Лучшй прицел ночного видения для охоты: классификация, популярные бренды, характеристики

Назначение

Таким прицелом можно дополнить оснащение как спортивного, так и охотничьего ружья, причем даже крупного калибра, поэтому с его помощью возможна стрельба даже на дальние дистанции. Любой прицел ночного видения оснащен светосильной оптикой, это и позволяет вести наблюдения даже в безлунную ночь. За счет мощной оптики точность наводки повышается в несколько раз.

Как правило, имеется и прицельная сетка. Удобнее, если она будет с дальномерной шкалой — это поможет точнее определять расстояние, разделяющее стрелка и цель. Большую часть параметров в оптическом прицеле определяется ЭОП — электронно-оптическим преобразователем, однако существуют и цифровые прицелы. Они укомплектованы матрицей ПЗС.

Классификация

Приборы ночного видения классифицируются по поколениям. Поколение 1+ и 1: модели являются самыми демократичными по соотношению цены и качества для любительских приборов. У них базовый функционал и довольно небольшие возможности, что, тем не менее, не мешает им быть востребованными на рынке. К положительным сторонам, судя по отзывам, можно отнести вполне доступную цену. Из недостатков в первую очередь стоит отметить размытость изображения по краям и чувствительность к засвету. Также вместе с прицелом из поколения 1 или 1+ необходимо использовать дополнительные мощные инфракрасные осветители. В моделях 1+ разрешение электронно-оптического преобразователя выше, имеется и защита от засветов. В целом они выдают изображение более четкое, нежели поколение 1, даже по краям картинки. Они гораздо совершеннее и неплохи для использования даже в городской среде.

Принципы работы ПНВ

Упомянуто: оба аппарата принимают излучение, в случае с ПНВ главенствующую роль играет подсветка. Вот как работает устройство. Типовой ПНВ содержит следующие части:

1. Оптическая система.
2. Усилители.
3. Подсистема построения изображения.
4. Тракт подсветки.

Лучи входят через профессиональный окуляр, в фокусе линзы зафиксирована фотоэлектродная пластина. С нее начинается усилительный тракт, агрегат помещен в чистый вакуум, чтобы молекулы воздуха не мешали движению внутри электронов. Разумеется, поток продолжает отклоняться гравитационным полем Земли, на протяжении длины корпуса ПНВ эффект малозаметен.

Итак, свет выбивает из круглой фотоэлектродной пластины электроны, увлекаемые положительным потенциалом микроканального усилителя. Об устройстве стоит поговорить отдельно.

Круглая пластинка, образованная множественными мелкими сотами, неразличимыми невооруженным глазом. Настигая ячею, элементарная частица выбивает несметное число электронов, процесс нарастает лавинообразно.

Мнение эксперта

Смирнов Александр Станиславович

Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет

На оборотной стороне пластины в районе соты выходит рой зарядов, движущихся дальше на люминофорный экран. Как у телевизора, только одного цвета – зеленого.

Оттенок выбран из условия максимальной чувствительности человеческого глаза, минимального напряжения психики.

Выходная оптическая система формирует картину для глаза. В бинокулярах поток раздваивается на оба зрачка.

Во многом удобнее в силу особенностей работы человеческого мозга. У военных часто находят применение монокуляры.

Единичные конструкции сочетаются с тепловизионными, ночными прицелами, что удобнее при рекогносцировке. Купить прибор ночного видения с кратностью свыше 1, будет стоить денег.

На увеличение устройства не работают, позиционируются как тактическое преимущество в режиме реального времени.

Обратите внимание, внутри усилительной трубки царит вакуум, который не отклоняет прямолинейного движения электронов. В противном случае картинка не то чтобы будет размытой, вовсе не получится. Только полное отсутствие воздуха позволит прибору работать. Должно быть понятно сталкивавшимся с ламповыми электронными устройствами. Прямолинейное движение обусловлено правильной расстановкой потенциалов:

• На фотоэлектроде потенциал ниже усилительной пластинки. Самое высокое напряжение на люминофоре.

Подобный принцип используется электронно-лучевыми трубками старых телевизоров. Бытовые приборы используют три цвета люминофора.

Следующая ступень

Часто люди прилагают много усилий, чтобы найти качественную и функциональную, но при этом относительно недорогую вещь. Если брать такую вещь, как прицел ночного видения для охоты, то модели из поколения 2 и 2+ и есть та самая «золотая середина». Они отлично работают в условиях плохой освещенности, а также, если сравнивать с аналогичными приборами предыдущего поколения, имеют гораздо большее дальнодействие. Электронно-оптический преобразователь 2 или 2+ поколения может обеспечить хорошую видимость даже в безлунную ночь. Однако для городской среды не очень подходит и свои лучшие характеристики показывает при использовании на открытой местности, повышая эффективность стрельбы до 80-90 %.

Как выбрать прицел ночного видения: основные характеристики

Чтобы подобрать лучший прицел ночного видения для своих целей, нужно обратить внимание на основные характеристики таких устройств, от которых зависит четкость картинки, дальность обзора, возможность применения при плохом освещении и удобство использования.

Диаметр и светосила объектива

Чем больше количество света, который может собрать прицел ночного видения для охоты, тем эффективнее он работает. ПНВ с объективом большого диаметра собирает максимальное количество света и обеспечивает яркую четкую картинку.

Светосила – это величина, которая показывает соотношение фокуса объектива и его диаметра. Современные приборы ночного видения имеют светосилу порядка 1,5-2. Чем меньше это значение, тем большей светосилой обладает объектив и тем более четкую картинку он может обеспечить.

Кратность увеличения

Кратность увеличения прицела ночного видения обычно указана в его названии. Если она составляет, к примеру, 3X, это значит, что объект наблюдения, расположенный в 150 метрах от охотника, будет выглядеть так, как будто он находится в 50 м. Кратность увеличения прицела определяется характеристиками объектива и окуляра, а также фокусным расстоянием.

Поле зрения

Этот параметр указывается в характеристиках прицела ночного видения в градусах. Чем больше его значение, тем больший угол обзора обеспечивает устройство. Хороший обзор поможет сориентироваться на местности и позволит охватить большую область наблюдений. Нужно иметь в виду, что увеличение кратности прицела ночного видения приводит к уменьшению поля зрения, поэтому нужно подобрать оптимальный баланс между этими двумя характеристиками.

Фокусировка

В технических характеристиках прицела ночного видения может быть указан диапазон фокусировки. Это рабочие расстояния устройства, на которых оно обеспечивает хорошую картинку. На эту характеристику необходимо обратить внимание, чтобы подобрать ночной прицел, который наилучшим образом будет соответствовать вашим задачам. При проблемах со зрением перед покупкой стоит также уточнить диоптрийную коррекцию окуляра прицела ночного видения.

Разрешающая способность

Приборы с высоким разрешением обеспечивают четкую картинку с прорисовкой мелких деталей. Этот параметр измеряется в количестве видимых штрихов на миллиметр. Максимальную разрешающую способность имеют ПНВ последнего поколения, более старые модели значительно уступают им в качестве изображения.

Габариты и вес прицела ночного видения

Эти параметры приобретают особое значение при длительном использовании прицела ночного видения. Лучшая механика и оптика – не единственные отличия более дорогих приборов. Они также отличаются более продуманной оптимизированной конструкцией, которая сводит размеры и вес устройства к минимуму.

Лучшие из лучших

В третьем поколении представлены самые совершенные на данный момент приборы ночного видения. Если электронно-оптический преобразователь в прицеле заявлен как представитель этого поколения, можно быть уверенным, что в комплект входит фотокатод, основанный на арсениде галлия: эта техника превосходно работает, даже если освещенность предельно низкая. ЭОП третьего поколения имеет наиболее высокое, по сравнению с предыдущими, разрешение, что гарантирует картинку высокой четкости. Детали и качество не теряются даже при увеличении изображения в пять раз и выше. Прицел ночного видения третьего поколения — это образец качества и функциональности. Единственным недостатком можно считать достаточно высокую цену для всей линейки.

Появление первых ПНВ

Несмотря на заявления Википедии, что первенство принадлежит фашистам, прибор ночного видения СССР тоже выпускало. Работа велась до начала Второй мировой войны.

Удалось ввести в обиход Морфлота пеленгаторы, источники ИК-излучения, играющие роль навигационных огней. Невооруженный глаз заметить присутствия инфракрасных маяков бессилен, повышалась в ночное время скрытность передвижения войск.

Работами в СССР занималось НИИ 801, на базе которого в 1983 году создано отделение 1100 Орион. С 1991 года переименовано в СКБ ТНВ.

Обратите внимание, люди занимались и тепловизорами. Изначально обе ветви шли бок о бок.

Привели далеко не полную историческую экспозицию становления отрасли, поскольку не считаем важным рассматриваемому вопросу. В состав отдела разработки ПНВ входили:

1. Светотехническая лаборатория.
2. Фотометрическая лаборатория.
3. Отдел источников питания.
4. Отдел приборов бортового назначения.
5. Отдел приборов наземного назначения.
6. Отдел физических основ ночного видения.
7. Навигационные приборы.
8. Отдел тепловизоров.
9. Подразделение конструкторов.

Занималась структура поиском новых методов построения изображения на основе невидимых участков спектра. Различимая глазом часть электромагнитных колебаний является малой толикой глобальной картины Вселенной.

Факт задействовали изысканиями советские ученые. Первый ПНВ с подсветкой создан в начале 50-х годов. Разумеется, конвейер снабжал оборонку. Детский прибор ночного видения тогда мало кого интересовал.

Ракетные комплексы наведения класса земля-воздух, воздух-воздух работают по принципу пеленгации инфракрасного излучения работающего двигателя летательного аппарата. Вне зависимости от того, что перехватывают, вертолет, самолет, другую ракету.

Первые конструкции достаточно громоздки. Чего стоит источник питания напряжением 45 кВ.

Медленно, но верно, дело шло вперед к эргономизации, экономизации, оптимизации. Пригодились наработки термоэлектрических холодильников, засекреченных до французской конференции 1992 года.

Мнение эксперта

Смирнов Александр Станиславович

Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет

Значительный сдвиг в конструировании приборов ночного видения дал многощелочной катод. Прибор имел низкий темновой ток, не требовал охлаждения, свойствами на порядок превосходил кислородно-цезиевые эквиваленты.

Это интересно: Алгоритм действий гражданина при угрозе или совершении террористического акта

Преимущества

Купить цифровой аналог 2+ поколения можно за сумму от 40 тысяч рублей, что на порядок ниже, чем у приборов с преобразователем. Еще одно его преимущество — это качество выдаваемой картинки, оно на высоком уровне как в центре, так и по бокам, однако в цифровом формате кроется и недостаток: изображение может слегка «подтормаживать». Таким образом, может стать проблемой ведение с помощью цифрового прицела стрельбы по движущемуся зверю или стрельба с подхода, однако если есть возможность дать ему «настроиться» и подержать мишень на мушке, то он ничем не будет уступать прибору с преобразователем.

Dedal-180 HR (100)

Прицел ночного видения «Дедал» весьма популярен среди охотников. Несмотря на то что в нем установлен преобразователь первого поколения, он почти не уступает 1+ и даже второму, однако и цена такого устройства на порядок выше минимальной планки — от 35 тысяч рублей. Это прицел ночного видения производства отечественной . Позволяет совершать выстрелы с расстояния до 150 метров. При оснащении прибора инфракрасным фонарем можно увеличить дистанцию до двухсот метров. В нем установлен объектив диаметром сто миллиметров, что вместе с чувствительным фотокатодом (около 350 мкА/лм) и мощным осветителем выдает качественное изображение при низком освещении и даже в безлунную ночь.

Прочие характеристики

Прибор подойдет как для дальней стрельбы, так и для выстрелов с короткой дистанции, в том числе по движущейся цели, за счет угла поля зрения в 10о. Практически на все основные виды оружия можно установить прицел ночного видения. Гладкоствольного или нарезного оружия очень много, но «Дедал» имеет три вида крепления: боковое, weawer и европризму, что позволяет использовать его практически со всеми моделями. В этот список входит даже «Магнум» 12 калибра. Весит прибор немного — всего 850 грамм. Продолжительность работы от двух батареек АА составляет до шестидесяти часов.

Pulsar Sentinel G2+ 3х50

Прицел ночного видения «Пульсар» предназначен для оружия с дульной энергией до 6000 Дж. Это модель для охоты из популярной серии Sentinel, созданная на базе отечественного электронно-оптического преобразователя типа ЭПМ66Г2. Он обладает высоким коэффициентом усиления света, также улучшена чувствительность фотокатода.

Устройство относится к поколению 2+ и может использоваться при различном освещении. Имеется 3х-увеличение, что позволяет производить прицельные выстрелы на большой дистанции (до километра). Прицел ночного видения Pulsar в модификации G2+ 3х50 имеет встроенный инфракрасный осветитель. Наличие светосильного объектива диаметром 50 мм и его внутренняя фокусировка дают высококачественное изображение, даже если дистанция прицеливания минимальна (пять метров). Угол поля зрения равен 13 градусам. В приборе имеется дальномерная прицельная метка типа Mil-Dot, причем можно выбирать цвет в зависимости от условий освещенности: красный при хорошем свете, зеленый — в случае если отсутствует контраст между фоном и целью. Влагостойкий корпус прицела сделан из титана, что создает дополнительный уровень защиты для оптики. Комплектуется Pulsar Sentinel G2+ 3х50 пультом управления и блоком питания со стабилизацией напряжения. С включенным инфракрасным осветителем время работы без смены батарей составляет около семидесяти часов. Имеется несколько видов креплений: Weawer Long, европризма, боковое и Weawer Auto. Масса прибора равна 1 кг, однако может незначительно меняться в зависимости от выбора крепления. Следует уточнить, что этот прицел ночного видения для гладкоствольного ружья любого калибра будет оптимален, однако может не подойти для некоторых моделей нарезного оружия. При выборе следует ориентироваться на максимально допустимую для прибора дульную энергию.

ИК приборы ночного видения — история поколений

Сказав А, скажи и Б… в продолжение темы по ИК- приборам ночного видения предлагаю статью

Саликов Вячеслав Львович

Источник: журнал «Специальная Техника»

Несовершенство собственной природы, компенсируемое гибкостью интеллекта, непрерывно толкало человека к поиску. Желание летать как птица, плавать как рыба, или, скажем, видеть ночью подобно кошке, воплощались в действительность по мере достижения требуемых знаний и технологий. Научные изыскания часто подстегивались нуждами военной деятельности, а результаты определялись существующим технологическим уровнем.

Расширение диапазона зрения для визуализации недоступной для глаз информации является одной из наиболее трудных задач, так как требует серьезной научной подготовки и значительной технико-экономической базы. Первые успешные результаты в этом направлении были получены в 30-х годах ХХ века. Особенную актуальность проблема наблюдения в условиях низкой освещенности приобрела в ходе Второй мировой войны. Ее практическая реализация предоставила возможность действовать в сумерках и ночью без использования источников видимого света.

Первые успехи применения техники ночного видения, еще не осознанные общественностью, сделали войну при свете звезд мечтой военных специалистов. На достижение результатов были затрачены колоссальные средства, выделяемые как правительствами, так и ведущими фирмами развитых стран. О “победе над ночью” заговорили уже во время войны в Персидском заливе. Последующие конфликты в Югославии и Чечне сделали ночной бой неизбежным атрибутом современной войны.

Естественно, усилия, затраченные в этом направлении, привели к прогрессу в научных исследованиях, медицине, техники связи и других областях. Адаптированные для индивидуального использования, аналоги военной техники находят все более широкое применение для нужд правоохранительных органов, служб охраны, спасения, задач навигации, среди любителей ночной охоты и т.п. Изменение конъюнктуры рынка, ставшей следствием глобальной реструктуризации экономики из-за падения ряда политических барьеров в последние десятилетия, привело к стремительной коммерциализации продукции современного высокотехнологичного производства. В итоге, результаты научно-технических разработок, основанные на знаниях о волнах оптического диапазона не только видимой области спектра, но и инфракрасного (ИК) излучения, сегодня стали доступными потребительским товарам.

К сожалению, вопросы техники ночного видения, открыто обсуждавшиеся в широких кругах развитых стран, в СССР (России) были ориентированы только на представителей ВПК и непосредственных разработчиков. Краткая ретроспектива истории приборов ночного видения (ПНВ) и обзор современного состояния данного сегмента рынка оптоэлектронной продукции призваны, отчасти, восполнить этот пробел.

Принцип действия классического ПНВ основан на преобразовании ИК-излучения, создаваемого на наблюдаемом объекте свечением ночного неба, звездами и луной, в видимый свет. Функциональная блок-схема оптического тракта современного ПНВ представлена на рис. 1.

Рис. 1. Функциональная блок-схема оптического тракта современного ПНВ

1. Объект наблюдения
2. Корпус ПНВ
3. Объектив
4. ЭОП со встроенными МКП, ВОЭ и ВИП
5. Окуляр
6. Элементы питания, обычно пальчиковые батарейки (типа АА)
7. Встроенная ИК-подсветка

Изображение наблюдаемого объекта через объектив проецируется в перевернутом виде на входное стекло электронно-оптического преобразователя, представляющего собой “высоковакуумную лампу” с двумя плоскими торцами, входным и выходным окнами соответственно. На внутренней стороне входного окна нанесен тонкий полупрозрачный слой светочувствительного материала (фотокатод), испускающий электроны при поглощении квантов света. На внутренней стороне входного окна находится слой люминофора, материала, излучающего свет при попадании на него электрона (экран). Перенос электронов, эмитированных фотокатодом, обеспечивается электростатическим полем, для чего к фотокатоду и экрану приложено напряжение в несколько кВ. Полученное на экране изображение рассматривается через окуляр.

В современных конструкциях ЭОП для усиления изображения используется вторично-эмиссионный усилитель или микроканальная пластина (МКП), устанавливаемая между фотокатодом и экраном. МКП позволяет получить усиление в десятки тысяч раз, а в некоторых ЭОП специального назначения – до 107 раз, что достаточно для регистрации единичных фотонов.

Входное и выходное окна ЭОП выполняются на плоском стекле или на волоконно-оптической пластине (ВОП). Для оборота изображения на 180о в качестве выходной ВОП используется волоконно-оптический оборачивающий элемент (ВОЭ), он же твистер. В более сложных конструкциях для оборота изображения используется бинокулярный окуляр или дополнительный линзовый оборачивающий элемент.

Несмотря на простоту конструкции и минимальное количество узлов, к каждому элементу ПНВ предъявляются довольно высокие и часто противоречивые требования. Очевидно, наиболее сложным и ответственным узлом ПНВ, определяющим как его предельные параметры, так и цену, является ЭОП. Историю рождения и совершенствования этого узла следует считать показательной для технократической эпохи.

“Стакан Холста”

Первый преобразователь был разработан Холстом с соавторами в исследовательском центре фирмы “Филипс” (Голландия) в 1934 году. Он остался известен как “стакан Холста”. Его схема, иллюстрирующая принцип действия, приведена на рис. 2.

Рис. 2. Принцип действия “стакана Холста”

Этот ЭОП представлял собой два вложенных друг в друга стакана, на плоские донышки которых и наносились фотокатод и люминофор. Приложенное к этим слоям высоковольтное напряжение, создавало электростатическое поле, обеспечивающее прямой перенос электронного изображения с фотокатода на экран с люминофором. В качестве фоточувствительного слоя в “стакане Холста” использовался серебряно-кислородно-цезиевый фотокатод (или S-1), имевший довольно низкую чувствительность (рис. 3), хотя и работоспособный в диапазоне до 1,1 мкм. К тому же, этот фотокатод обладал высоким уровнем шумов, для устранения которых требовалось охлаждение до минус 40 оС.

Рис. 3. Кривые спектральной чувствительности фотокатодов ЭОП

1. S-1; 2. S-20; 3. S-25; 4. S-25R (2+); 5.GaAs; 6. Near IR GaAs

Эти недостатки позволяли использовать ЭОП только в активном режиме, то есть с подсветкой наблюдаемого изображения ИК-прожектором. Кроме того, изображение на экране получалось нерезким. Расстояние между фотокатодом и экраном следовало делать возможно малым из-за разлета электронов, покидающих фотокатод под различными углами. В “стакане Холста” оно составляло несколько мм и сократить его было невозможно по технологическим причинам.

Появление первых ЭОП в условиях предвоенной обстановки вызвало значительный интерес. “Стакан Холста” был доработан до уровня серийного производства фирмой EMI (Англия), и с 1942 по 1945 год их было выпущено несколько тысяч штук (рис.4).

Рис. 4. Первые серийные образцы “стакана Холста”.

Из-за “букета” недостатков ранних ЭОП первые ПНВ отличались значительными массогабаритными параметрами и энергопотреблением, а также невысоким качеством изображения.

Тем не менее, они активно применялись в ходе Второй мировой войны всеми сторонами. Весьма успешным оказалось применение ПНВ с ИК-прожекторами Германией для обеспечения действий боевых машин. В результате Советская армия понесла серьезные потери в боях в районе венгерского озера Балатон. Стремление уравнять шансы и лишить противника возникшего преимущества вынудило советское командование подсветить зенитными прожекторами поле боля при форсировании реки Одер*. Следует отметить, что для нужд германской армии использовались более современные ЭОП с электронно-оптической фокусировкой, обеспечивающей разрешение на экране до 20 мкм, а в более сложных вариантах даже до 1 мкм.

Крупных успехов добились американские и английские фирмы. Хорошо известны ночные прицелы для стрелкового оружия “Снайперскоп”, удачно примененные при десанте американцев на остров Окинава. Раритетная фотография американских перископических очков показана на рис. 5.

Рис. 5. Раритетная фотография американских перископических очков

Примечание: * Мнение автора

Нулевое поколение.

Достижения электронной оптики середины 30-х годов позволили заменить прямой перенос изображения фокусировкой электростатическим полем. В этом направлении за рубежом активно работали Зворыкин, Фарнсворд, Мортон и фон Арденна, а в СССР – Г.А. Гринберг, А.А. Арцимович. В результате были разработаны трех-, а затем и двухэлектродная системы, обеспечивавшие усиление порядка сотен раз с одновременным оборачиванием изображения (рис. 6).

Рис. 6. Конструкция трехэлектродного ЭОП.

1 – фотокатод 2 – манжета 3 – корпус 4 – фокусирующий электрод 5 – анод 6 – экран

Последующие работы привели к открытию “мультищелочного фотокатода” (S-20), состоящего из арсенидов натрия и калия, активированных цезием. Такой фотокатод уже 40 лет служит основой большинства ЭОП практически всех типов. ЭОП с электронным переносом изображения и мультищелочным катодом сегодня относится к нулевому поколению, на сленге специалистов – “нулевка”. Наиболее распространенные представители этого семейства в России – В-8, знаменитая “восьмерка”, и К-4, представляющая интерес как простой преобразователь.

Эффективность таких ЭОП можно определить через усиление светового потока hф (коэффициент преобразования).

hф(l) = Sk х U х g,

где Sk – чувствительность катода, выражаемая обычно в мкА/лм; U – приложенное напряжение, В; g – светоотдача экрана, лм/Вт.

Например, для В-8 интегральная чувствительность многощелочного фотокатода может составлять 200 мкА/лм, U — порядка 20 кВ, g – порядка 30 лм/Вт. Усиление светового потока составит 120 раз. Аналогичным образом можно определить коэффициент преобразования монохроматического лучистого потока hф(l) в лм/Вт, то есть на конкретной длине волны. Спектральная чувствительность так же указывается в лм/Вт.

ЭОП данного типа уже сняты с производства во всем мире и заменены более эффективными, но и более дорогими преобразователями последующих поколений. Сохранившееся в России производство “нулевок” поддержало национальную оптическую промышленность, лишившуюся рынка сбыта собственной продукции в период кризиса начала 90-х годов. Достаточно быстро был налажен массовый выпуск дешевых ПНВ, заполнивших прилавки. Сегодня преобразователи 0-го поколения можно приобрести по 20$ за штуку, а в сборке с высоковольтным источником питания (ВИП) приблизительно за 50$. В сочетании с невысокими требованиями к оптическим узлам таких ПНВ, их стоимость составляет $100-200. Недостаточные характеристики позволяют рассматривать такие приборы только как сувениры или игрушки, что часто бывает недооценено покупателями. Тем не менее, они нашли свою нишу на рынке, определив нижний ценовой диапазон ПНВ.

Наибольшим недостатком ЭОП с электростатическим переносом изображения является резкий спад разрешающей способности от центра поля зрения к краям из-за несовпадения криволинейного электронного изображения с плоским фотокатодом и экраном. Для решения этой проблемы их стали делать сферическими, что существенно усложнило конструкцию объективов, рассчитываемых обычно на плоские поверхности.

Первое поколение

Развитие волоконной оптики в США в 60-е годы позволило усовершенствовать ЭОП. На базе волоконно-оптических пластин (ВОП), представляющих собой пакет из множества светодиодов, были разработаны плосковогнутые линзы, которые и стали устанавливать взамен входного и выходного окон. Оптическое изображение, спроецированное на плоскую поверхность ВОП, без искажений передается на вогнутую сторону, что и обеспечивает сопряжение плоских поверхностей фотокатода и экрана с криволинейным электронным полем.

В результате применения ВОП разрешающая способность стала по всему полю зрения такой же, как и в центре. ЭОП с ВОП и электростатической фокусировкой в массовом производстве относятся к I-поколению. При изготовлении этих ЭОП стал использоваться чувствительный фотокатод S-20. Кроме того, в конструкции ПНВ первого поколения стали применять зеркально-линзовые объективы, позволяющие улучшить массогабаритные параметры.

В настоящее время ЭОП первого поколения еще находят применение в ночных прицелах для охотничьих ружей и успешно используются там, где требуется только преобразование длин волн ближнего ИК-диапазона в видимый свет, например, для визуального контроля сборки оптических систем связи, в медицине, где применяются ИАГ-лазеры с длиной волны излучения 1,06 мкм.

Многокаскадные ЭОП

В то время как за рубежом развивалась технология волоконной оптики, в СССР приоритетное направление получили каскадные ЭОП М.М. Бутслова. Схема одного из наиболее удачных образцов, У-72, представлена на рис. 7. В этой конструкции общее усиление равно произведению усилений всех камер и может достигать 107 раз.

Рис. 7. Конструкция двухкаскадного ЭОП с электростатической фокусировкой электронов типа У-72.

Производство таких ЭОП было сопряжено со значительными технологическими трудностями, в частности требовало использования труда стеклодувов только высокой квалификации. К тому же, разрешение по краям поля зрения ухудшалось до 2-3 штр./мм. Тем не менее, массовое применение каскадных преобразователей обеспечило тактическое превосходство вооруженных сил СССР в период 50-60 годов.

Использование ВОП для стыковки камер упростило сборку и позволило повысить качество изображения, применение металлокерамики взамен стекла существенно повысило прочность конструкции. Такие ЭОП успешно производились фирмами RCA, ITT (США), Philips (Нидерланды) и некоторыми другими. Они не боялись ярких засветок, и единственным их недостатком следует считать значительную длину по оптической оси.

Десятилетнее господство каскадных ЭОП сменилось стремительным отказом от их использования и вытеснением ЭОП следующих поколений. Сегодня эти преобразователи не имеют коммерческого применения, оставшаяся с периода СССР военная техника оснащается современными малогабаритными ЭОП. Преодоление возникшего технологического тупика в СССР смогли начать только с 80-х годов.

Второе поколение

В 70-е годы на основе технологии ВОП фирмами США был разработаны вторично-эмиссионный усилитель в виде микроканальной пластины (МКП). Этот элемент представляет собой сито с регулярно расположенными каналами диаметром около 10 мкм и толщиной не более 1 мм. Число каналов равно числу элементов изображения и имеет порядок 106. Обе поверхности МКП полируются и металлизируются, между ними прикладывается напряжение в несколько сотен вольт.

Принцип действия хорошо иллюстрирует рис. 8. Попадая в канал, электрон испытывает соударения со стенкой и выбивает вторичные электроны. В тянущем электрическом поле этот процесс многократно повторяется, позволяя получить коэффициент усиления Nх104 раз. Для получения каналов МКП используется разнородное по химическому составу оптическое волокно. После получения шайбы сердцевины волокон растворяются в химических реактивах.

Рис. 8. Принцип действия вторично-эмиссионного усилителя в виде микроканальной пластины.

Изготовление МКП, как и ВОП, относят к высоким технологиям, обеспечивающим выпуск малогабаритных и энерго-экономичных ЭОП, пригодных для применения в наголовных ПНВ, то есть очках и монокулярах. Оборот изображения в ЭОП с МКП, относимых к II-поколению, по прежнему осуществляется за счет электростатической фокусировки (рис. 9). Прологом удачного применения бинокулярных очков для обеспечения действий спецподразделений армий стран НАТО стала модель AN/PVS-5В фирмы Litton (США) (фото 1).

Рис. 9. Конструкция ЭОП с электростатической линзой

1 – фотокатод 2 – анод 3 – микроканальная пластина 4 – экран

Фото 1. Очки AN/PVS-5В фирмы Litton (США)

В конце 70-х годов были разработаны ЭОП с МКП бипланарной конструкции, то есть без электростатической линзы, своего рода технологический возврат к прямому, как и в “стакане Холста”, переносу изображения (рис. 10). Подобные конструкции, в том числе и много модальные, выпускает фирма “Praxitronic” (ФРГ). Полученные миниатюрные ЭОП, в современном исполнении, относимые уже к II+-поколению, позволили разработать очки ночного видения (ОНВ) псевдобинокулярной системы, где изображение с одного ЭОП разводится на два окуляра с помощью светоделительной призмы. Оборот изображения здесь осуществляется в дополнительных мини-объективах (фото 2).

Рис. 10. Конструкция плоского ЭОП

1 — фотокатод 2 — микроканальная пластина 3 — экран

Фото 2. Устройство ОНВ псевдобинокулярной схемы (на примере 1ПН74).

1 — корпус ОНВ 2 — окуляр 3 — оборачивающий объектив 4 — зеркало 5 — коллиматор (лупа) с призмой 6 — корпус ОНВ 7 — ИК-подсветка 8 — ЭОП 9 — корпус объектива 10 — объектив 11 — крышка объектива

Псевдобинокуляр — конструкция не только эргономичная, но и весьма экономичная, за счет использования одного ЭОП, являющегося наиболее дорогим узлом – около 50% стоимости. Вес таких ОНВ лежит в пределах 500-700 г. Сегодня это наиболее растиражированные ПНВ, применяемые в ВС и спецслужбах различных стран мира. Например, AN/PVS-7 в США и НАТО, 1ПН74 – в России. Следует заметить, что серийное производство таких систем началось в США с середины 80-х годов, а в России фактически только сейчас, хотя разработка отечественной модели была закончена в начале 90-х.

Третье поколение

Следующий шаг в развитии ЭОП определился повышением чувствительности фотокатода. Он стал возможен вследствие чисто научных изысканий. В результате фундаментальных исследований, начатых еще в 70-х годах, было установлено, что оптимальным материалом для создания фотокатода является арсенид галлия, способный эффективно эмитировать электроны при начальном излучении с длиной волны 0,9 мкм и менее.

Однако реализации AsGa-ФК длительное время препятствовало наличие энергетического барьера, не позволявшего электронам оторваться от поверхности полупроводникового слоя (потенциального барьера электронного сродства). Эту проблему успешно решили Шер и Ван Лаар, сотрудники исследовательского центра “Филипс”, а также Вильямс и Сойман, предложив теорию ОЭС (отрицательного электронного сродства).

Получение AsGa-ФК возможно только в условиях сверхвысокого вакуума порядка 10-10 – 10-11 мм рт.ст., а весь процесс должен производиться под контролем сложной диагностической аппаратуры. Из-за быстрого окисления поверхности фотокатода на воздухе сборку ЭОП III-поколения требуется производить также в вакуумной камере с помощью манипуляторов. В итоге, для производства ЭОП третьего поколения требуется более 400 технологических операций. Все это определило чрезвычайно высокую стоимость этих преобразователей.

Первоначально, промышленная технология AsGa-ФК была разработана американской фирмой “Varian”, у которой ее приобрели для серийного производства компании ITT Night Vision и Litton, ведущие компании в США, производители ПНВ военного назначения для нужд НАТО.

Высокие характеристики ЭОП III позволили этим фирмам разработать авиационные бинокулярные ОНВ – ANVIS / AVS-6 для пилотирования вертолетов, и AVS-9 для самолетов в ночных условиях на малой высоте, это позволяет летать в тесном строю, распознавать цели и препятствия на местности.

Длительная научная разработка и сложная технология изготовления, определяющие высокую стоимость ЭОП третьего поколения, компенсируется предельно высокой чувствительностью фотокатода. Интегральная чувствительность некоторых образцов достигает 2000 мА/Вт, квантовый выход (отношение числа эмитированных электронов к числу падающих на фотокатод квантов с длиной волны в области максимальной чувствительности) превышает 30%! (рис. 3).

Разумеется, при разработке ЭОП III были применены достижения технологий всех предшествующих поколений, что позволило создать сверхминиатюрную конструкцию. Стандартный диаметр фотокатода/экрана составляет 18 мм, значительно реже 25 мм – для прицельных систем. В корпус таких ЭОП уже встроены высоковольтные источники питания (ВИП). Потребление тока не превышает 20 мА, при напряжении питания 3В, что позволяет современным ПНВ работать непрерывно почти сутки от двух обычных пальчиковых батареек. Кроме того, эти ЭОП имеют очень высокие показатели надежности (среднее время наработки на отказ составляет порядка 10 000 – 19 000 часов).

Высокая чувствительность нового фотокатода позволила видеть в наихудших условиях, называемых “пасмурный звездный свет”, что означает наличие облаков и отсутствие луны. Освещенность при этом составляет 5х10-4 лк. ПНВ с ЭОП II были ориентированы на работу в условиях “естественной ночной освещенности” (ЕНО) – 5х10-3 лк, то есть при свете звезд без облачности и света луны. С 1992 года фирмы ITT и Litton NV поставляют для нужд армий США и союзников очки PVS-7B и ANVIS с ЭОП III, согласно многолетним промышленным контрактам Omnibus III (Omni IV с 1996 года и Omni V – с 1998 года).

ЭОП III сегодня считаются ключевой военной технологией. Их наличие создает армии и авиации огромное преимущество перед потенциальным противником в боевых действиях в ночное время. В настоящий момент службы безопасности, охраны правопорядка, службы спасения развитых стран так же осуществляют широкомасштабные закупки этих ПНВ.

Кроме США производство преобразователей на основе AsGa-ФК имеет только Россия. Освоение ЭОП III сильно задерживалось из-за некоторой технологической отсталости, приведшей к кризису, ставшему очевидным с началом войны в Афганистане. Приобретению необходимого оборудования за рубежом мешало эмбарго. Тем не менее, существовавшие препятствия удалось преодолеть.

В настоящее время две российские фирмы “Катод” (Новосибирск) и “Геофизика-НВ” (Москва) производят ЭОП III, предлагая их по ценам порядка 1500 — 1800$ в зависимости от типа конструкции и характеристик. “Геофизика-НВ” также является наиболее продвинутой Российской фирмой в части разработки и производства авиационных очков. Используемые в Российской армии очки 1ПН74 с ЭОП III выпускает ГУП «Альфа» (Москва), разработка СКТБ ТНВ, для нужд авиации той же фирмой поставляются вертолётные очки «ОНВ-1». Необходимо отметить, что распространение такой высокотехнологичной продукции контролируется государством.

ЭОП II+ и SUPER II+

Отсутствие внутренних рынков, требуемых для реализации таких дорогостоящих компонентов, как ЭОП III, привело большинство производителей ПНВ к сомнению в возможностях возмещения издержек при запуске их в производство. Альтернативой являлось повышение эффективности существующих преобразователей. Разработка этого направления обусловила возврат к мультищелочному катоду, первоначально с повышенной чувствительностью в ИК области (S-25), при сохранении конструктивных решений, достигнутых в III поколении. В последствии был разработан фотокатод с особо высокой чувствительностью (S-25R) (рис. 3). На базе таких катодов сегодня производятся ЭОП II+ и SUPER II+поколений соответственно. Подобная же классификация применяется и для I поколения.

Производители ЭОП III признают, что не существует принципиальных различий в эффективности между новыми системами Super II+ и III поколений. Преимущества преобразователей третьего поколения становятся очевидными при старении этих устройств, так фотокатоды S II+ теряют чувствительность (деградируют) по мере использования. Ресурс таких ЭОП составляет около 3 000 часов, стоимость от 600 до 900$, в зависимости от конструкции.

Знание принципов ЭОП и технологии их производства позволяет определить основные характеристики ПНВ и его ожидаемую стоимость. Для быстрого ориентирования в рамках рассмотренной классификации следует воспользоваться таблицей, в которой сведены основные характеристики ЭОП. Однако для более полной оценки необходимо получить представление о специфических требованиях, предъявляемых к оптическим узлам и конструкции таких приборов. Достигнутое качество оптических компонентов не лимитировало разработку ЭОП. Предел разрешения, определяющий минимальные угловые размеры доступного для наблюдения объекта, определяется разрешающей способностью применяемых МКП, то есть диаметром каналов. Сегодня ПНВ в среднем обеспечивает 30-40 штр./мм, лучшие образцы ЭОП III, предназначенные в основном для авиации, достигают 64 штр./мм. Диаметр пор в таких МКП составляет 5-6 мкм при толщине в сотые доли мм. В связи с высокой хрупкостью эти пластинки чрезвычайно сложны в изготовлении и обработке.

В конструкции ПНВ используют только сверхсветосильные объективы. Оптимальным является объектив с относительным отверстием (F-фактор) 1:1,4 , лучшие модели имеют 1:1,1 (для наголовных систем с увеличением изображения равным 1 крат, т. е. очков, монокуляров). Зная стандартный диаметр фотокатода, 18мм для II+ и выше, нетрудно определить и другие основные параметры современных ОНВ: угол поля зрения 40° , фокусное расстояние 25мм. Сегодня выпускаются объективы и с углом поля 50° , и даже 60° , с пропорциональным уменьшением фокусного расстояния, что соответствует углу поля зрения высокой чёткости глаза. Эргономические требования к минимизации массогабаритных параметров ПНВ и качеству изображения вынуждают разрабатывать многокомпонентные (до 10, как правило, тонких линз), сложные в производстве и, следовательно, дорогие объективы. Исключением являются объективы «нулёвок» — обычно недорогие четырёхкомпонентные конструкции. Различия в антропометрическом строении головы вынуждает разработчиков вводить механизм выверки по базе глаз (расстояние между оптическими осями глаз различных людей варьируется от 56 до72 мм), или добиваться значительных диаметров выходных зрачков окуляров, более 14 мм, что также усложняет конструкцию наголовных ПНВ.

Свои проблемы существуют и при разработке прицелов ночного видения. В частности, необходимо введение прицельной марки и обеспечение удаления выходного зрачка окуляра более 50 мм, что приводит к увеличению габаритов и массы в стекле; высоки требования к механической прочности. Современные ночные прицелы и бинокли обеспечивают 3-х -5-ти кратное увеличение изображения при фокусных расстояниях 75-120 мм и относительном отверстии около 1:1,5. Для использования очков псевдобинокулярной схемы в качестве бинокля применяют афокальные насадки, устанавливаемые на основной объектив (поставляются в комплекте или по спецзаказу). Для снижения веса ПНВ часто используют зеркально-линзовые объективы, хотя традиционные линзовые схемы остаются наиболее распостранёнными.

В заключение следует отметить, что история ПНВ не исчерпывается достигнутым уровнем. Непрерывное расширение объёмов производства и продаж, повышенный интерес к новым продуктам со стороны всех участников высокотехнологического рынка свидетельствуют о широких перспективах техники ночного видения. Не смотря на то, что ПНВ с ЭОП III способны обеспечить выполнение задач в самые тёмные ночи, в настоящее время ведутся активные работы по разработке как ЭОП IV поколения, так и в направлении улучшения схемотехники самих ПНВ. Большинство работ связанно с совершенствованием энергономических характеристик, конструкции и расширением функциональных возможностей приборов. Существенный интерес представляет и разработка фотокатодов с чувствительностью, продлённой в длинноволновую область ИК-диапазона. Хорошего результата здесь достиг Litton, разработавший «продвинутый в ИК» ЭОП III, применяя который можно детектировать излучение ИАГ-лазера с длинной волны 1,06 мкм, применяемого во всех армиях для нужд дальнометрии.

Таблица 1. Основные характеристики ЭОП (выборочно*)

* В данной таблице не приведен ряд важнейших характеристик, например, предел разрешения (штр/мм), ток потребления (мА) и прочие. Эти характеристики можно учесть аналогичным образом или в составе изделия.

** Не учитываются многокамерные ЭОПы и ЭОП с увеличенным диаметром фотокатода (25 мм против 18 мм), они предполагают специальные конструкции ПНВ.

*** ЕНО — нормированная «естественная ночная освещённость», 5х10-3 лк, свет звёзд без света луны и облаков; ЭОП III — тоже, но при 5х10-4 лк, «пасмурном» свете звёзд, небо в облаках.

К сожалению, ограниченный объем журнальной статьи, не позволяет более подробно осветить многочисленные, часто драматические события, сопровождавшие этапы развития и совершенствования техники ночного видения. Не соприкасавшийся с миром приборов ночного видения читатель, несомненно поразится, узнав о масштабах влияния этих знаменитых произведений технокультуры на многие военные и политические решения второй половины ХХ столетия. Не меньшее удивление могут вызвать даже у специалистов масштабы затрат на разработку и производство как традиционных, так и новейших образцов ПНВ с применением практически всех типов описанных ЭОП. Широчайшая номенклатура однотипных по конструкции ОНВ, например, свидетельствует об отсутствии квалифицированного маркетинга на ставшем интернациональным рынке ПНВ, за исключением представителей США, разумеется. Вполне возможно, что возникшие проблемы помогут преодолеть те несколько статей, посвященных отечественному и зарубежному парку ночной техники, а также перспективам ее развития, которые автор планирует предложить в следующих номерах журнала.

ЛИТЕРАТУРА

1. Курбатов Л.Н. Краткий очерк истории разработок приборов ночного видения на основе электронных оптических преобразователей и усилителей изображения// Вопр. Оборон. Техники. Сер. 11. — 1994 — Вып. 3(142) — 4(143).
2. Кощавцев Н.Ф., Волков В.Г. Приборы ночного видения// Вопр. Оборон. Техники. Сер. 11. — 1993 — Вып. 3(138).
3. Гудман Г. Современные очки ночного видения, применяемые в армии США.// Перевод статьи в журн. Armed Force Journal International, июль 1998, стр. 42-45.

Pulsar Digisight N770A

Также выпускаются и цифровые прицелы «Пульсар». Digisight N770A — это прибор из средней ценовой категории. Может использоваться как днем, так и ночью. Созданный на базе ПЗС-матрицы, он обеспечивает результативную стрельбу на дистанции до 450 метров. Прицел может использоваться с крупнокалиберным оружием, максимальная допустимая дульная энергия — 6000 Дж. Таким образом, Digisight N770A можно установить как на нарезное, так и на гладкоствольное оружие. Величина оптического увеличения равна 4.5х, а цифрового — 1.5х. Имеется встроенный лазерный инфракрасный осветитель с тремя уровнями мощности. Свет его невозможно увидеть невооруженным глазом.

Прицелы Pulsar Digisight N770A комплектуются пятидесятимиллиметровым объективом. Выходной зрачок удален на 67 мм, что ставит этот прицел в ряд лучших среди устройств своего класса. OLED-дисплей, установленный в приборе, морозоустойчив, имеет разрешение 640 х 480 пикселей и дает четкое изображение даже при низких температурах. Качество изображения обеспечивается и функцией быстрой настройки SumLight и Contrast.

ПНВ с документированием изображения

В ряде случаев требуется документирование (фотография, видеозапись) наблюдаемых с помощью ПНВ сцен, объектов и их действий.

Наиболее простое решение — присоединение к ПНВ. вместо окуляра фотоили кинокамеры. Некоторые ПНВ комплектуются адаптерами для присоединения фотокамер, легко осуществляемого самим пользователем прибора.

Более совершенной и многофункциональной является система, в которой изображение с экрана ЭОПа ПНВ оптически передается на ПЗС-матрицу. Передача осуществляется с помощью фоконов (волоконно-оптических «уменьшителей» изображения) или линзовой оптики «переноса». Электронная схема («обрамление») ПЗС-матрицы преобразует полученное изображение в видеосигнал в аналоговой и при необходимости в цифровой форме.

Видеосигнал может наблюдаться на телеэкране (мониторе), что более удобно и менее утомительно, чем наблюдение (особенно длительное) через окуляр ПНВ. При этом возможна одновременная запись на видеомагнитофон и передача на несколько мониторов для нескольких операторов.

Видеосигнал может передаваться по кабелю (до 200 м без промежуточных усилителей), либо с помощью встроенного в прибор наблюдения миниатюрного передатчика, сигнал которого принимается на один из каналов обычного телевизора.

Качество таких систем определяется числом телевизионных линий, передаваемых при определенной освещенности наблюдаемой сцены.

При использовании ПНВ с ЭОП нулевого поколения при освещенности 0,01 люкс передается 300-350 линий, для ПНВ с ЭОП второго поколения такое же число линий передается при освещенности 1…5х10-3 люкс, а с ЭОП третьего поколения — при 1×10-4 — 5×10-5 люкс.

Такие приборы могут комплектоваться адаптерами для присоединения на вход ПНВ современных объективов для ПЗС-камер, имеющих дистанционно регулируемые диафрагму (auto-iris), переменное увеличение (zoom) и подфокусировку. Прибор с таким объективом и ЭОПом с хорошей схемой АРУ обеспечивает практически круглосуточное (от безлунной ночи до яркого дня) наблюдение с необходимым документированием.

Преобразование видеосигнала в цифровой код дает системам «ПHB+П3C» дополнительные возможности. Получаемое изображение может регистрироваться цифровой фотоили видеокамерой, подвергаться обработке для усиления контраста, устранения светлых и темных дефектов, окрашиваться в условные цвета.

Более сложный комплекс из двух ПНВ с ПЗС со специальными светофильтрами после цифровой электронной обработки сигналов создает на мониторе изображение наблюдаемой ночной сцены в естественных цветах. Это существенно повышает информативность, быстроту и ценность зрительного восприятия. Такой прибор, опровергающий известную пословицу «ночью все кошки серы», был продемонстрирован на выставке “IDЕХ-97” (АбуДаби) бельгийской фирмой “Delft Sensor Systems”. По мнению разработчиков, изображение в естественных цветах повышает эффективность обнаружения и распознавания объектов в ночных условиях на 30-60 процентов.

В России разработки и выпуск систем на основе ПНВ и ПЗС ведутся ГНЦ «НПО Орион» совместно с рядом соисполнителей.

Другие особенности Digisight

Необходимые данные о работе отображаются внизу дисплея, чтобы не мешать наблюдениям. Основной конфигурацией прицельной марки в Pulsar Digisight N770A является Т-образная разметка с центральной точкой. Цвет метки можно менять между красным и зеленым, что характерно для приборов этого производителя. Цифровой прицел имеет корпус из ударопрочного пластика и имеет планку Weawer. Интересной особенностью этого прибора является аналоговый видеовыход — это неоспоримое преимущество цифровых прицелов перед приборами, базирующимися на электронно-оптических преобразователях. Данные с Digisight N770A можно не только транслировать на монитор, но и сохранять на компьютере. Наличие дистанционного пульта позволяет все основные операции производить непосредственно со стационарного компьютера или ноутбука.

Противоборство

Одним из главных недостатков всех цифровых приборов, в том числе и Digisight N770A, является время работы. Если оптические прицелы ночного видения могут работать от пары батареек по несколько десятков часов, то время работы цифрового аналога составляет лишь несколько часов. От четырех батареек АА прицел Digisight N770A способен отработать около 3.5 часа. Однако для повышения продолжительности работы можно использовать внешние источники питания.

Современные технологии предоставляют широкий выбор различных зарядных устройств, в том числе и оснащенных солнечными батареями. Внешние аккумуляторы, имеющие такую функцию, могут быть весьма полезны, если охотник планирует продолжительный поход по местности, где нет электричества. Для зарядки цифрового устройства от солнечной энергии потребуется значительное время, а вот старые-добрые оптические приборы вполне смогут обойтись таким источником.

Сравнительная таблица представленных моделей

Ниже перечислены краткие характеристики рассмотренных выше устройств.

Выбор прицела

Большинство прицелов первого поколения предполагают использование с оружием калибра 7,62, некоторые, однако, можно установить на винтовки, дульная энергия которых больше (до 12 калибра). Устройства второго поколения и выше выдерживают отдачу крупного калибра, но параметры всегда нужно уточнять при покупке, чтобы исключить ошибку. Есть и еще один немаловажный критерий — это дальность действия. При выборе приборов ночного видения для конкретного оружия и вида охоты этот параметр может быть решающим. Примерные расчеты таковы: в ночь, когда на небе только четверть луны, дальность обзора с прибором первого поколения будет 100-150 метров. Второе поколение увеличивает обзор до пятисот метров, а третье обеспечивает видимость до 700-800 метров.

Типичные ПНВ для систем охраны и безопасности

Рассмотрим сначала портативные ПНВ. К ним относятся ночные монокуляры (НМ) и очки ночного видения (ОНВ).

Ночные монокуляры

НМ при наблюдении может удерживаться в руке или крепиться на шлеме либо на специальном универсальном ременном оголовье. По желанию заказчика предусмотрена возможность закрепления НМ на шлемах (касках) различных конструкций с помощью специального универсального крепления.

Рис. 1. НМ «Альфа-90223» и насаженный на его корпус с помощью крепления «ласточкин хвост» ИК-осветитель «Альфа-8111-2» (справа)

НМ «Альфа-9022» (рис. 1) [2] имеет дальность распознавания ростовой фигуры человека (РФЧ) при уровне естественной ночной освещенности (ЕНО), равном 3?10–3 лк (безоблачная звездная ночь), Dрас. = 200 м, угол поля зрения 2? = 40°, увеличение Г = 1? для обеспечения нормальной пространственной ориентации. Прибор формирует изображение высокого качества, равномерное по всему полю зрения, благодаря использованию в его конструкции ЭОП 2+ или третьего поколения. В ЭОП использован микроканальный усилитель, встроенный высоковольтный источник питания, автоматическая регулировка яркости и защита от мощных источников засветки. Для повышения дальности действия до 300 и 400 м монокуляр может комплектоваться оптическими афокальными насадками с Г = 2,5? и, соответственно, Г = 4?, адаптером, позволяющим вести ночную видео- и фотосъемку (рис. 2), а также внешним ИК-осветителем «Альфа-8011» (рис. 3), позволяющим значительно улучшить видимость через НМ в условиях низких уровней естественного ночного освещения и обеспечить видение в полной темноте на дальности до 150 м. При работе в «полной» темноте на небольших расстояниях (до 10 м) предусмотрена встроенная система местной ИК-подсветки в угле подсвета 40°. В конструкции НМ предусмотрена наводка в пределах ±4 диоптрии и фокусировка объектива в пределах 0,25 м–?. Такая перефокусировка необходима для наблюдения как удаленных, так и близлежащих объектов (например, карты местности, инструмента для ремонта, приборной панели). Напряжение питания составляет 2,5 В, масса НМ 0,35 кг, его габариты 115?70?40 мм. Конструкция НМ обеспечивает необходимую защиту от пыли и влаги, соляного тумана.

Рис. 2. Сопряжение НМ «Альфа-9022» с видеокамерой с помощью специального адаптера

Светодиодный ИК-осветитель «Альфа-8111» [2] выпускается в двух модификациях: «Альфа-8111-1» и «Альфа-8111-2». Они имеют мощность излучения 35 и 20 мВт на длине волны 820 нм при токе питания 250–350 мА и 160–220 мА соответственно. Остальные их параметры идентичны: угол подсвета 4–9°, напряжение питания 3 В, габариты ?22?120 мм, диапазон рабочих температур –40…+40 °С. Осветитель снабжен креплением, обеспечивающим быстрый съем и установку на ПНВ. ИК-осветитель «Альфа-8011» предназначен для подсвета объектов, наблюдаемых в ночное время при недостаточной естественной освещенности: облачное небо при отсутствии света луны и звезд, складки рельефа местности, лесной массив, подвал и т. д.

Рис. 3. Светодиодный ИК-осветитель «Альфа-8111-1»

Для совместной работы с НМ или с ОНВ используются лазерные целе­указатели (ЛЦ), монтируемые на индивидуальном оружии (например, автомате). ЛЦ предназначен для ведения прицельной стрельбы из огнестрельного оружия с использованием наголовного ПНВ в условиях пониженной естественной освещенности ночью и в сумерках. ЛЦ служит для создания на цели светового пятна (пятна подсвета), наблюдаемого в ПНВ, но практически невидимого невооруженным глазом. ЛЦ «Альфа-7115» (рис. 4) [2] обеспечивает плавное изменение интенсивности излучения до 50 раз в зависимости от конкретных условий наблюдения цели и пятна подсвета. Контроль режимов работы и разрядки источников питания обеспечивают встроенные светодиодные индикаторы. ЛЦ имеет мощность излучения 2 мВт, рабочую длину волны 850 нм, угловую расходимость излучения 0,5 мрад, напряжение питания 2,4–3 В (два элемента типа АА), массу 0,31 кг, габариты 120?110?42 мм. ЛЦ предназначен для работы в диапазоне температур –40…+50 °С и относительной влажности до 98%. По желанию заказчика кнопка включения целеуказателя может жестко устанавливаться на крепежном кронштейне либо размещаться на гибком выносном манжете.

Рис. 4. Лазерный целеуказатель «Альфа-7115»

Комплекс прицельный универсальный ночного видения КПУ НВ «Альфа-1962» (рис. 5) [2] предназначен для ведения прицельной стрельбы из огнестрельного оружия, чтения карт, вождения транспортных средств, ремонтных работ и т. д. в условиях пониженной освещенности ночью и в сумерках. Комплекс незаменим для бойцов спецподразделений служб безопасности. В состав комплекса входят:

• НМ «Альфа-9022»;
• ЛЦ «Альфа-7115»;
• насадка афокально-оптическая с Г = 4?;
• ИК-осветитель «Альфа-8111-2»;
• нашлемное крепление;
• зарядное устройство.

  Рис. 5. Ночной прицельный комплекс «Альфа-1962» в рабочем положении

НМ «Альфа-9022» крепится на специальном оголовье или защитном шлеме-каске. Крепление допускает быстрый перевод НМ из рабочего положения в нерабочее и наоборот. НМ может использоваться и независимо от шлема, «с руки». В этом случае он комплектуется внешним ИК-осветителем «Альфа-8111» для видения в абсолютной темноте на дальности до 150 м, а также оптической афокальной насадкой с Г = 4? для увеличения дальности видения в 1,5 раза. Кроме того, по желанию заказчика НМ может укомплектовываться адаптером, дающим возможность вести ночную видео, и фотосъемку. ЛЦ создает ИК-пятно подсвета, наблюдаемого в НМ «Альфа-9022», но практически невидимое невооруженным глазом. Достаточно придать оружию положение, при котором пятно подсвета совпадает с целью, и можно открывать огонь. Это позволяет вести стрельбу из любого положения оружия и с ходу. Устройство зарядное обеспечивает зарядку аккумуляторов первичных источников питания НМ, ЦЛ и осветителя от напряжения 12 и 27 В, ~220 В, 50 Гц.

Рис. 6. Псевдобинокулярные ОНВ ПН-14К

Очки ночного видения

Различают бинокулярные и псевдо­бинокулярные ОНВ (табл. 1) [1]. Бинокулярные ОНВ состоят из двух идентичных ночных каналов под правый и левый глаз оператора. Каждый канал состоит из объектива, ЭОП и окуляра. В ОНВ обеспечивается плавная регулировка расстояния между зрачками глаз (базы глаз) в пределах 52–72 мм. Бинокулярные ОНВ формируют стереоскопическое изображение. Это удобно для ночного вождения транспортных средств. Однако наибольшее распространение получили псевдобинокулярные ОНВ, в особенности для обеспечения охраны и безопасности. В них используется один объектив и один ЭОП. С экрана последнего изображение разводится на оба глаза с помощью псевдобинокулярного микроскопа. По сравнению с бинокулярными такие ОНВ обладают минимальной массой и стоимостью. Примером псевдобинокулярных ОНВ может служить модель ПН-14К (рис. 6) [3]. Если вместо объектива с фокусным расстоянием 27 мм поставить зеркально-линзовый объектив с фокусным расстоянием 100 мм, то данные ОНВ преобразуются в ночной бинокль (рис. 7) [3].

Рис. 7. Псевдобинокулярные ОНВ ПН-14К с зеркально-линзовым объективом
Таблица 1. Характеристики различных ОНВ

Примечание: * — низкопрофильные, ** — псевдобинокулярные, *** — в виде бинокля после замены объектива с фокусным расстоянием 27 мм на зеркально-линзовый с фокусным расстоянием 100 мм.

Общим недостатком наиболее распространенных традиционных ОНВ являются их значительные продольные габариты. Из-за них возникает большой опрокидывающий момент. Он создает нагрузку на шейные и лицевые мышцы оператора, вызывая утомление. Поэтому усилия разработчиков направлены на создание низкопрофильных («плоских») ОНВ с минимальным продольным габаритом. Типичными их представителями являются ОНВ GN-2 фирмы Simrad (Норвегия) [4] и ОНВ Lucie фирмы ANGENIEUX (Франция) [5]. Расстояние от первой поверхности ОНВ до зрачка глаза не превышает 80 мм, в то время как для традиционных ОНВ этот габарит колеблется от 135 до 200 мм. В России созданы низкопрофильные ОНВ 1ПН105 (рис. [6].

Рис. 8. Низкопрофильные ОНВ 1ПН-105

В США созданы низкопрофильные ОНВ AN/GVS-21 (рис. 9) [7]. Они предназначены для бойцов спецподразделений. Благодаря окулярной системе ОНВ имеют низкий профиль и, соответственно, продольный габарит не более 80 мм. ОНВ допускают «сквозное» видение за счет наличия дневного канала с Г = 1?. В их состав входит модуль цветного OLED-дисплея, на который передается тепло­визионное изображение. При этом наблюдатель одновременно видит совмещенное изображение сцены с экрана ЭОП и тепловизионное изображение объекта наблюдения. Пределы фокусировки 0,33 м–?, разрешение 1,25 штр/мрад, диапазон регулировки базы глаз 55–75 мм. Возможен монокулярный вариант построения прибора.

Рис. 9. Дневно-ночные ОНВ AN/GVS-21

Бинокль «день–ночь»

Бинокль «день–ночь» БДН-9С (рис. 10) [7] предназначен для круглосуточного ведения визуальной разведки местности, обнаружения и распознавания целей в дневных условиях и в условиях ЕНО. Дневной светосильный канал БДН построен по классической стереоскопической схеме. В ночном канале БДН применен малогабаритный герметизированный ЭОП поколения 2+ с прямым переносом изображения, с микроканальным усилением и встроенным высоковольтным источником питания. Усиленное по яркости изображение предметов на экране ЭОП рассматривается далее наблюдателем с помощью оптической системы, состоящей из проекционного объектива, отражателя, оборачивающих линзовых систем и окулярных блоков. Включение и выключение ночного канала БДН производится поворотом ручки переключения режимов работы. Дальномерная сетка БДН позволяет определять расстояние до объектов при работе как дневным, так и ночным каналами. Характеристики БДН-9С приведены в таблице 2.

Рис. 10. Бинокль «день–ночь», модель БДН-9
Таблица 2. Характеристики бинокля «день–ночь» БДН-9С

Активно-импульсные приборы ночного видения

Все указанные выше ПНВ не могут работать при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад, пыльная буря и др.) и при воздействии мощных световых помех (фары встречного транспорта, излучение прожекторов и др.). Для преодоления этого недостатка были созданы лазерные активно-импульсные приборы ночного видения (АИ ПНВ). Их принцип действия основан на импульсном подсвете наблюдаемого объекта излучением импульсного лазерного осветителя и синхронизированным с ним импульсным управлением (стробированием) ЭОП [1]. АИ ПНВ могут работать в пассивном (без подсвета) режиме, в активно-непрерывном режиме (работает осветитель, ЭОП не стробируется) и в активно-импульсном (АИ) режиме (работает осветитель, ЭОП стробируется). Характеристики АИ ПНВ моделей ННП-130 («НИИ «Полюс» [9]) и «Титан 720» («Медитон» [10]) приведены в таблице 3. Внешне АИ ПНВ выглядят так же, как ночной бинокль с осветителем. Благодаря высокой степени защиты от световых помех АИ ПНВ могут работать даже в дневных условиях (в АИ режиме).
Таблица 3. Характеристики активно-импульсных ПНВ