjer, f.eks. Persontransportere, ambulancer og ingeniørkøretøjer, men disse køretøjer har den ulempe, at de ikke har de samme nattesynsevner som kampbiler og derfor ikke kan arbejde under de samme forhold. Så nu ser vi en tendens til at udstyre støttekøretøjer med nattesynssystemer, der ikke er værre end på kampplatforme, hvilket resulterer i, at de kan arbejde side om side uden yderligere risiko."
En anden tendens er at tilføje flere kameraer til maskiner for at få et fuldstændigt helhedsbillede. Tidligere var militæret kun optaget af at give føreren nattesyn til kun at køre. Med et stort antal kameraer, der giver 360 ° synlighed, kan trusler ses fra alle retninger, og vigtigere for sikkerheden er der udsigt til siderne og bagsiden, derfor øges sikkerheden ved driften i byområder.
Leonardo tilbyder DNVS 4-kameraet, som giver dig mulighed for at få et allround-udsyn på afstande på 20-30 meter. Horner sagde, at systemet også er udstyret med et farvekamera i dagtimerne til at kombinere de to teknologier i en løsning og dermed reducere vægt, størrelse og strømforbrug. Han tilføjede, at der også er et skift fra analog til digital åben arkitektur. "Det betyder, at vi digitaliserer kamerasignalet og viser det digitalt på skærmen, hvilket i høj grad forbedrer billedklarheden og eliminerer enhver interferens fra selve maskinen."
Billede i tal
Udviklingen inden for digital teknologi gør det muligt for operatører at bruge multifunktionelle skærme med kort, våbenstatus og oplysninger om vedligeholdelse af køretøjer samt se flere billeder på samme tid, f.eks. Fremad, side og bagud. Dette er meget mere alsidigt end at bruge et dæmpet kamera eller et analogt system, der giver dig mulighed for kun at se et kamera og kun en skærm.
De fleste overvågningskameraer er af den uafkølede type og har ligesom det menneskelige øje et stort synsfelt på omkring 50 °, og nogle nærmer sig 90 °. Jorgen Lundberg fra FLIR Systems sagde, at andre kameraer derfor skal installeres i forskellige konfigurationer for at opnå fuld 360 ° dækning. Nogle ordninger giver mulighed for placering af flere kameraer med et synsfelt på 55 °, mens andre ordninger muliggør installation af fire kameraer ved 90 ° eller endda kun to kameraer ved 180 ° for at skabe et panorama. Først og fremmest er dette nødvendigt, så bilen frit kan manøvrere uden forlygterne tændt under nattræning og kampoperationer, da føreren har fuld kontrol over miljøet.
"Det hele er rettet mod at give føreren eller besætningen viden om, hvad der sker i nærheden af bilen på omkring 20-100 meter og ikke længere, da teknologien i dag ikke kan levere billeder i høj opløsning på lange afstande," sagde Lundberg.”Selvom besætningen på bilen helt sikkert vil have et HD-billede af hele omkredsen til deres rådighed, er der en balance mellem nutidens teknologi og dagens budget. Der er også begrænsninger på antallet og funktionaliteten af besætningsskærme inde i køretøjet.”
For eksempel er det udfordrende at præsentere store mængder af tilgængelige sensoriske oplysninger. For ikke at blande alt i en bunke, skal besætningsmedlemmer, f.eks. Chaufføren, kommandanten og skytten, have adgang til skærme, der viser specifikke oplysninger beregnet til hver af dem for ikke at forstyrre andre brugere. Landingsfesten kan også have en skærm bag på køretøjet, som viser oplysninger om miljøet, før den tages af. Kommandanten kan have en skærm som andre besætningsmedlemmer, men med mere funktionalitet, for eksempel med evnen til at vise beslutninger om kampkontrol og oplysninger om våben.
Mange forskellige sensorer er allerede installeret i pansrede køretøjer, og nattesynssystemer skal finde et sted for sig selv i dette begrænsede rum. Lidt plads er tilgængelig i maskinen til at rumme flere skærme, og derfor er det udfordrende at distribuere information fra sensorer og kameraer i hele maskinen.
Nattesynssystemer til hovedkanonerne i AFV er placeret side om side eller integreret i skytterens syn, som normalt er installeret i køretøjet ved siden af pistolen. Bevæbningen kan være en stor kaliber 120 mm tankkanon, mellemkaliberkanoner (20 mm 30 mm eller 40 mm) eller endda maskingeværer på 7, 62 mm eller 12, 7 mm kaliber i et fjernstyret våbenmodul (DUMV). Våbenobservationssystemer omfatter hovedsageligt afkølede termiske billeddannelsessystemer og er derfor i stand til at operere i områder over 10 km.
Lundberg sagde, at kanonens dag- og natteværdigheder er på linje med pistolens akse, det vil sige, at han vil se, hvor pistolen er rettet og ikke se i andre retninger.
”Rækkevidden af dette syn skal svare til pistolens rækkevidde, og pistolen har en temmelig lang rækkevidde. Derfor har han et ret smalt synsfelt, det er som at se gennem et sugerør … men her skal pilen se og skyde."
Bliv kold?
Ikke -afkølede infrarøde kameraer bruger mikrobolometerteknologi, som i det væsentlige er en lille modstand med et silikoneelement, der reagerer på varmestråling. Ændringer i temperatur bestemmes af intensiteten af fotons emission. Mikrobolometeret registrerer dette og konverterer målingerne til et elektrisk signal, som igen kan konverteres til et billede.
Ukølede sensorer fungerer som regel i LW1R-området (7-14 mikron), det vil sige, at de kan "se" gennem røg, tåge og støv, hvilket er vigtigt på slagmarken og i andre situationer.
Afkølede enheder bruger et kryogent kølesystem til at holde detektoren ved -200 ° C, hvilket gør den mere følsom over for selv mindre temperaturændringer. Detektorer af sådanne enheder kan nøjagtigt omdanne selv et enkelt foton hit til et elektrisk signal, mens uafkølede systemer har brug for flere fotoner for at foretage målinger. Således har afkølede sensorer en lang rækkevidde, hvilket forbedrer processen med at fange og neutralisere mål.
Men kølesystemer har også deres ulemper, designkompleksiteten medfører høje omkostninger og behovet for regelmæssig og teknisk kompleks vedligeholdelse. Ikke -afkølede sensorer er billigere, lettere at vedligeholde og længere levetid, fordi de ikke bruger kryogen teknologi, har færre bevægelige dele og ikke kræver kompleks vakuumforsegling. Hvilken type system der skal vælges, som altid, er op til brugeren, baseret på de opgaver, han løser.
Valg af bølge
Afkølede skytteromfang bruger nær [langbølge] infrarøde (LW1R) detektorer. Fordi dette tillader nattesyn-systemer at gennemskue røg og derfor har færre kamprelaterede problemer. Ukølede systemer bruger også sådanne detektorer, da mikrobolometre (termosensitive elementer) er følsomme ved denne bølgelængde, men dette begynder nu at ændre sig. "Historisk set har LWIR altid været at foretrække på grund af bedre røgindtrængning end MWIR-detektorer, der opererer i midten [mid-wave] infrarød," sagde Horner.
”For ti år siden var dette sandt, men test og demonstrationer har vist og bevist, at der ikke er stor forskel mellem LWIR og MWIR på slagmarken i dag. MWIRs følsomhed og kapacitet er forbedret betydeligt i løbet af de sidste 10 år, og i dag tilbyder MWIR -kameraer stadig overlegen ydeevne og røgindtrængning. Dette får folk til at foretrække MWIR frem for LWIR -detektorer."
Horner tilføjede:
“Fordelen ved MWIR -detektorer er, at de også har bedre permeabilitet gennem fugtig luft sammenlignet med LWIR -type detektorer, det vil sige, når du vil implementere i kystområder, især i varme klimaer, så får du bedre ydeevne ved hjælp af MWIR. Ikke LWIR. Det vil være en kompromisløsning for bilen."
Imidlertid understregede en talsmand for det franske firma Sofradir, at den langt [korte bølge] infrarøde region af spektret (SWIR) også har sin anvendelse.
”Der er to forskellige anvendelser til SWIR. For det første kan detektorer af denne type være en ekstra løsning i de tilfælde, hvor du skal kigge gennem røg og støv af forskellig densitet og oprindelse og endda (i nogle tilfælde) tåge. Afhængigt af atmosfæriske forhold kan SWIR levere en stor tilsyneladende afstand. For det andet kan du med SWIR -detektoren se laserafstandsmålere, der arbejder ved målbetegnelse ved bølgelængder på 1,6 mikron eller 1,5 mikron. Det bruges derefter som en advarsel om, at dit køretøj er under overvågning. Du kan også se kanonblink, hvilket betyder, at SWIR bruges til at forbedre situationsbevidstheden og beskytte terrængående køretøjer."
En talsmand for BAE Systems sagde:
”Generelt giver LWIR den bedste ydeevne i al slags vejr og andre udendørs forhold, mens MWIR og SWIR giver den bedste kontrast. SWIR -billedet har den ekstra fordel, at det ligner det, vi ser med det blotte øje. Denne vigtige fordel øger sandsynligheden for korrekt genkendelse, hvilket igen hjælper med at reducere sandsynligheden for hændelser med venlig ild."
Behovet for mere
Den hyppigere installation af DUMV på pansrede køretøjer har indflydelse på markedet for natkameraer. Hovedpistolens seværdigheder er integreret i platformen, og derfor kan hverken pistolen eller seværdighederne ændre sig for ofte. Tilføjelse af ny DUMV på modulbasis giver dig mulighed for at skifte omfang oftere.
I de sidste fem til ti år var standardvåben installeret på DUMV i de fleste tilfælde enten et 7,62 mm maskingevær eller et 12,7 mm maskingevær, så seværdighederne var som regel uafkølede for at matche den korte rækkevidde på disse våben. (1-1, 5 km), og dette bestemte igen deres lidt bredere synsfelt end seværdighederne i store kaliberkanoner.
Lundberg bemærkede imidlertid, at situationen ændrer sig:
"I øjeblikket er der en voksende tendens, der bestemmer installationen af våben af en større kaliber (ca. 25-30 mm), hvorfra det er muligt at sigte og lede præcis ild på lange afstande, og dette bestemmer efterspørgslen efter seværdigheder til DUMV med en længere rækkevidde. Mens branchen tidligere leverede uafkølede scopes til 99% af DUMV, skifter fokus i dag til mere funktionelle uafkølede og afkølede scopes, der kan levere ultrakarpe billeder. Dette gør det muligt at se lidt længere og direkte våben af en større kaliber til målet på lange afstande på 1, 5-2, 5 km, det vil sige uden for fjendens ødelæggelsesmidler."
Og endelig vil kommandørerne have endnu bedre kontrol over situationen, se længere end kanonbrande, og derfor var der behov for at installere natteværdier med en længere rækkevidde på DUMV.
Udviklingen af nattesynssystemer bestemmes ikke kun af det øgede område, men også af behovet for at forenkle betjeningen. Et forældet termisk billedkamera eller et mindre avanceret infrarødt kamera kræver meget arbejde, da du skal trykke på knapper og dreje knapper mange gange for at få et anstændigt billede, mens et nyt avanceret kamera øjeblikkeligt kan levere et billede af højere kvalitet til et målsystem med minimal brugerindgriben. En talsmand for Controp sagde: "Når de fleste af elementerne er automatiseret, kan operatøren fokusere på selve opgaven og ikke blive distraheret ved at arbejde med observationssystemet."
Slagmarkens fordel ved nattesynssystemer bliver stadig mere tydelig. Det gør det ved at udnytte de teknologiske fordele ved et forbedret kamera i høj opløsning, bruge den rigtige type systemer til specifikke opgaver og integrere flere overvågningskameraer i en digital arkitektur, der kan understøtte flere sensorer og give hvert besætningsmedlem data de har brug for. Hver for sig medfører disse forbedringer ikke radikale ændringer, men tilsammen kan de give en fordel i kamp.
Horner sagde, at digital arkitektur er en langsigtet løsning.
”Hvis du implementerer digital arkitektur helt fra begyndelsen, så kan du have 360-graders kontrol, du kan nemt integrere fremtidige teknologier, elektroniske krigsførelsessystemer, aktiv beskyttelse og langdistanceovervågnings- og rekognoseringssystemer. Så kan du roligt gå videre og proppe bilen med yderligere avancerede teknologier."
Lundberg tilføjede:
”Spredningen af nattesyn og termiske billeddannelsessystemer foregår i et hidtil uset tempo. Militæret i Vesten mener, at fjenden kun vil have passiv infrarød teknologi. Takket være den hurtige udvikling af innovative teknologier og eksportkontrolregler har moderne vestlige hære en klar fordel. Pointen er naturligvis ikke i individuelle termiske billeddannere og andre nattesynanordninger, men i hele pansret køretøj. Hvis du har et omfang på DUMV, så er fordelen, at du kan sigte, skyde og præcist ramme et par sekunder før din modstander. I denne begivenhedssekvens bidrager nattsynssystemer bestemt til sejren over modstanderen."
