Подъемные мобильные приборы ночного видения..
ВОЛКОВ Виктор Генрихович, кандидат технических наук, доцент
ПОДЪЕМНЫЕ МОБИЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ
В работах [1, 2] были рассмотрены приборы ночного видения (ПНВ) на базе электронно-оптических преобразователей (ЭОП), тепловизионные (ТПВ) и многоканальные приборы наблюдения и прицеливания для бронемашин. В работе [2] было показано, что ТПВ-приборы и многоканальные ПНВ обеспечивают всепогодную и круглосуточную работу, позволяя получать при этом повышенные дальности действия (3 – 5 км и более по наземным объектам типа “автомашина”). Однако для практической реализации этих дальностей существуют естественные и искусственные препятствия: постройки, растительность (лес, высокий кустарник), высокие склоны холмов, ущелий, обрывов, водоемов и пр. Из-за таких особенностей рельефа в Европе дальность прямой видимости не превышает 1 – 1,5 км. В связи с этим возникает необходимость создания подъемных ПНВ, позволяющих увеличить дальность прямой видимости. Эти мобильные ПНВ устанавливаются на бронемашинах, либо на специально оборудованных автомобилях. Подъемные ПНВ могут устанавливаться на подъемных или нерегулируемых по высоте колоннах, либо на подвижных подъемных мачтах. Последние, в свою очередь, могут быть либо телескопическими, либо в виде пантографа. В связи с тем, что при подъеме ПНВ на значительную высоту (10 – 15 м) они испытывают сильное воздействие ветра, необходимо установить ПНВ на гиростабилизированной платформе. Поэтому для подобных целей часто используют гиростабилизированные вертолетные ПНВ.
Некоторые сведения о мачтовых ПНВ содержатся в работе [3]. В настоящей статье представлены более подробные сведения о подъемных ПНВ. Рассмотрим вначале ПНВ, смонтированные на сравнительно невысоких колоннах. Одним из них является ТПВ-прибор IRTS 6340, установленный на колонне высотой около 0,5 м [4]. Колонна смонтирована на крыше полицейской автомашины Chevrolet Suburban. Прибор работает в области спектра 8 – 12 мкм, имеет два угла поля зрения: 2 и 80, угол обзора по горизонту равен 3600, по вертикали ± 450 [4]. Разрешающая способность < 0,05 мрад, масса – 28,7 кг, габариты – 395x280x560 мм.
Многоканальный ПНВ ВАА [5] содержит ТПВ-канал II поколения Ophelios, дневной ТВ-канал и безопасный для зрения лазерный дальномер. Высота подъема ПНВ по отношению к корпусу бронемашины составляет » 1 м. Дальность обнаружения цели типа “вертолет равна 20 км. ТВ-канал выполнен на базе матрицы ПЗС с числом элементов 752×582 и имеет угол поля зрения, регулируемый в пределах от 2 до 200. ТПВ-канал работает в области спектра 7,5 – 10,5 мкм, выполнен на базе ИК ПЗС на основе КРТ (HgCdTe) с числом элементов 96×4. Угол поля зрения равен 9,4×12,50 или 2,7×3,60 при разрешении 756×576 пикселей. Лазерный дальномер на основе АИГ с рамановской ячейкой излучает на длине волны 1,543 мкм и обеспечивает измерение дальности с точностью ± 5 м. Возможен обзор по горизонту в пределах ± 2200 и по вертикали в пределах ± 300 со скоростью 40 град/с. Прибор имеет максимальное энергопотребление 390 Вт при питании от бортсети 18 32 В. Изображение наблюдается с экрана ТВ-монитора на базе ЭЛТ с размером экрана 180×136 мм, габариты собственно прибора на платформе 505x420x320 мм, масса 19 – 23 кг, блока управления и дисплея соответственно 350x240x315 мм и 22 кг [5].
Мобильный вариант ТПВ-прибора Сыч-2” [6] ОАО ЦНИИ “Циклон” (РФ) размещается в кожухе и устанавливается на поворотном устройстве, которое крепится на крыше транспортного средства стационарно или на магните. Изображение наблюдается с экрана ТВ-монитора, установленного в кабине. Там же находится пульт управления поворотным устройством. В ТПВ-приборе могут использоваться объективы с фокусным расстоянием 220 или 100 мм. В этом случае дальность обнаружения человека составляет 1 км, угол поля зрения 9×6,750, температурное разрешение 0,1 К, рабочая область спектра 8 – 12 мкм. Прибор выполнен на основе фотоприемного устройства (ФПУ) в виде неохлаждаемой матрицы микроболометров, имеет массу 2 кг.
Характерный вид подъемного многоканального прибора круглосуточной разведки дан на фото 1а. Прибор установлен на артиллерийском передвижном разведывательном пункте ACV AFOV фирмы FNSS (Турция) [7]. Прибор состоит из ТПВ-, ТВ-, радиолокационного и лазерно-дальномерного каналов. Управление прибором осуществляется из боевого отделения бронемашины (фото 1б).
а)
б)
в)
Фото 1. Подъемный многоканальный прибор круглосуточной разведки, установленный на бронемашине ACV AFOV фирмы FNSS (Турция) (а), а также его дисплей (б) с пультом управления (в)
На фото 2 показан многоканальный прибор фирмы Zeiss (Германия) [8]. ТПВ-канал Ophelios работает в области спектра 7,5 – 10,5 мкм, имеет сменные поля зрения 5,2×70, 1,5×20, 9×120, 2,7×3,50, 12,3×6,40, 3,6×6,40 или 3 сменных поля зрения: 2×2,70, 8×10,80, 22,6×30,60. ФПУ содержит 96×4 элементов. Энергопотребление канала составляет 80 Вт. Вместо него может быть использован ТПВ-канал ATTICA MW/LW, работающий в области спектра 2 – 5 мкм (MW) или 8 – 12 мкм (LW) в зависимости от типа ФПУ (КРТ, GaAs, InSb). Канал имеет сменные поля зрения 4,7×6,20 и 1,5×20 при числе элементов ФПУ 384×288 (MW или LW), либо 11×150 и 3,6×4,80 при числе элементов ФПУ 320×240 (MW) или 640×480 (LW). Температурное разрешение < 0,05 К, масса 5 кг, габариты 260x200x140 мм. Энергопотребление ТПВ-канала – 50 Вт при питании от бортсети 18 – 32 В. Дневной цветной ТВ-канал выполнен на базе матрицы ПЗС формата 1/3 дюйма с числом элементов 752×582. Вариообъектив обеспечивает изменение угла поля зрения от 1,2 до 120. Поворотное устройство обеспечивает обзор по горизонту 3600 и по вертикали от – 30 до + 300 со скоростью 40 град/с и 20 град/с соответственно. Лазерно-дальномерный канал выполнен на базе лазера на основе АИГ с рамановской ячейкой. Он имеет длину волны 1,543 мкм и обеспечивает измерение дальности от 0,05 до 40 км с точностью 5 м [8].
а)
б)
Фото 2. Многоканальный прибор Infrared Surveillance System фирмы Zeiss [8], установленный на автомашине (а), характерный вид дисплея и пульта управления (б)
Многоканальный прибор наблюдения для разведывательной бронемашины FENNEK (фото 3) [9] фирмы Krauss-Maffei-Wegmann (Германия) содержит ТПВ-, дневной ТВ- и лазерно-дальномерный каналы. Прибор возвышается над крышей бронемашины на 1,5 м, над поверхностью земли – на 3,29 м, может быть вынесен за пределы бронемашины на расстояние 40 м от нее и установлен на треноге, имеет угол обзора по горизонту ± 2200 и по вертикали ± 300.
а)
б)
Фото 3. Многоканальный прибор наблюдения на бронемашине FENNEK (а), рабочее место оператора (б), положение прибора на выносной треноге (в) [9]
Подъемная многоканальная система Eagle III, разработанная фирмами Siemens Switzerland и Leica для армии Швейцарии [10, 11]. Эта система, как и прибор FENNEK, может быть поднята над крышей бронемашины на высоту 1,5 м, а над поверхностью земли – на высоту 3,2 м. В состав ранее разработанной системы Eagle II входит ТПВ-, дневной ТВ- и лазерно-дальномерный каналы (фото 4). ТПВ-прибор FORTIS имеет два сменных поля зрения: 18,5×9,50 и 4,5×2,30, соответственно имеет два увеличения: 1,3х и 5,3х, работает в области спектра 8 – 12 мкм и имеет температурное разрешение 0,1 К. Дальность обнаружения по стандартному тесту НАТО составляет 6 км, распознавания – 2 км, идентификации – > 1 км. В более поздней модели Eagle III в качестве ТПВ-прибора используется модель Ophelios фирмы Zeiss (Германия) с дальностью наблюдения до 10 км (дальность обнаружения вертолета доходит до 20 км). Дальность действия 10 км имеет также дневной ТВ-канал. Лазерно-дальномерный канал, выполненный на базе лазера с длиной волны 1,54 мкм, имеет дальность действия 0,05 – 20 км [15]. Вместо ТПВ-камеры Ophelios может быть использована ТПВ-камера ATTICA (фото 4в). Угол поля зрения может быть 2×1,50, 6,2×4,70, 4,8×3,60, 15×110. Любая из этих камер вместе с остальными каналами устанавливается на гиростабилизированной платформе. Последняя установлена сверху на бронемашине (фото 4д). Все эти каналы имеют модульное исполнение и образуют единую систему наблюдения MOESS [17]. Угол обзора по горизонту 3600, по вертикали ± 300. Скорость обзора соответственно 40 град/с и 20 град/с. ТВ-канал имеет те же параметры, что и у прибора бронемашины FENNEK. Масса всей системы (включая ТВ-монитор, подъемную колонну и пульт управления) равна 275 кг.
а)
б)
в)
г)
д)
Фото 4. Многоканальный прибор наблюдения на бронемашине Eagle III [10, 11] (а), ТПВ-камера Ophelios [15] (б), ТПВ-камера ATTICA [16]. (в), ТПВ-прибор MOESS [17] (г), он же на бронемашине [17] (д)
Многоканальная подъемная система SMV [28] (фото 5а, б) состоит из ТПВ- и ТВ-каналов. Дальность обнаружения ростовой фигуры человека в дневной ТВ-канал и в ночной ТПВ-канал составляет 6 км. Угол обзора по горизонту равен 3600, по вертикали ± 400. Скорость вращения головки прибора 60 град/с, точность позиционирования 0,030. Прибор обслуживается одним оператором, имеет питание от бортсети 24 В.
Многоканальная подъемная система POS [29], кроме ТПВ- и ТВ-каналов, содержит лазерный дальномер с дальностью действия от 0,025 до 4 км. Угол обзора по горизонту 3600, по вертикали ± 350. Прибор также обслуживается одним оператором и питается от бортсети 12 В или 24 В (фото 5в).
а)
б)
в)
Фото 5. Многоканальный приборы на подъемной колонне:
а – прибор SMV (OMNIPOL, Чехия),
б – он же на автомашине, [12]
в – прибор POS (VTUVM, Словения) [13]
Многоканальная подъемная система Vingtags [30] (рис. 1, фото 6), устанавливаемая на бронемашине М113 армии Норвегии, содержит навигационную систему, обеспечивающую точность позиционирования < 1 мрад по углу и 10 – 20 м по дальности на расстоянии до 6 км, визуальный ТВ-, ТПВ-каналы, лазерный целеуказатель, лазерный дальномер. Визуальный ТВ-канал имеет переменное увеличение от 1х до 30х и соответственно переменный угол поля зрения от 2 до 450, диапазон фокусировки 1,8 м – µ, точность стабилизации линии визирования ± 1 пиксель, рабочую область спектра 0,4 – 1,0 мкм. ТПВ-канал имеет углы поля зрения 2,5×1,670 и 12×80, число элементов в ФПУ 320×240, время выхода на режим охлаждения < 7 мин при 200 С. Лазерный целеуказатель имеет дальность действия 6 км, угловую расходимость излучения 0,3 мрад. Лазерный дальномер измеряет дальность в пределах 0,08 – 10 км с точностью ± 10 м и частотой одно измерение каждые 3 с. Точность гиростабилизации – 0,1 мрад, ее скорость 40 град/с, точность стабилизации линии визирования 0,01 мрад.
а)
б)
Рис. 1. Многоканальный прибор Vightags на подъемной колонне (Vinghog, Норвегия) [14]:
а – прибор на бронемашине М113,
б – вид прибора
Фото 6. Индикаторный блок
В США фирмой General Dynamics для разведывательной бронемашины RST-V был разработан приборный комплекс разведки на подъемной колонне [18, 19]. Комплекс включает дневной ТВ-канал, ТПВ-канал, работающий в области спектра 3 – 5 мкм, безопасный для зрения лазерный дальномер, лазерный целеуказатель, систему глобального позиционирования GPS и модуль ориентации, позволяющий определить направления на страны света с точностью 3,6 мрад.
Для армии США объединением Kongsberg Defense and Aerospase (KDA) (Норвегия) была разработана система Protector (RVS), включающая в свой состав, кроме ракетного комплекса, приборный комплекс разведки и наведения ракет, состоящий из ТВ-камеры на базе ПЗС, ТПВ-канал на базе ФПУ в виде неохлаждаемой фокально-плоскостной матрицы фотоприемников, лазерный дальномер, установленные на гиростабилизированной платформе (фото 7). Система имеет дальность действия 2,5 км, массу 150 кг, угол обзора по горизонту 3600 со скоростью свыше 60 град/с, по вертикали – от – 20 до + 600. Точность прицеливания 0,02 мрад, а при ведении огня – 0,05 мрад. Наблюдение изображения осуществляется с экрана жидкокристаллического дисплея.
Фото 7. Система Protector [20]
Многоканальная подъемная система Raptor (Virlean Interavia Group, ЮАР) [21, 22] (фото 8) состоит из дневной ТВ-камеры, ТПВ-канала и безопасного для зрения лазерного дальномера. Угол обзора по горизонту равен ± 5400, по вертикали от – 15 до + 300. Неохлаждаемый ТПВ-канал работает в области спектра 3 – 5 мкм и имеет дальность действия 1 км. Цветная ТВ-камера имеет угол поля зрения, изменяемый в пределах от 3 до 480 [22].
Фото. 8. Система Raptor [21] на бронемашине
Фирма Helio (Великобритания) разработала гиростабилизированную систему оружия и приборов разведки SMARM (фото 9) [22, 23]. Система включает ТПВ-прицел, дневную ТВ-камеру с переменным углом поля зрения, ночную ТВ-камеру и лазерный дальномер. Наблюдение осуществляется с наголовного дисплея. Система SMARM весит 260 кг, сопряжена с пулеметом калибра 12,7 мм. ТПВ-канал (фирма SAGEM, Франция) имеет два поля зрения. Лазерный дальномер (фирма Thales, Великобритания) с длиной волны 1,54 мкм обеспечивает измерение дальности до 10 км с точностью ± 10 м. Дневная цветная ТВ-камера Radamec 206-101 имеет автоматическую регулировку апертуры и фокусировки.
Фото 9. Система SMARM [22]
Система RSTA MEP (Великобритания) [36] включает ТПВ-канал FLIR, лазерный целеуказатель-дальномер и ТВ-камеру на базе ПЗС. Система может быть поднята на высоту до 5 м. На ней может быть также установлена радиолокационная станция фирмы Thales (Великобритания) [18]. ТПВ-канал выполнен на основе ФПУ в виде фокально-плоскостной матрицы фотодетекторов с числом элементов 512×512. Антенна РЛC имеет диаметр около 38 см.
Система LRAS3 (Long Range Advanced Scout Surveillance System) [24], установленная на разведывательной бронемашине, прошла успешные испытания в Косове. В ее составе ТПВ-прибор FLIR (Forward Looking Infra Red), ТВ-камера, безопасный для зрения лазерный дальномер и датчик GPS.
ТПВ-система MATIS (фирма SAGEM, Франция) [25] третьего поколения работает в области спектра 3 – 5 мкм, использует ФПУ в виде фокально-плоскостной матрицы фотоприемников, охлаждаемых с помощью микрокриогенной машины Стирлинга, имеет температурное разрешение 0,05 К, геометрическое разрешение 768×576/640×480 элементов, углы поля зрения 26×180 и 1,3×0,90, массу 7 кг, энергопотребление 20 Вт. Дальность распознавания цели типа “танк” составляет 10,5 км, ее обнаружения – 23 км [25].
Радиолокационный оптико-электронный комплекс контроля надводной обстановки “НАЯДА ТВП” (рис. 2, фото 10) [26] предназначен для наблюдения за заданной акваторией, обнаружения, распознавания и автосопровождения всех видов надводных целей с помощью РЛС, ТПВ- и ТВ-каналов. При этом обеспечивается определение класса цели, времени ее перемещения, географических координат, дальности до цели, пеленга, направления и скорости движения. Вывод данных о сопровождаемых целях осуществляется на электронную картографическую навигационную информационную систему (ЭКНИС).
Рис. 2. Структурная схема системы “НАЯДА ТВП” [26]
Вся аппаратура размещается внутри автомашины, антенный приемо-передатчик жестко фиксируется на ее крыше, а ТПВ-, ТВ- и лазерно-дальномерный каналы устанавливаются на опорно-поворотном устройстве (ОПУ). Данные РЛС с помощью автоматического передатчика данных (АПД) передаются на радиостанцию, которая может транслировать информацию на командный пункт управления. Изображение формируется на экране жидкокристаллического дисплея с диагональю 18 дюймов. С помощью канала РЛС можно обнаруживать большие цели на дальности до 20 миль, средние – до 15 миль, малые – до 12 миль, сверхмалые – до 2,4 мили, минимальная дальность обнаружения – 35 миль, максимальная – 128 миль, разрешающая способность по углу 0,5 – 0,80, по дальности 10 – 100 м в зависимости от установленной шкалы дальности. Возможно наблюдение и за низколетящими целями (самолет, вертолет) при скорости их полета до 350 км/ч. В состав комплекса входит ТПВ-прибор 1000CLR, низкоуровневая ТВ-камера “Поиск”, безопасный для зрения лазерный дальномер ЛДИ-11, измеряющий дальность до 20 км с точностью ± 5 м.
а)
б)
в)
Фото 10. Система “НАЯДА ТВП”:
а – внешний вид,
б – она же в сочетании с РЛС на автомашине,
в – пульт управления системой
Рассмотрим теперь мачтовые системы с подъемом аппаратуры на значительную высоту.
Мачтовая система круглосуточной разведки Sky-Staek (фирма Cloud Nine (Photographic Services) Ltd., Великобритания) [27] может подниматься на высоту до 20,7 м с помощью телескопической мачты, установленной на автомобильном прицепе. На мачте смонтированы ТВ-камера с ИК-осветителем, приемо-передатчик и блок радиотелеметрии, допускающий передачу радиосигналов, содержащих информацию системы, на дальность до 5 км (фото 11, рис. 3). Угол обзора по горизонту 3600, по вертикали 1800.
Фото 11. Система Sky-Stalk [27]
Рис. 3. Система Sky-Stalk на подъемной мачте
Фирмой Elbit (Израиль) была разработана мачтовая система разведки для разведывательной машины повышенной проходимости Mil Tomcar [28]. Система имеет массу всего лишь 3 кг и состоит из трех дневных ТВ-камер на базе матриц ПЗС и ТПВ-камеры, установленных на мачте на платформе с двухосной гиростабилизацией. Командный пункт с дисплеем, на который передается изображение, находится вне машины. Угол обзора по горизонту – 3600, по вертикали – от – 8 до + 1050.
Фирма Rafael (Израиль) разработала мобильную систему круглосуточной разведки Solid Mirror [29]. Система была разработана на базе комплекса Total Area Control System (TACS) и установлена на автомашине повышенной проходимости для борьбы с террористами. Система включает РЛС, ТПВ- и дневной ТВ-каналы.
Такой же состав имеет мачтовая система VMAS, разработанная для армии США. Она имеет дальность обнаружения фигуры человека 3 км, автомашины – 6 км [30].
Фирма General Dynamics разработала для армии Канады новую разведывательную бронемашину (передвижной командный пункт) Coyote [31, 32]. Мачтовый комплекс разведки содержит РЛС, дневно-ночной ТВ-канал, ТПВ-канал NODLR, безопасный для зрения лазерный дальномер MELTUS. Комплекс может быть поднят на высоту до 10 м, имеет защиту от ядерного, химического и бактериологического оружия [32]. Данные от оптико-электронных приборов комплекса поступают в боевое отделение бронемашины с помощью волоконно-оптического кабеля [31]. РЛС как вариант модели AN/PPS-5C (VSTAR) называется в Канаде AN/PPS-501. РЛС имеет три скорости сканирования: 18 град/с, 9 град/с (поле обзора 1800 при разрешении 10 м), 45 град/с, может обнаружить танк на дальности до 12 км, трейлер – на дальности до 24 км. ТПВ- и ТВ-каналы могут обеспечивать обнаружение целей на дальности до 20 км в хороших атмосферных условиях. В качестве модификации ночного ТВ-канала может быть использован активно-импульсный ТВ ПНВ LRESD. Он выполнен с использованием импульсного лазерного полупроводникового осветителя и ТВ-камеры фирмы Xybion Electronics с вариобъективом, имеющим коэффициент масштабирования 27х. ТВ-камера содержит стробируемый ЭОП III поколения Omnibus IV с рабочей областью спектра 0,65 – 0,85 мкм, на ТВ-камеру установлен ТПВ-канал, выполненный на базе ФПУ в виде фокально-плоскостной матрицы фотоприемников с их числом 256×246.
Фирма AB Wobe разработала мачтовую мобильную систему TM170 [33] (рис. 4). Модель ТМ170/4,7-1,0 имеет высоту мачты в поднятом положении 4,7 м, в опущенном – 1,0 м и поднимает приборный комплекс массой 45 кг на предельную высоту за 20 с. Модели ТМ170/10-1б9 и ТМ170/15-2,7 имеют аналогичные показатели, равные соответственно 10 м, 1,9 м, 70 кг, 40 с и 15 м, 2,7 м, 100 кг, 60 с.
Рис. 4. Система ТМ 170 [33]
Мачтовая система Snezka (фирма OMNIPOL, Чехия) [34] предназначена для обнаружения, разведки и сопровождения целей. Она установлена на модифицированной БМП-1 и обеспечивает измерение координат низколетящих целей, высоту, направление и скорость их полета, наблюдение за обширными территориями, компьютерную обработку данных и их дистанционную передачу на командный пункт. Система состоит из дневной ТВ-камеры на базе ПЗС для разведки и сопровождения целей, ночной низкоуровневой ТВ-камеры с вариобъективом, ТПВ-прибора, безопасного для зрения лазерного дальномера и РЛС. Все эти устройства монтируются на подъемной платформе, которая может быть поднята на высоту 14,5 м за 1,5 мин и опущена за 1 мин. Максимальная дальность действия дневной ТВ-камеры – 7 км, ночной – 1,6 км, ТПВ-прибора – 7 км (широкое поле зрения) и 9 км (узкое поле зрения), РЛС – 30 км по танку и 26 км по вертолету.
Система Light Tactical Reconnaissance System (LTRS) фирмы Kollsman, Inc. (США) [35], смонтированная на гиростабилизированной платформе, содержит ТПВ-прибор III поколения, безопасный для зрения лазерный дальномер, низкоуровневую ТВ-камеру с вариобъективом, датчик GPS, модуль навигации. ТПВ-прибор FLIR выполнен на базе ФПУ в виде фокально-плоскостной матрицы фотоприемников на основе InSb с числом элементов 320?240. Узкое поле зрения ТПВ-прибора составляет 2×1,50, широкое 6×4,50. Дальность обнаружения, распознавания и идентификации фигуры человека составляет соответственно 6, 1,5 и 1 км, небольшой автомашины – 12, 3 и 1,6 км. ТВ-камера на базе ПЗС работает днем и в сумерках, имеет угол поля зрения, изменяемый от 23×180 до 1,6×1,20. Предусмотрено электронное изменение масштаба изображения с коэффициентом масштабирования 4х. При естественной освещенности менее 5 лк и узком поле зрения дальность обнаружения, распознавания и идентификации фигуры человека равна соответственно 8,5, 2,1 и 1,2 км, небольшой автомашины – 15, 4 и 3 км. Лазерный дальномер обеспечивает измерение дальности до 20 км с точностью ± 10 м при разрешении по дальности не более 30 м на дальности 12 км и не более 50 м на дальности 20 км. Углы по горизонту измеряются с точностью ± 4 мрад. Масса приборного комплекса составляет 50 кг, энергопотребление 200 Вт при питании от бортсети 28 В. Высота подъема мачты до 5 м. Система обеспечивает панорамный обзор местности.
Фирма Celsius Tech Electronics (Швеция) [3] разработала мачтовую систему на гиростабилизированной платформе, имеющую угол обзора по горизонту 3600, по вертикали от +35 до – 200. В состав системы входит ТПВ-канал с рабочей областью спектра 7,5 – 10,5 мкм и с двумя полями зрения: 9×6,750 и 3×2,250, дневной ТВ-канал с полем зрения 16×120 и лазерный дальномер с длиной волны 1,06 мкм, измеряющий дальность в пределах 0,2 – 10 км.
Фирма Radamec Defense Systems (Израиль) разработала мачтовую систему Radamec Systems 1000 L [3]. Система включает ТПВ-канал фирмы Agema Infrared (Швеция), модель Thermovision 1000 для области спектра 8 12 мкм с температурным разрешением 0,1 К, углами поля зрения 5×200 или 2×80, массой 7 кг, энергопотреблением 55 Вт при питании от напряжения бортсети 22 – 25 В, низкоуровневый ТВ-канал на базе ПЗС (модель HК 202-004) с использованием вариообъектива, изменяющего угол поля зрения с 21×160 до 2,1×1,60, массой 10 кг, поворотное устройство на гиростабилизированной платформе с углом обзора по горизонту 3600 и по вертикали от + 60 до – 300 при скорости обзора 60 град/с. Разрешающая способность системы 0,5 мрад, точность гиростабилизации до 3′, масса 25 кг, энергопотребление 100 Вт, высота подъема телескопической мачты – до 4 м.
Фирма MCCS (Великобритания) разработала гиростабилизированную систему VISTAR IM 405, устанавливаемую на телескопической мачте высотой до 8 м, смонтированной на автомобиле Landrover. Система состоит из низкоуровневого ТВ- и ТПВ-каналов. Рабочая область спектра последнего 8 12 мкм. Угол обзора по горизонту ± 1700, по вертикали ± 300 [3].
Фирма Thomson-TRT Defense (Франция) разработала мачтовую систему MOS 2. Она может быть смонтирована на различных гражданских или военных автомашинах для применения в полиции, для спецподразделений и для передовых наблюдателей. Система включает ТПВ-, низкоуровневый ТВ- и лазерно-дальномерный каналы, установленные на гиростабилизированной платформе. Эта всепогодная система круглосуточного действия оснащена бортовым компьютером, который обеспечивает автоматическое обнаружение, сопровождение целей и нанесение их положения на карту [3].
Та же фирма разработала мачтовую систему RAPTOR (RAdar Plus Thermal Observation and Recognition) [37, 38]. Система содержит ПЛС, ТПВ- и дневной ТВ-каналы, установлена на вращающейся платформе, смонтированной на телескопической мачте. Система обеспечивает обнаружение и распознавание соответственно: фигуры человека: 2,8 и 4 км, небольшой автомашины: 5 и 6 км, тяжелого грузовика: 6,4 и 8 км. ТПВ-канал работает в области спектра 8 – 12 мкм, имеет геометрическое разрешение 0,115 мрад, увеличение 12х. РЛС с дальностью действия до 40 км и с мощностью излучения > 200 мВт имеет расходимость радиолуча по горизонту 4,50, по вертикали – 6,50. Скорость вращения системы 10 град/с, масса 80 кг, энергопотребление 168 Вт при питании от бортсети 24 В (рис. 5).
Рис. 5. Система RAPTOR [37, 39] на автомашине
Фирма Inframetrics (США) разработала мачтовый ТПВ-прибор модель IRTV-445 [36]. Он имеет два поля зрения: 5,25×70 и 1,4×1,870 при увеличении соответственно 4х и 15х, геометрическом разрешении 0,45 и 0,12 мрад, температурном разрешении 0,5 К и 0,3 К. В приборе используется 4-элементный детектор на основе КРТ с криогенным охлаждением, работающий в области спектра 8 – 12 мкм. Масса прибора 15,9 кг, габариты Ж230×625 мм, энергопотребление < 15 Вт при питании 12 В от бортсети автомобиля. Дальность обнаружения и распознавания составляет соответственно: фигуры человека: 6,7 и 1,7 км, автомашины: 11,5 и 2,9 км.
Фирмы Krauss Maffei, Euromissil, MFN, MBB (Германия) совместно создали противотанковую систему EPLA (Elevirable – Platform) [36], предназначенную также и для борьбы с вертолетами (рис. 6, фото 12). В состав системы входит РЛС, скомплексированная с дневным ТВ-гиростабилизированным прицелом, ТПВ-прицел MIRA (используемый для вертолета РАН-1),широкоугольный ПНВ для обзора местности, оптико-электронный перископ кругового обзора с гиростабилизированным головным зеркалом. Изображение передается на ТВ-монитор с разрешением 1242 ТВ-линии. Расчет состоит из 3 человек. В боевое положение платформа переводится за 2 мин, автоматическое опускание стопорных домкратов и горизонтирование системы осуществляется за 35 с, подъем платформы на полную высоту 13 м – за 12 с. Вместе с системой разведки и прицеливания на платформе установлены и ПТУР НОТ. Мачта с комплексом смонтирована на армейском грузовике 8×8 LKW категории 1А1. Обеспечивается круговой обзор местности. Дальность действия по подвижной цели равна 1,9 4,5 км. Другой вариант такой системы предусматривает расположение боевого расчета в кабине грузовика с дистанционным управлением комплексом.
Рис. 6. Противотанковая система EPLA [3]: а собственно система: 1 – несущая рама, 2 микропроцессор, 3 – радиатор, 4 – блок управления ночным наблюдательным прибором, 5 – пульт управления прицелом, 6 – пульт управления подъемом и опусканием мачты, 7 – датчик системы жизнеобеспечения, 8 – блок системы управления оружием, 9 – пульт управления системой жизнеобеспечения, 10 – перископ, 11 технологический люк, 12 – ПТУР в контейнере-направляющей, 13 – измеритель вертикальных углов, 14 – ТПВ-прицел, 15 ТВ-перископ кругового обзора, 16 стабилизированный дневной прицел, 17 – стопор, 18 гидроцилиндр привода горизонтальной наводки, 19 – система жизнеобеспечения кабины, 20 усилитель привода горизонтальной наводки, 21 ТВ-монитор перископа кругового обзора, 22 ТВ-монитор ТПВ-прицела, 23 – прибор управления огнем (пусками ПТУР).
Фото 12. Система EPLA, установленная на грузовике
Фирма Krauss-Maffei Wegmann (Германия) разработала мачтовую систему BUR (Boden Uberwachung Radar), установленную на бронемашине Dingo 2. Система состоит из ТВ-камеры и радара с дальностью действия до 40 км, сканирующего в секторе 1200 [40].
Наиболее активно мачтовые системы разрабатываются в США. В частности, фирма Martin Marietta (США) совместно с фирмой SWISS Oerlicon (Швейцария) разработала систему ADATS (Air Defence Anti Tank System). Система установлена на БМП М3Ф 1 класса Bradly (фото 13).
Фото 13. Установка системы на БМП
Ее оптико-электронный модуль (рис. 7) установлен на гиростабилизированной платформе и содержит низкоуровневый ТВ-канал с вариобъективом, лазерный целеуказатель-дальномер на основе СО2-лазера, ТПВ-канал для области спектра 8 – 12 мкм. Дальность действия комплекса – 12 км.
Рис. 7. Оптико-электронный модуль системы ADATS:
1 – ТПВ-канал,
2 – электронный блок обработки сигналов,
3 – ТВ-канал,
4 – лазерный целеуказатель-дальномер
Фирма GTE Sylvania (США) разработала систему ETAS (Elevated Target Acquisition System), устанавливаемую на телескопической мачте высотой 15 м, смонтированной на БМП М112 (рис. 8).
Рис. 8. Система ETAS фирмы Martin Marietta (США):
1 – телескопическая мачта,
2 – радиоаппаратура связи,
3 – дисплей тактической обстановки,
4 – дисплей видеоинформации от ТВ-, ТПВ- каналов и лазерного целеуказателя-дальномера,
5 – процессор сигналов РЛС,
6 – бортовая ЭВМ,
7 – ТВ-канал,
8 – высокочастотный локатор,
9 – канал ТПВ-прибора и лазерного целеуказателя-дальномера,
10 – РЛС
Фирма Northrop Corp. (США) разработала свой вариант системы ETAS. Она монтируется также на телескопической мачте высотой 15 м (фото 14).В состав этой гиростабилизированной системы круглосуточного действия входят ТПВ-канал, РЛС, лазерно-дальномерный канал. Монтируемый на мачте прицел MMS (Mast Mounted Sight) системы ETAS установлен на бронемашине М113.
Фото 14. Система ETAS фирмы Northrop Corp. (США)
Прицел MMS фирмы Mc Donnel Douglas (США) содержит ТПВ-канал, выполненный на основе общих модулей, дневной ТВ-канал, лазерный целеуказатель-дальномер (рис. 9). ТПВ-канал имеет углы поля зрения 3 и 100, ТВ-канал – 2 и 80, масса системы – 104 кг.
Фирма TRT (Франция, Германия) разработала аналогичную систему, включающую ТПВ-, ТВ- и лазерно-дальномерный каналы. Угол поля зрения в режиме поиска равен 540, в режиме прицеливания – 7 и 2,60. Дальность обнаружения цели типа “танк” – 4,2 км, ее распознавания – 3,1 км.
Рис. 9. Прицел MMS и его расположение на армейском грузовике:
1 – прицел,
2 – мачта,
3 – ТП-канал,
4 – опорная колонна,
5, 6, 7 – защитные стекла,
8 – ТВ-канал,
9 – лазерный целеказатель-дальномер,
10 – гироскоп
Разработанная фирмой Martin Marietta (США) система TADS для вертолетов в исполнении на подъемной мачте получила название TAO-POLE. Она монтируется на модифицированной БМП М112. Система TADS (рис. 10, фото 15) состоит из двух подсистем: собственно TADS (Target Acquisition Designation Sight) и PNVS (Pilot Night Vision Sensor). Подсистема TADS включает канал наблюдения и прицеливания, ТВ-, ТПВ-, (FLIR)-каналы, лазерный целеуказатель-дальномер, бортовую ЭВМ и обеспечивает обзор по горизонту ± 1200, по вертикали от – 50 до + 300. Дневной канал имеет два поля зрения: 40 (Г = 15х) и 20,50 (Г = 3,5х). ТВ-канал имеет три поля зрения: 0,5×0,670, 2,4×3,20, 12×160. ТПВ-канал имеет днем угол поля зрения 0,9 – 40, а ночью три поля зрения: 1,6×1,20, 8×60, 40×300. Диаметры входных зрачков объективов ТВ-, ТПВ-, и лазерно-дальномерного каналов соответственно равны 203, 102, 102 мм. Лазерно-дальномерный канал с длиной волны 1,06 мкм имеет энергию излучения в импульсе 125 мДж и угловую расходимость излучения 0,13 мрад. Подсистема PNVS представляет собой ТПВ-прибор для поиска целей и имеет угол поля зрения 30×400. Угол обзора по горизонту равен ± 900, по вертикали от – 45 до + 200. Дальность действия всей системы 2,7 – 4,5 км, масса – 192,6 кг, энергопотребление – 1637 Вт.
Рис. 10. Система TADS/PNVS:
1, 2 – ТПВ-канал FLIR,
3 – лазерный канал,
4 – ТВ-канал.
Фото 15. Внешний вид этой системы, установленной на вертолете
Для нормальной работы системы TADS необходима взаимная выверка оптических осей всех каналов системы. Фирма Northrop Corp. (США) разработала устройство юстировки осей каналов (рис.11, 12).
а): 1 – ТПВ-канал FLIR, 2 – лазер, 3 – приемная часть канала лазерного целеуказателя-дальномера с визуальным контролем положения лазерного пятна подсвета, 4 – фильтр для защиты зрения оператора от лазерного излучения, 5 – ТВ-канал, 6 гиростабилизированная платформа системы TADS, 7 ослабитель лазерного излучения, 8 – призма, 9 эталонная отражающая поверхность, 10 визуальный коллиматор, 11 – ИК-коллиматор;
б): 1 – модуль выверочного устройства, 2 источник излучения (“горячая точка”), 3 дихроичное зеркало, 4 – германиевое окно, 5 выход излучения к ТПВ каналу, 6 – вход/выход излучения для ТВ-канала и канала лазерного целеуказателя-дальномера, 7 – окно с регулируемым пропусканием на основе фотометрических клиньев, 8 – ослабитель лазерного излучения на длине волны 1,06 мкм
Рис. 11. Схема устройства выверки системы TADS (а) и его оптическая схема(б).
а)
б)
Рис. 12. Взаимное пространственное положение оптических элементов устройства выверки (а) и принцип его юстировки (б). а): 1 – мишень, 2, 5, 11 зеркала, 3 – разделитель пучка, 4 – лазерная система сопровождения на основе коллиматора со светодиодным источником излучения, 6 ослабитель лазерного излучения, 7 – фокусирующее зеркало, 8 – окно, 9 – вход/выход излучения дневного ТВ-и лазерно-дальномерного каналов, 10 выход излучения к ТПВ-каналу
Юстировка обеспечивается с помощью СО2-лазера и зрительной трубы (рис. 12б). Контроль выверки системы TADS осуществляется по отметкам в поле зрения дисплея. Эти отметки от всех трех каналов должны находиться в пределах поля допуска, показанного на экране дисплея соответствующим контуром.
В США проводятся также работы в направлении создания системы управления боем BMS (Battlefield Management System) и противотанковой системы большой дальности действия LRAT (Long Range Anti – Tank System) в соответствии с единой концепцией мачтовых систем наблюдения и управления боем – EMS (Elevating Multisensor System). Согласно концепции BMS в состав мачтовой системы, монтируемой на шасси танка М1А1 или бронемашины М3, должны входить несколько ТПВ-, ТВ- и лазерно-дальномерных каналов, связанных с дисплеями тактической обстановки. Система LRAT с дальностью действия до 10 км в условиях плохой видимости предусматривает установку ПТУР вместе с оптико-электронным комплексом на той же мачте.
Таким образом, проводится обширный объем работ по созданию подъемных приборных комплексов, обладающих возможностью круглосуточной и всепогодной работы.
Литература
1. Волков В.Г. Приборы ночного видения для бронемашин. Специальная техника/2004, № 5, 6.
2. Волков В.Г. Тепловизионные и многоканальные приборы наблюдения для бронемашин./Специальная техника, 2004, № 6.
3. Волков В.Г. Многоканальные приборы ночного видения наземного применения./Специальная техника, 2001, 2, с.13 – 20.
4. Mobile Surveillance Vehicle. Проспект фирмы British Aerospace Systems and Equipment, Великобритания, 1997.
5. BAA – Observation and Reconnaissance Equipment. Проспект фирмы STN ATLAS Electronik GmbH, Германия, 1997.
6. Портативный тепловизор “Сыч-2”. Проспект ОАО ЦНИИ “Циклон”, РФ, М., 2004.
7. ACV AFOV Artillery Forward Observation Vehicle. Проспект фирмы FNSS, Турция, 2004.
8. Infrared Surveillance System. Проспект фирмы Carl Zeiss GmbH, Германия, 2004.
9. FENNEK Reconnaissance Vehicle. Проспект фирмы Krauss-Maffei-Wegmann, Германия, 2004.
10. Swiss Army receives first Eagle IIIs. Jane’s Defence Weekly, 2002, Vol. 38, No. 19, p. 28.
11. Pengelly R. Swiss Eagle eyes the battlefield. Jane’s International Defense Review, 2002, Vol. 35, No. 3, pp. 54 – 57.
12. Surveillance and Monitoring Vehicle. Проспект фирмы OMNIPOL, Чехия, 2004.
13. Lehky Pruzkuminy a Pozorovaci System POS. Проспект фирмы VTUVM, Словения, 2004.
14. Target Acquisition and Surveillance Vingtags. Проспект фирмы VINGTAGS, Норвегия, 2004.
15 2nd Generation Thermal Cameras OPHELIOS. Проспект фирмы Zeiss Optronik GmbH, Германия, 2004.
16. Thermal Camera ATTICA MW/LW. Проспект фирмы Zeiss Optronik GmbH, Германия, 2004.
17. Modular Opto-electronic Surveillance System. Проспект фирмы Zeiss Optronik GmbH, Германия, 2004.
18. US Marines test new RST-V. Jane’s Defence Weekly, 2001, Vol. 36, No. 4, p. 29.
19. RST-V begins user trials. Jane’s International Defense Review, 2001, Vol. 34, No.8, p. 1.
20. Janssenlok J. Protector production Signals quicker weapon upgrade response time. Jane’s International Defense Review, 2002, Vol. 35, No. 6, p.79.
21. Foss C. Raptor makes bid for export market. Jane’s Defence Weekly, 2004, Vol. 41, No. 24, p. 65.
22. Pengelly R. Alvis Scarab – a hardened survivor. Jane’s International Defense Review, 2002, Vol. 35, No.9, pp. 56 – 61.
23. Overhead weapons stations for under armor operations. Jane’s International Defense Review, 2001, Vol. 34, No.2, pp. 57 – 59.
24. The US Army LRAS3. Jane’s International Defense Review, 2001, Vol. 34, No.7, p. 61.
25. MATIS 3rd generation thermal imager. Проспект фирмы SAGEM, Франция, 2004.
26. Радиолокационный оптико-электронный комплекс контроля надводной обстановки “НАЯДА ТВП”. Проспект фирмы Горизонт, РФ, Ростов-на-Дону, 2004.
27 Проспект фирмы Cloud Nine (Photographic Services) Ltd., Великобритания, 1990.
28 Foss C.F. Elbit shows Mil Tomcar surveillance vehicle. Jane’s Defence Weekly, 2003, Vol. 40, No. 15, p. 15.
29. Hughes R. Israel extols “Solid Mirror”. Jane’s Defence Weekly, 2004, Vol. 41, No. 14, p. 15.
30. Special Repoet. US sector. Jane’s International Defense Review, 2002, Vol. 35, No.12, pp. 55 – 60.
31. Hewish M. Coyote prowis the wordl’s troublespots. Jane’s International Defense Review, 2002, Vol. 35, No.12, pp. 55 – 60.
32. Foss C.F. The future scout club. Jane’s Defence Weekly, 2003, Vol. 40, No. 7, pp. 23 28.
33. TM170 Mast from AB Wibe. Armada International, 1997, No. 1, p. 95.
34. Tactical Reconnaissance and Observation Systems. Проспект фирмы OMNIPOL, Чехия, 2003.
35. Light Tactical Reconnaissance Systems Проспект фирмы Kollsman, Inc., США, 2004.
36. Lancer team demonstratesintegrated ISR package. Jane’s International Defense Review, 2002, Vol. 35, No.8, p. 20.
37. Волков В.Г. Технология наблюдательных приборов день/ночь”. / Специальная техника, 2003, № 2, с. 2 – 9
38. RAPTOR (RAdar Plus Thermal Observation and Recognition). Проспект фирмы Thomson-CSF, Франция, 1997
39. LONG RANGE INFRARED SYSTEMS. MODEL IRTV-445L. Проспект фирмы Inframetrics, США, 1997
40. Next-generation BUR radar to start development in 2005. Jane’s International Defense Review, 2004, Vol. 37, No.6, p. 16