Dispositivos de visión nocturna para vehículos blindados…

Los tres tipos de dispositivos de visión nocturna especializados forman un único complejo de instrumentos de visión nocturna, que se complementan mutuamente en sus parámetros y características. En particular, los dispositivos de visión nocturna para la conducción tienen un aumento de 1x y un ángulo de campo de visión máximo en comparación con otros dispositivos de visión nocturna para vehículos blindados: 40 – 500. Esto es necesario para una conducción eficaz de un vehículo blindado por la noche. Al mismo tiempo, el radio de acción de los dispositivos de visión nocturna es relativamente pequeño. En una noche clara y estrellada con un nivel de iluminación nocturna natural E = 3×10-3 lux, el alcance de reconocimiento de una figura humana sobre un fondo de otoño-verano es de 200 m [3].

El comandante del vehículo blindado debe dirigir las acciones de la tripulación. En este sentido, el NVG del comandante también tiene un mayor radio de acción con un campo de visión bastante amplio, aunque menor que el del NVD de conducción. Dado que los requisitos para un rango operativo significativo y un ángulo de campo de visión amplio se contradicen, generalmente se llega a una solución de compromiso: en las condiciones anteriores, el rango de reconocimiento del vehículo es de 600 a 800 m con un ángulo de campo de visión de 10 a 150 y con un aumento de 5 — 6x.

El NVG del artillero debe proporcionar el máximo alcance de reconocimiento posible y garantizar disparar a un objetivo a este alcance. En este sentido, el alcance de reconocimiento del vehículo en las condiciones anteriores para los dispositivos de visión nocturna del artillero es de 1200 – 2000 m con un ángulo de campo de visión de 6 – 80 y con un aumento de 10 – 12x.

Muy a menudo, los NVG del comandante y del artillero se combinan: además del canal nocturno basado en el tubo intensificador de imagen, contienen un canal diurno de observación y puntería. Por lo general, en el NVG del artillero, el canal diurno contiene un telémetro láser.

Los tres tipos de NVG son pasivo-activos. Su modo de funcionamiento principal es pasivo (sin retroiluminación). Sin embargo, en noches muy oscuras, los dispositivos de visión nocturna pueden funcionar en modo activo con iluminación mediante radiación infrarroja (IR) de focos. Estos últimos pueden ser dispositivos multifuncionales. Esto significa que se utilizan no solo para iluminación IR, sino también para trabajar con luz blanca, incluso con el fin de crear una potente interferencia luminosa en los medios ópticos y optoelectrónicos enemigos.

Los NVG basados ​​en tubos intensificadores de imagen son los dispositivos más baratos, sencillos y fiables. Sin embargo, en las últimas décadas también han aparecido dispositivos de televisión (TV). Sobre esta base, se crean canales de televisión diurnos y nocturnos: NTVS. Inicialmente, los NTTV se construyeron sobre la base de tubos intensificadores de imagen acoplados a supersilicio. Actualmente, los canales de televisión diurnos utilizan cámaras de televisión basadas en matrices CCD en color o en blanco y negro. NTTV utiliza convertidores de imagen híbridos-modulares (tubo intensificador + matriz CCD en blanco y negro) [4]. Los canales de televisión tienen una serie de ventajas frente a los canales ópticos diurnos y, en consecuencia, a los canales nocturnos basados ​​en tubos intensificadores de imagen:

— transmisión remota de imágenes;
— supresión más eficaz de las interferencias luminosas;
— la posibilidad de duplicar la imagen en varios monitores de televisión para cada miembro de la tripulación del vehículo blindado o para un observador-operador fuera del mismo;
— procesar la imagen en tiempo real, mezclarla con una imagen térmica y cambiar la ampliación electrónica tanto para la imagen completa como para sus fragmentos individuales;
— enfoque automático de la lente y ajuste del brillo de la imagen en un amplio rango;
— conveniencia de ingresar diversa información digital, simbólica y alfabética en un canal electrónico con su posterior actualización inmediata;
— facilidad de conexión con canales de vigilancia por radar con imágenes térmicas.

Sin embargo, los sistemas de TV también tienen ciertas desventajas:

&# 8212; mayor costo en comparación con los canales diurnos y nocturnos basados ​​en tubos intensificadores de imagen, respectivamente;
— reducción de la calidad de la imagen en comparación con los canales especificados.

En este sentido, lo más habitual es utilizar una combinación de un canal óptico de luz diurna con un canal basado en un tubo intensificador de imagen. En los casos en que se utiliza un canal de televisión diurno, a menudo se utiliza un canal óptico diurno de respaldo.

En todos estos canales, la posibilidad de observar y apuntar se reduce drásticamente cuando se deteriora la transparencia de la atmósfera (neblina, niebla, lluvia, nevadas, etc.) y cuando se exponen a interferencias luminosas intensas (radiación de focos IR, faros, destellos de explosiones, disparos, radiaciones de trazadores, llamas, etc.). En este sentido, aparecieron los AI NVG [5]. Garantizan el rendimiento en condiciones específicas. Además, permiten medir la distancia al objeto de observación con gran precisión, proporcionar visión de objetos de bajo contraste y su detección por deslumbramiento mediante los medios ópticos y optoelectrónicos de estos objetos. La desventaja de los AI NVD es su campo de visión limitado cuando funcionan en modo AI y la imposibilidad de buscar en este modo. Por lo tanto, el uso de AI NVG es más apropiado como parte de un complejo de instrumentos que contiene un canal adicional de búsqueda y detección.

Todos los dispositivos considerados forman parte del sistema de control de incendios de un vehículo blindado. Este sistema incluye varios sensores (velocidad y dirección del viento, temperatura, presión, velocidad del vehículo blindado, sus coordenadas, etc.), así como un ordenador de a bordo que, en base a las lecturas de estos sensores, señala sobre la distancia al objeto de observación recibido del telémetro láser, los datos sobre el tipo de munición seleccionado preparan automáticamente los datos iniciales para disparar. El artillero sólo puede mantener la marca de apuntar sobre el objetivo observado y abrir fuego. Sin embargo, la consideración de dichos sistemas está más allá del alcance de este artículo.

Veamos ciertos tipos de dispositivos de visión nocturna para vehículos blindados. Los parámetros de los dispositivos de visión nocturna de conducción típicos se presentan en la tabla. 1. Todos los dispositivos son periscopio, al igual que otros NVG para vehículos blindados basados ​​en tubos intensificadores de imagen. Dependiendo del tipo de vehículo blindado, el periscopio puede tener un tamaño de 170-220 mm. La conducción de NVG se puede realizar según el esquema bino y biocular. El esquema binocular se utiliza con menos frecuencia. Prevé la presencia de dos canales nocturnos idénticos y una posición rígida de la cara del conductor en relación con los oculares. El diseño biocular prevé una lupa de gran diámetro, que permite observar la imagen simultáneamente con ambos ojos. Esta solución permite al conductor posicionarse más libremente en relación con el dispositivo.

Tabla 1. Parámetros básicos de los dispositivos de conducción nocturna para vehículos blindados (según los folletos de la empresa)

Algunos dispositivos de visión nocturna para la conducción son una combinación de canales diurnos y nocturnos. Por ejemplo, el modelo TVK-1 (PO State Unitary Enterprise “Refinery”, Federación de Rusia) tiene dos canales con aumento de 1x. En este caso, el ángulo del campo de visión del canal nocturno es 22,5×27,50, el canal nocturno es 11×310. El dispositivo también contiene un dispositivo de visualización de prisma con un ángulo de campo de visión de 38×1200.

El enfoque NVD oscila entre 4 y 15 ma ?. El ajuste de dioptrías se puede realizar dentro de ± 3 dioptrías, (-6) – (+2) dioptrías, o permanecer sin ajuste dentro de (-1) – (±0,5). Los dispositivos permiten conducir vehículos blindados de noche a velocidades de hasta 40 km/h. La resolución de los NVD suele ser de 1,2 a 1,3 mrad. Algunos NVD permiten visibilidad en azimut que oscila entre ±200 y ±450. En la figura 1 se muestra un diagrama de conducción NVD típico. 1, la apariencia de algunos dispositivos de visión nocturna para la conducción se muestra en la foto 2.

Fig. 1. Esquema típico de conducción de NVD

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Foto 2. Aspecto de los típicos dispositivos de visión nocturna para la conducción: un TVN-5 (JSC “LZOS”, Federación de Rusia); b – AN/VVS-2(V) (Litton, EE.UU.); en CN-2-55 (Sopelem, Francia); d – la naturaleza de la ubicación de los dispositivos de visión nocturna de conducción DND-5 (SAGEM, Francia) dentro del vehículo blindado; se ve claramente una lupa biocular con los segmentos superior e inferior cortados

Los NVG del comandante normalmente se realizan en combinación. Contienen canales diurnos y nocturnos. Los principales parámetros de los NVG típicos de los comandantes se dan en la tabla. 2. La mayoría de las veces son binoculares. El enfoque NVG del comandante oscila entre (10 – 20) m – µ. El ajuste de dioptrías se realiza dentro de ± (3 – 5) dioptrías. La resolución del NVD es de 0,3 mrad. Los NVG del comandante permiten visibilidad en azimut dentro de 3600 y en elevación del objetivo dentro de (-10 – 20)0 – (+30 – 40)0. El diagrama NVG de un comandante típico se muestra en la Fig. 2, la apariencia de algunos NVG de comandante típicos se muestra en la foto 3. Algunos NVG contienen un telémetro láser y tienen giroestabilización. En particular, los dispositivos de TV HL-70 (HL-80) de SAGEM (Francia) y CCS de Electro Optic Systems Pty Ltd (Austria) tienen incorporado un telémetro láser con una longitud de onda de 1,54 micrones, que se considera seguro para la visión. Los NVG SP-T-694 de Officine Galileo (Italia) y HL-70 (HL-80) tienen giroestabilización del espejo frontal con una precisión de 0,03 mrad. El canal diurno de la mayoría de los dispositivos de visión nocturna no es la televisión, sino el óptico. Esto se debe no sólo al menor coste y mayor simplicidad del canal óptico, sino también a su mayor calidad de imagen.

Tabla 2. Parámetros básicos de los dispositivos nocturnos del comandante (según folletos de la empresa)

Arroz. 2. Diagrama típico del NVG de un comandante:
1 – lente de canal nocturno;
2 – intensificador de imagen;
3 – ocular de canal nocturno;
4 – canal diario

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Foto 3. Apariencia de los NVG típicos de un comandante: un TKN-1M (GUP PO “NPZ”, Federación de Rusia); b – TKN-3M (GUP PO “Refinería”, Federación de Rusia); c – NV46 (misma empresa); d – No 37 mk 4AV (AVIMO, Reino Unido); d – M36E1 (Optic Electronic Corp., EE. UU.)

Hablando de dispositivos de televisión para vehículos blindados, cabe mencionar el primer modelo PZB-200 de Telefunken (Alemania) [6]. La cámara de televisión de este visor nocturno de artillero se fabricó a partir de un tubo intensificador de imagen acoplado a un supersilicio. La cámara de televisión se instaló en el mantelete del cañón del tanque Leopard 1 y en el lugar de trabajo del artillero se instaló un monitor de televisión con un campo de visión lineal de 90×120 mm, junto con un panel de control. La cámara de televisión funcionó en el rango de iluminación de 10-4 — 10 lux. Posteriormente, el dispositivo PZB-200 se equipó adicionalmente con un dispositivo TPV. Este complejo se llamó IRS100 PZB-200/IRS100. La presencia de un canal TPV adicional aseguró el funcionamiento del complejo en una amplia gama de cambios en las condiciones externas. En el mantelete del cañón del tanque se instalaron cámaras de televisión y TPV del complejo. El dispositivo IRS100 TPR contenía un fotodetector basado en PbSe y operaba en la región espectral de 3 a 5 μm. Los dispositivos HL-70 (HL-80) y CCS ya mencionados se fabricaron sobre la base de un tubo intensificador de imagen de tercera generación acoplado a una matriz CCD. El visor nocturno Vingoye de Vinghog (Noruega) para vehículos blindados del ejército estadounidense también se fabricó sobre la base de un intensificador de imagen + matriz CCD (fotos 4a, b) [7]. La matriz CCD de 1/3 de pulgada contiene 768×494 o 752×582 píxeles. Su sensibilidad es de 6×10-3 lux, la resolución es de 570 líneas de TV y el rango dinámico es de 36 dB. La cámara de televisión con lente utiliza una lente de distancia focal variable. Le permite cambiar suavemente el ángulo del campo de visión de 2° a 45°. La ampliación del sistema de TV (usando un zoom electrónico adicional) se puede ajustar de 1 a 30x. Los límites de enfoque son 1,8 m – µ. La precisión de la estabilización de la línea de visión es de ± 1 píxel. La cámara de TV funciona con un voltaje CC de 16 — 36 V y tiene un consumo de energía de 22 W en el rango de temperatura de funcionamiento (-40) — (+70) ° C. El peso de la cámara de TV es de 2,6 kg, dimensiones 143x138x280 mm.

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Foto 4. Aparición de sistemas de TV para vehículos blindados: un Vingoye (VINGHOG AS, Noruega); b – está en un vehículo blindado; en RVC-01 (SEKAI, EE.UU.); d – vista del área representada usando este sistema de TV

El sistema de TV RVC-01 original para el conductor fue desarrollado por SEKAI Electronics Ltd. (EE.UU. (foto 4c) [8]. El dispositivo está fabricado sobre la base de una matriz CCD en blanco y negro de 1/3 de pulgada con un número de píxeles de 512×492. La iluminación mínima de funcionamiento es de 0,05 lux, el campo horizontal El ángulo de visión es 720 y el campo vertical es 540. El generador de símbolos de la cámara de TV crea una serie de marcas en el campo de visión del monitor de TV (foto 4d). Los trazos horizontales a la izquierda y a la derecha corresponden a un rango de. 3 my sirven para ajustar la posición del eje de la cámara de televisión cuando está montada en la parte trasera del vehículo blindado. Tres pares de puntos luminosos indican las dimensiones transversales del vehículo blindado a una distancia de 5, 10 y 15 m respectivamente. El rango dinámico de la cámara de TV es de 63 dB. El rango de temperatura de funcionamiento es de (-46) — (+71) 0 C, las dimensiones de la cámara de TV son 114x256x165 mm, su unidad electrónica es de — 260,35×160,3×92 mm.

Se han desarrollado varios monitores de televisión de pequeño tamaño que funcionan en condiciones adversas para sistemas de televisión de vehículos blindados. Sus principales parámetros se dan en la tabla. 3, la apariencia de un monitor de TV típico se muestra en la foto 5. Los monitores de TV se pueden fabricar a base de tubos de rayos catódicos (CRT) en blanco y negro o en color, o en forma de paneles planos basados ​​​​en matrices de cristal líquido (LCD). ) [9 – 12]. Los monitores de televisión tienen características de rendimiento bastante altas. En particular, funcionan con una humedad elevada de hasta el 98 % a temperaturas ambiente de hasta 300 C, soportan vibraciones con una aceleración de 5 g en el rango de frecuencia de 1 a 500 Hz, impactos únicos con una aceleración de 150 g y múltiples impactos con una aceleración de 15 g [10, 11].

Tabla 3. Parámetros principales de los monitores de TV de los sistemas de TV para vehículos blindados

Foto 5. Monitor de TV para vehículos blindados VM9-37V
(KB “Display”, Bielorrusia)

Consideremos ahora los NVG AI para vehículos blindados. La base científica y técnica para la creación de AI NVD se desarrolló en la Empresa Unitaria Estatal “NPO “Orion” [5]. Los NVG AI para vehículos blindados pueden representarse mediante el primer dispositivo de serie histórico 1PN61 para los vehículos de reconocimiento de combate Nard y Lynx [13 – 15]. El dispositivo permitió observar de noche en condiciones de mala visibilidad y proporcionó una medición de la distancia al objeto de observación. Se utilizó AI NV 1PN61 en combinación con el dispositivo TPV 1PN71 [12, 13]. Esto amplió sus capacidades de búsqueda en rangos de visión extremos. AI NVG 1PN61 (foto 6a) tiene un aumento de 7x, un ángulo de campo de visión en modo pasivo de 3,70, en modo de pulso activo 1×0,50, rango de reconocimiento en modo pasivo de 1,3 km, en modo de pulso activo de 2,5 km , proporciona una medición de alcance en el rango de 0,5 a 5 km [12]. Las dimensiones del AI NVD 1PN61 son 750x538x395 m, peso 80 kg. El AI NVD se fabrica sobre la base de un intensificador de imágenes por impulsos de 3 módulos de primera generación y un iluminador láser de 2 módulos basado en emisores semiconductores láser pulsados ​​ILPI-110 con una longitud de onda de 0,85 micrones. El AI NVG del comandante TKN-AI (Tabla 2, foto 6b) utiliza un tubo intensificador de imagen de generación II+ y un iluminador láser de módulo único basado en ILPI con una longitud de onda de 0,85 micrones. AI NVD puede detectar objetos observados por deslumbramiento a una distancia de hasta 3 km [16]. El visor-telémetro de tanque nocturno AI LEM CE 624 de Eltro (Alemania) para el tanque Leopard-1 proporcionó un alcance de visión de hasta 2 km cuando se opera en modo de pulso activo y una medición de alcance con una precisión de ±10 m [17] ( foto 6c).

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Foto 6. AI NVG para vehículos blindados: a – 1PN61 (Refinería GUP PO”, Federación de Rusia); b – TKN-AI (igual); c – LEM CE 624 (Eltro, Alemania)