Tecnología de dispositivos de observación día/noche..
VOLKOV Viktor Genrikhovich,
Candidato de Ciencias Técnicas, Profesor Asociado
TECNOLOGÍA DE DISPOSITIVOS DE OBSERVACIÓN DÍA/NOCHE”
Para realizar operaciones especiales se necesitan dispositivos que proporcionen vigilancia las 24 horas. Las cuestiones relativas a la construcción de miras diurnas y nocturnas ya se han tratado en [1]. Aquí se describen principios de creación más generales y se describen soluciones técnicas específicas para dispositivos de observación diurna y nocturna. Estos dispositivos pueden montarse en la cabeza, ser portátiles, portátiles y transportables.
Las gafas de visión nocturna se utilizan como dispositivos de día/noche montados en la cabeza, proporcionando vigilancia las 24 horas del día. Tienen aumento de 1x. Durante la observación nocturna, el operador ve una imagen de la escena en un canal nocturno que contiene un convertidor electrón-óptico (EOC). Al mismo tiempo, utilizando un sistema de ocular de prisma, como en las gafas de visión nocturna Nights Cat [2] o AN/AVS-502, o espejos holográficos, como en las gafas HNV-1 o HNV-3D [2], el operador Puede observar directamente las escenas de la imagen, sin pasar por el canal nocturno. Así se logra la “visión de extremo a extremo”. Cuando el nivel de iluminación exterior aumenta bruscamente o cuando se expone a interferencias luminosas intensas (destellos de disparos, explosiones, llamas, faros, etc.), el canal nocturno se apaga y el operador observa directamente la escena con «visión a través». .
La observación única es conveniente cuando tiene que conducir un vehículo. Sin embargo, para el reconocimiento, es aconsejable que el canal diurno tenga un aumento de al menos 5 — 7x. En este sentido, Thomson-TRT (una división de Thomson-CSF) ha desarrollado unas gafas pseudobinoculares de día y noche NUIT-UGO [3] (foto 1, fig. 1). Los principales parámetros del dispositivo se dan en la tabla. 1. La resolución del canal nocturno con un ángulo de campo de visión de 400 y un aumento de 1x es de 1,5 mrad/línea/mm. Cuando se instala un accesorio telescópico con un aumento de 3x en la lente del dispositivo, el canal nocturno adquiere el mismo aumento, ángulo de campo de visión 130, resolución 0,6 mrad/línea/mm [3].
a) dispositivo; b) fijación telescópica
Foto 1. Gafas día-noche NUIT-OGO:
Fig. 1. Diagrama óptico de las gafas de día y noche NUIT-OGO, donde 1 – lente de canal nocturno, 2 – tubo intensificador de imagen, 3 sistema de oculares, 4 – lente de canal diurno, 5 – sistema de prisma envolvente de canal diurno, 6 – espejo dicroico
Tabla 1. Parámetros básicos de los dispositivos día/noche (según prospectos de la empresa)
| País/Empresa | Modelo | D, m | E | 2w, noche/día, grados. |
G, noche/día, horas |
Dioptría | Extracción, diámetro de salida. vista, noche/día, mm |
Peso, kg, dimensiones, mm |
U, V |
| RF LOMO |
Bison | 100 (h);25 (a) | 5×10-3 | 22/6 | 1.7/8 | 0,8 182х150х68 |
|||
| RF LOMO |
Centauro | 150 (h);50 (a) | 5×10-3 | 20/5 | 1(3)/8 | 0.5 120x100x65 |
3 | ||
| RF LOMO |
Centauro -2 |
100 (h) | 26/5 | 1/8 | 0,7 145х120х150 |
3 | |||
| RF LOMO |
Bison-2 | 150(h);15 (a) | 22/6 | 1.7/8 | |||||
| RF ZOMZ |
BDN | 8050’/50 | 2/7 | 16, 8 | 1.4 180x204x75 |
3 | |||
| RF NPAO “” |
DN-1.4 |
140(h) | 9/9 | 4/4 | ±4 | 1.29 240х150х89 |
3.2 | ||
| RF Por refinería |
1PN-54 | 1500 (p, t) | 5018’/60 | 5/5.5 | ±5 | 25, 4, base de ojo 56 – 72 mm |
18,5 607х544х245 |
6,25,
27 |
|
| RF Por refinería |
TKN- 3MK |
600(p, t); 600 (a, t) | 7,77/9,5 | 2.85/4.75 | ±4 | 22, 4,75 | 12,5 | 27 | |
| RF Refinería PO |
TKN-AI | 600(p, t); 600(p, t); 1000 (p, t) |
8(p), 1×2 (ai)/ 9,5 |
5/4,75 | ±4 | 22, 4,75 | 14.5 | 27 | |
| RF CJSC Darkos |
BPK-2 | 600 (p, t) ; 900 (a, t) |
3x
10-3 |
6040’/10 | 5.5/6 | 25 308х355х458 |
27 | ||
| EE.UU. Litton |
AN/ PVS -10 |
12/12, 8/8 |
1.6/1.6,
8.5/8.5 |
( -6)–(+2) | 76 | 2,5 | 3 | ||
| Reino Unido Sensores GEC |
SS-122 | 900 (p, t) | 10-3 | 6.5/6.4 -/25×10 |
9/9.3
-/1 |
-1,75 | 90/46, 6 | 24 | |
| Reino Unido Avimo |
320
Serie |
10-3 | 7/8 -/26×15 |
6.8/8
-/1 |
±4/±3 | ||||
| Francia Thomson -TRT |
NUIT-
UGO |
500 (h) | 10-3 | 4/6 | 1/8 | 0.6 | 3 | ||
| Noruega Simrad |
KN 200 | 10-3 | 10 | 1 | 1,55 | 3 | |||
| Noruega Simrad |
KN 250F | 10-3 | 12/7 | 3.5/6 | (-6)–(+2) | 65, 5.2, base de ojo 58 – 73 mm |
1.55 230x140x140 |
3 | |
| Países Bajos Signaal Usfa |
UP 1011 | 600 (p, t) | 6/6.2 | 24 | |||||
| Países Bajos Signaal Usfa |
UP-1001 | 1300 (p, t) | 4/6 2/2 |
24 | |||||
| Países Bajos Sistemas de sensores de Delft |
LRS-7 | 8/8 | 7/7 | ±5 | 90/46,
6 |
20 | 24 |
Nota.
1. D – rango de reconocimiento de una persona (h), tanque (t), m;
2. E – iluminación nocturna natural, lux;
3. 2w – ángulo del campo de visión, grados;
4. G – aumento, múltiple;
5. Dioptría. – límites de ajuste de dioptrías, dioptrías;
6. U – tensión de alimentación, V;
7. p – modo pasivo, a – modo activo, a y modo de pulso activo
La tecnología día/noche se utiliza más ampliamente en pantallas frontales (HUD), HMD con pantalla montada en casco y miras montadas en casco (HMS). Estos dispositivos montados en la cabeza se han generalizado en la aviación para equipar a pilotos de helicópteros y aviones, así como para equipar a soldados de las fuerzas especiales: «soldados del siglo XXI».
Foto 4. Dispositivo Night Viper
Foto 5. Dispositivo EF 2000
Foto 6. AH-1Z HMD
Honeywell (EE. UU.) [11] ha desarrollado un dispositivo IHADSS integrado que proporciona funcionamiento las 24 horas del día y se fabrica en dos modificaciones: para pilotar un helicóptero por el primer piloto y para disparar un arma de helicóptero por el segundo piloto. La apariencia del dispositivo se muestra en la foto 7. En el dispositivo, la imagen se crea mediante un sistema combinado de televisión térmica TADS/PWVS [12]. El dispositivo se alimenta de la red de a bordo ~115 V 400 Hz, consume energía 460 W. El ángulo de visión en azimut es ±1200, en paso (-70) – (+40)0. La precisión de la designación del objetivo es de 5 mrad, la velocidad de seguimiento del objetivo es de al menos 120 grados/s. El ángulo de visión de la pantalla del primer piloto es de 400 (horizontal) x 300 (vertical), y el del segundo piloto es de 50. La masa total del dispositivo con todos sus bloques no supera los 22 kg. Al mismo tiempo, la parte de la cabeza del dispositivo no pesa más de 0,5 kg. En la figura. La figura 2 muestra un diagrama de bloques general del dispositivo, donde: 1 helicóptero, 2 – dispositivo PWVS, 3 – dispositivo TADS, 4 misiles guiados, 5 – cañón de 30 mm, 6 unidad de comunicación en el helicóptero, 7 – computadora del sistema de control de incendios, 8– generador de caracteres, 9 unidad de visualización electrónica, 10 – panel de control de visualización, 11 – circuito de control, 12 óptico salida del dispositivo de observación, 13 HUD del primer piloto, 14 — HUD del segundo piloto, 15 sensor del sistema de posicionamiento, 16 bloque de mira electrónico, 17– imagen observada de la escena. El sistema de posicionamiento sigue la posición de la cabeza del piloto y sincroniza estos datos con la dirección del arma. Los símbolos de signos y la información de servicio se proyectan en la imagen observada a través de la pantalla.
Foto 7. Dispositivo IHADSS
Fig. 2. Diagrama de bloques del sistema TADS/PWVS
Elbit (Israel) [13] produce un dispositivo de helicóptero día/noche MiDASH de diseño modular. La foto 8 muestra la apariencia del dispositivo día/noche Topowl para el helicóptero Tiger de la Fuerza Aérea francesa [14]. La foto 9 muestra la apariencia del dispositivo “día/noche” Striker HMD de la familia BAE Systems para un caza europeo [14]. Sextant Avionique ha desarrollado un dispositivo “día/noche” para un helicóptero sudafricano [15]. El HUD monocular de Elbit y El-Op (Israel) está diseñado para trabajar durante el día e ingresar información de servicio desde la pantalla de un tubo de rayos catódicos [16]. El segundo ojo del piloto puede equiparse con un monocular nocturno. La foto 10 muestra el dispositivo HUD Agile Eye de Kaiser Electronics (EE. UU.) para el avión F-16A. El ángulo del campo de visión del dispositivo es 200 [16]. La foto 11 muestra el HUD integrado de GEC Marcony. Combina las gafas de visión nocturna HMS Falcon Eye y Cats Eyes [2]. En este caso, los canales nocturnos también se encuentran en las superficies laterales del casco [16]. La foto 12 muestra la apariencia del sistema integrado día/noche MONARC de Honeywell (EE.UU.) [16]. En los últimos años, el ángulo del campo de visión de dispositivos similares se ha ampliado a 135×350 [17], mientras que el valor tradicional de este ángulo es 20 – 400 con una masa de 1,27 a 2 kg y una resolución típica de 3,5 mrad [18]. Los avances en el desarrollo de HUD día/noche están relacionados principalmente con la optimización de las pantallas. Hasta hace poco, se utilizaban tubos de rayos catódicos como pantallas.
En los últimos años, los indicadores de cristal líquido (LC) se han convertido en serios competidores [19]. Kaiser Electro-Optics (EE.UU.) ha logrado un gran éxito en este sentido. Los principales parámetros de las pantallas de esta empresa se dan en la tabla. 2. La apariencia del modelo Pro View™ 60 se muestra en la Fig. 3. Los principales parámetros de las pantallas modernas se muestran en la tabla. 3 [22]. La creación de tales pantallas es de gran importancia para el desarrollo de dispositivos diurnos y nocturnos, no sólo en interés de la aviación, sino también de las fuerzas especiales terrestres, para equipar al «soldado del siglo XXI». La ideología del desarrollo de sus equipos se expone en los trabajos [24 – 34]. Del análisis de estos trabajos se desprende que el “soldado del siglo XXI” debe estar equipado con un sistema “día/noche” montado en la cabeza. Como canal nocturno se utiliza o bien un monocular nocturno [2] basado en un tubo intensificador de imagen de cuarta generación, o un sistema de TV de bajo nivel basado en un tubo intensificador de imagen acoplado a una matriz CCD [35], más un canal diurno en color. Cámara de TV con imagen integrada que se muestra en la pantalla.
Esta imagen se proyecta en la visera del casco del soldado. En el mismo escudo se proyecta un mapa de la zona, que indica la posición del soldado y datos cuantitativos obtenidos mediante un sistema de comunicaciones por satélite y necesarios para vincular posiciones de tiro, controlar armas de precisión y coordinar acciones con otros soldados. El dispositivo también puede incluir un sensor de resonancia magnética para medir coordenadas con una precisión de ±10 mrad [30]. En este caso, cada arma está equipada con una mira termográfica, por ejemplo AN/PAS-13 [26], cuya imagen se transmite a la pantalla montada en el casco. Gracias a esto, el soldado puede disparar en cualquier momento del día y en malas condiciones climáticas. En este caso, el soldado puede disparar desde una cobertura, colocando solo una ametralladora, como se muestra en la foto 13. Además de una mira térmica, el arma puede equiparse con una cámara de televisión, un telémetro láser, una brújula digital, Designador de objetivo láser IR, por ejemplo, AN/PAQ -4C [26].
Utilizando una cámara de televisión, los datos de todos estos dispositivos también se transmiten a la pantalla montada en la cabeza. También está equipado con un sensor que indica si un soldado está expuesto a radiación láser. En la figura. La figura 4 muestra el equipamiento del “soldado del siglo XXI” con un sistema “día/noche” montado en la cabeza, y la foto 14 muestra el arma individual del “soldado del siglo XXI” de Alliant Techsystems (EE.UU.), equipada con una cámara termográfica. mira y una cámara de televisión que permite apuntar las 24 horas y en cualquier clima. La masa total del dispositivo óptico-electrónico no supera los 2,4 kg con un consumo de energía de 6 W. El alcance de detección de personas es de 800 m, el alcance de reconocimiento de vehículos es de 1000 m. El telémetro láser mide alcances de hasta 2500 m con una precisión de ±1 m [31]. Un sistema de este tipo se está desarrollando en interés del ejército estadounidense en el marco del programa Land Warrior (LW). Sin embargo, Rautheon (EE.UU.) ha creado un prototipo de sistema que es 1,15 kg más ligero que el dispositivo desarrollado en el marco del programa LW [31]. Por lo tanto, el progreso en el campo de la creación de dichos sistemas es evidente.
Foto 8. Topowl
Foto 9. Striker HMD
Foto 10. Dispositivo Agile Eye
Foto 11. HUD integrado de GEC Marconi
Foto 12. Sistema MONARC
Tabla 2. Principales parámetros de los head-mounted displays de Kaiser Electro-Optics Inc . [21, 22]
| Modelo | SIM EYE™ 40 |
SIM EYE™ 60 |
Vista profesional ™ 40ST/50ST |
Pro View™ 60s |
Pro View™ 80s |
| Ángulo del campo de visión, grados . | 60(horizontal)x 40(vertical) |
80 (montaje)x 60(vert) |
47(montaña)х 54(vert) |
48(montaña)х 36(vert) |
65(hor)x 50(vert) |
| Diámetro de la pupila de salida, mm | 115 | 15 | |||
| Alrededor ocular, mm | 25 | 25 | 20 | 50 | 50 |
| Iluminancia para el ojo, foot-lambert | >6 | > ;6 | 6 | 25 | |
| Resolución, ángulo mín. | 2,7 | 4,0 | 3,4 | 4,5 | 6 |
| Contraste | >20:1 | >20:1 | 20:1 | 25:1 | 20:1 |
| Peso, kg | 2,04 | 2, 86 | 1.22 | 1.02 | 1.13 |
| Formato de vídeo | 1280×1024 1024х1024 640х480 |
1280х1024 1024х1024 640х480 |
(640×2) x480 | (640х3)х480) | (640х3)х480) |
| Fuente de alimentación | =90 – 250 V 47 – 63 Hz 5 A |
=90 – 250 V 47 – 63 Hz 5 A |
~ 120 V 60 Hz ~240 V 50 Hz 25 W |
~120 V 60 Hz ~240 V 50 Hz 25 W |
~120 V 60 Hz ~240 V 50 Hz 25 W |
Nota. La masa del dispositivo incluye la masa del casco, la óptica, CRT
Fig. 3. Dispositivo Pro View™ 60
Foto 13. El principio de disparar desde la cobertura,
garantizar la seguridad del tirador
Fig. 4. Equipo del “soldado del siglo XXI” con un sistema “día/noche” montado en la cabeza
Foto 14. Arma individual del “soldado del siglo XXI de Alliant Techsystems
| País/empresa | Color. (c) o negro- blanco (b/n) |
Modelo | Dimensiones (diag.) pantalla, pulgadas |
Número px |
Ángulo campos de visión, grados |
Contraste | Rango de temperatura de funcionamiento , 0С |
Peso, kg; dimensiones, mm |
U, V |
| EE.UU. Aviónica |
ts |   ; | 320×234 | 65х40 | >50:1 | (-40)– (+60) | 2; 114х127х119 |
=28 | |
| EE.UU. Comunicación I-3 Pantalla Sistemas |
ts | Actew- 640 |
5×3 | 60×60 | >8:1 | (-54)–(+71) | 178x152x127 | =28 | |
| Estados Unidos Northrop Grumann Navegación Sistema División |
c/b/w | NG-4170 | 10.4 | 640×480 800×600 1024×768 |
45×35
45× ;25 |
30:1 | (-37)–(+49) | 3.08; 266x228x45.5 |
=16 – 36 |
| Israel Elbit Sistemas |
ts | MDC-68 | 6×8 | 600×800 | 7:1 | Militar. estándar |
2,86; 290х193х110 |
=28 | |
| Israel Elbit Sistemas |
ts | TAD | 6&# 215;8 | 600×800 | Estándar militar | 2,86 ; 114х127х119 |
=28 |
Junto con los dispositivos “día/noche” para el “soldado del siglo XXI”, las áreas tradicionales de dispositivos día/noche continúan desarrollándose”. Estos incluyen gafas de visión nocturna y dispositivos portátiles: binoculares, como el dispositivo NUIT-UGO de Thomson-CSF, ya descrito anteriormente. La misma empresa desarrolló los binoculares día/noche S21T para observar objetivos las 24 horas y medir sus parámetros [24]. JSC ZOMZ ha desarrollado unos prismáticos día/noche BDN» [37]. El dispositivo proporciona imágenes estereoscópicas tanto en el canal diurno como en el nocturno (foto 15). El cambio de canal sincrónico se realiza con una sola tecla. El límite de resolución en el modo “día” es 8″, en el modo “noche” – 100″. El dispositivo es resistente al agua bajo la lluvia, fiable y fácil de operar. La fuente de iluminación IR incorporada brinda la posibilidad de observar en completa oscuridad. El dispositivo funciona a temperaturas ambiente de -30 a +350C. El resto de parámetros del dispositivo, así como otros dispositivos día/noche basados en tubos intensificadores de imagen, se detallan en la tabla. 1. En LOMO se desarrollaron los dispositivos portátiles de observación diurna y nocturna Bison, Centaur y Centaur-2 (Tabla 1). Los dispositivos están fabricados sobre la base de un tubo intensificador de imagen de primera generación con un factor de conversión de 1000. El límite de resolución en el dispositivo Bison es 10″ en el modo “día”, 3,5′ ”, y en el dispositivo “Centaur”, respectivamente, 10″ y 3,5′. Los límites de enfoque de los dispositivos en el modo “día” son 2 m – Ґ, en el modo “noche” – 0,5 m – Ґ [38].
Foto 15. Prismáticos BDN
Simrad (Noruega) ha desarrollado un dispositivo de observación día/noche KDN 250F (foto 16) [39]. Consta de módulos estándar: canal nocturno 1 y binocular diurno 2. El emparejamiento de estos módulos se realiza según el diagrama de la Fig. 5a, donde 1 es una lente de espejo, 2 es un tubo intensificador de imagen de generación II+ o III, 3sistema ocular, 4: un espejo con revestimiento dicroico que transmite la región visible del espectro y se refleja en el área del espectro de emisión de la pantalla intensificadora de imágenes, 5 > – canal diurno. En el diagrama según la Fig. El cambio de espejo 5b 4 permite un emparejamiento adicional con el dispositivo de una videocámara o cámara 6. Siguiendo el mismo principio, la empresa creó el dispositivo KDN 200, montado sobre un trípode [39]. Los dispositivos pueden funcionar de forma continua durante al menos 80 horas a una temperatura de 200 C. El rango de temperatura de funcionamiento es de -40 a +520 C. La resolución del dispositivo durante la noche es de 1 mrad/línea/mm con una iluminación de 10-3 lux, y durante el día está limitada únicamente por las capacidades del ojo. El rango de enfoque es de 25 m — Ґ y el rango de ajuste de la base del ojo es de 58 — 73 mm. Otros parámetros de los dispositivos se dan en la tabla. 1. La foto 17 muestra el dispositivo de observación día/noche 1PN54 [40]. Está diseñado para monitorear el terreno, reconocer objetivos y ajustar el fuego de artillería durante el día y la noche. El dispositivo tiene forma de periscopio con ramas diurnas y nocturnas. Puede instalarse sobre un trípode o en un vehículo blindado de reconocimiento del tipo BRDM. El mecanismo de guía vertical y la escala para medir los ángulos de elevación se encuentran directamente en el cuerpo del dispositivo. El mecanismo de guía en los planos horizontal y vertical con una escala con escala para medir los ángulos acimutales es extraíble. El dispositivo está equipado con una brújula y un nivel para nivelar. Los controles proporcionan ajuste manual del brillo de la retícula, enfocando la lente de la rama nocturna, cambiando los modos día/noche, activando el filtro de densidad neutra en la rama diurna y cerrando el obturador de la lente de la rama nocturna. Se proporciona ajuste automático del brillo de la pantalla intensificadora de imágenes. El rango de medición para ángulos horizontales y verticales es 60-00 y ±3-00 respectivamente*. El valor de la división del conteo fino es 0-01. Otros parámetros se dan en la tabla. 1.
Foto 16. Dispositivo KDN 250F: 1 – canal nocturno; 2 – binoculares diurnos
Foto 17. Dispositivo 1PN54
Fig. 5. Diagrama óptico del dispositivo KDN 250 F
Lea el final del artículo en el próximo número
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