Taktiska nattvisningsanordningar förblir en väsentlig komponent i utrustningen för markamfibiska enheter som utför offensiva operationer och spaningsuppdrag.
Betydande ansträngningar görs för att förbättra effektiviteten i nattstrid av det amerikanska försvarsdepartementet, som utforskar flera nya koncept som inte bara kan erbjuda nya mörkerseende med optimal prestanda, utan också integrera nya funktioner i basmodeller för att öka graden av situationsmedvetenhet. en enskild soldat och en liten enhet.
Ta tag i natten
Enligt Darell Heckler, chef för night vision -sektorn på Harris Corporation Communications Systems, finns det många kritiska krav för industrin att stödja amerikanska och andra internationella program.
En företrädare för Harris Corporation förklarade att marknaden för optoelektroniska / infraröda (OE / IR) system idag kan erbjuda mer än bara små divisioner. Nattvisionsenheter kan nu öka lägesmedvetenheten för strids- och spaningsteam genom integrering av augmented reality, virtual reality och maskininlärning.
”Vi ser att nattsynmarknaden blir mer än bara en visuell marknadsföringsmarknad som den har varit tidigare. Tidigare har nattsyn helt enkelt gjort det möjligt för vår användare att se under perioder med begränsad synlighet i samband med svagt ljus. Idag kommer framtiden att förlita sig på denna teknik och samtidigt ge användaren ytterligare möjligheter."
Heckler erinrade om de växande operativa kraven för de väpnade styrkorna i många länder och tillade:”System som inkluderar sensorfusionsteknik [OE / IR], möjligheten att skicka och ta emot viktig information genom sina visuella system (dag och natt), system som tillåter användaren för att bli en sensor, kommer allt detta att bli av största vikt i framtiden."
Integrerade lösningar
Liknande behov tas upp av Special Operations Command och den amerikanska armén, som redan har börjat undersöka specialiserade koncept för att se hur dessa akuta operativa behov kan förenklas på kort till medellång sikt.
Det finns mycket teoretiskt och praktiskt arbete inom området mörkerseende. Ett exempel är en branschworkshop som hölls i november förra året på Applied Physics Laboratory i Baltimore som tittade på att integrera förstärkta och virtuella verklighetsdisplayer med head-up night vision HUD (head-up displayer) samt augmented reality-programvara. Verklighet för att " förbättra de optiska egenskaperna "för befintliga enheter.
Vid detta seminarium, organiserat av Department of Rapid Response Technologies, som är en del av det amerikanska försvarsdepartementet, utvecklingen av fusion av data från olika sensorer och deras efterföljande behandling, liksom problemen med målbeteckning, som USA: s militära ledarskap utvecklar strategiska planer för en omfattande introduktion av avancerad teknik och enheter i truppernas mörkerseende.
Parallellt arbetar den amerikanska armén med sitt Integrated Visual Augmentation System (IVAS), som omger kämpen med digital taktisk data för att ge markenheter "ökad dödlighet, rörlighet och situationsmedvetenhet för att uppnå överlägsenhet över nuvarande och framtida motståndare."
IVAS-konceptet, som är utformat för att utveckla befintliga hjälmmonterade opto-termiska bildskärmar, inklusive PVS-5, -7, -14 och -31, PSQ-40 ENVG III-modellerna och ENVG-B binokulära prototypen, är syftar också till att skapa ultrakompakta värmeavbildnings- och lågbelysningsmoduler med standardgränssnitt. De kan anslutas till soldatens och truppens allmänna elektroniska arkitektur, integreras i projektionsdisplayer, uppgraderingsprogrammet Nett Warrior 3.0, uppgradering av algoritmer och programvara för augmented reality, maskininlärningsgränssnitt och brandprestandaindikatorer.
Denna nya teknik kommer att användas för att tillhandahålla "regelbaserad planering och beslutsfattande, kvantitativt mönsterigenkänning, förändringsdetektering och identifiering", talade en armé talesman vid evenemanget.
En talesman för den amerikanska armén kunde inte lämna ytterligare information om denna aktivitet. Dock. branschkällor som är kopplade till programmet har bekräftat att Office of Night Vision and Electronic Sensors (en av arméns strukturer) fortsätter att studera "utvecklingen och standardiseringen av sensormoduler med aggressiva dimensioner, vikt och strömförbrukning för huvudmonterade och bärbara alternativ för att förbättra den framtida soldatens kapacitet. "…
Utvecklingsarbetet förväntas inkludera utveckling av okylda nära [långvågiga] infraröda enheter och kombinerade svaga ljus- och långt infraröda digitala sensorer för att komplettera befintliga OE / IR -lösningar. Cirka 40 spelare kommer att delta i projektet, inklusive BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies och SA Photonics.
I november fick Microsoft Corporation ett kontrakt på 479 miljoner dollar från försvarsdepartementet för att stödja IVAS -programmet. Enligt ett officiellt uttalande på Federal Business Opportunities webbplats fick företaget i uppgift att leverera hårdvara, programvara och gränssnitt för att stödja IVAS -programmet inom två år; en första sats med mer än 2500 prototyper planeras för att demonstrera teknik.
Varken armén eller Microsoft kunde avslöja detaljerna i kontraktet, även om branschens tjänstemän sa att den senare planerar att integrera sin HoloLens head-up display i IVAS-konceptet för att utforska ytterligare utvecklingsvägar.
Enligt Microsofts dokumentation kombinerar HoloLens-teknik virtuell verklighet och verkliga miljöer till en blandad "blandad verklighet". Delsystemen som är integrerade i denna enhet kan styras av "röst, fysiska kommandon och blickriktning."
Enligt Heckler fortsätter Harris Corporation att utforska ny teknik för IVAS -systemet i linje med sin egen färdplan för mörkerseende för att förbättra stödet för nästa generations jaktplan. Särskild vikt läggs vid "så snabbt som möjligt" implementering och integration av ny teknik i befintliga enheter.
"OE / IR -system med nätverksgränssnitt och / eller förstärkt verklighet kommer att ha en enorm inverkan på kunder som söker bättre situationsmedvetenhet på slagfältet", säger Heckler.
På nattsynmarknaden börjar kikarlösningar råda över monokulära
Snabb utveckling
Men eftersom de första leveranserna av prototyper med IVAS -teknik och deras utvärdering av den amerikanska armén inte förväntas under de närmaste två åren, fortsätter många tillverkare på OE / IR -enhetsmarknaden att fokusera på snabbare uppgraderingar av befintlig utrustning.
Heckler beskrev det nuvarande läget för nattvisionsmarknaden och kortsiktiga lösningar och sa:”Det här är den bästa tiden för den globala nattsynsindustrin. Vi ser en stark efterfrågan på mörkerseende och vi ser en övergång till vit fosforteknik i stort sett över hela världen. Övergången från monokulär till kikare verkar också ta fart, där alla våra kunder vill ha bättre prestanda. Vi tror att efterfrågan på system med högre prestanda och övergången till vita fosfor- och kikarsystem kommer att fortsätta under de närmaste åren.”
Det växande intresset för vita fosforkikare för nattvision bekräftar det senaste kravet från United States Marine Corps, som utfärdade ett förslag till RFP för sin Squad Binocular Night Vision Goggle (SBNVG) i november 2018.
Enligt officiella dokument som också publicerats på Federal Business Opportunities -webbplatsen letar ILC efter en modulär vit fosforkikare med bildförstärkning och en integrerad okyld värmeavkänningssensor, samt en extern strömförsörjning och motsvarande hjälmfäste.
Kraven ger ett par 18 mm bildomvandlare som kan monteras till en modulkonfiguration så att användare som föredrar att titta med ett öga kan omvandla enheten till en monokulär om det behövs. Dessutom bör den föreslagna teknologin, förutom att fungera från sitt eget batteri, tillhandahålla anslutning via en extern kontakt till batteriet.
Slutligen bör den totala vikten för den valda SBNVG -enheten - inklusive sensorer, bildförstärkare och termisk bildsensor, externt batteripaket, kablar, linser och ljusfodral - vara mindre än 1,2 kg. Begäran om förslag föreskriver emellertid att "systemets vikt inte inkluderar de monteringsfästen som är fästa på hjälmen, som har ett gränssnitt med positioneringsanordningen, eller något annat infästningsgränssnitt som är permanent fäst på hjälmen."
SBNVG-kravet ses som ett mellanliggande tillfälle för USMC, som också planerar att få 3100 ENVG-B mörkerseende från L3 Technologies senast 2021.
ENVG-B-enheten har redan valts av de amerikanska markstyrkorna, från 2019 till 2021 kommer fler än 10 000 system att köpas för olika arméstrukturer, till en början i den monokulära versionen och senare i binokulära konfigurationer.
I juni 2018, som en del av ett treårskontrakt, beviljade armén L3 Technologies ett kontrakt på 391 miljoner dollar för leverans av ENVG-B mörkerseende. "Den vita fosfor- och dubbelrörslösningen gör det möjligt för användare att hålla jämna steg med nästan lika konkurrenter, vilket ökar smidigheten och förbättrar inriktningen på hela slagfältet", säger företagets direktör.
ENVG-B-enheten, som också anses vara en möjlig kandidat för IVAS-konceptet, kan integrera en separat IR-kanal, som kan kombineras med en bildförbättringskanal för att öka sannolikheten för måldetektering. Ytterligare krav inkluderar anslutning till nätverksenheter som programmerbara radioapparater och slutanvändarsmartphones / surfplattor som ingår i Nett Warrior Soldier Upgrade Program.
"Denna teknik förbättrar operatörens förmåga att lokalisera och fånga hot och utvärdera bilder av den allmänna driftsmiljön", säger en talesman för L3 Technologies."ENVG-B innehåller också en ny högupplöst bildskärm och inbyggt trådlöst nätverk, snabb målinsamling och algoritmer för augmented reality för att interagera med soldatens avancerade system samtidigt som interoperabiliteten förbättras och utökas."
Dessutom erbjuder L3 Technologies-företaget en annan enhet i form av hjälmmonterade panoramaskyddsglasögon GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Företaget bekräftade dock att GPNVG -glasögonen ännu inte är planerade att uppgraderas under IVAS -programmet.
Enligt företaget ger GPNVGs ett 97 ° synfält, vilket möjliggör "övervakning och / eller målidentifiering i förhållanden med svagt ljus där ökad styrka och chockmotstånd krävs."
Kanaljustering
Samtidigt erbjuder Harris Corporation sina i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) nattsynsglasögon i monokulära och binokulära konfigurationer. De kombinerar bilder från två kanaler, låg belysning och infrarött.
Tack vare utvecklingen av augmented reality-teknik visar den genomskinliga displayen på TM-NVG-enheten GPS-koordinater, topografiska element, textmeddelanden och målinformation. Andra funktioner gör att användaren kan se bilder direkt från fjärrövervakning och datainsamlingssensorer, inklusive bilder från speciella spaningsflygplan och drönare.
TM-NVG-enheten har ett synfält på 33 °, en upplösning för en långvågig infraröd sensor på 320x240, en videoupplösning på 640x480 med en frekvens på upp till 10 bilder per sekund. TM-NVG har också en USB 2.0-kontakt och drivs av fyra AA-batterier, vilket möjliggör kontinuerlig drift av enheten i 7,5 timmar.
I oktober 2018 meddelade Harris Corporation och L3 Technologies en sammanslagning, även om företagsrepresentanter inte kunde säga något om det nya företaget Harris L3 Technologies planer på att utveckla mörkerseende.
Nattvisionsmarknaden fortsätter att skifta från grön fosfor till vit fosfor
Arbetar med noll sikt
Förutom USA finns det ett växande behov av CMOS -teknik (komplementär metalloxidhalvledare), vilket avsevärt förbättrar kvaliteten på driften vid svagt och noll ljus. Flera företag presenterar för närvarande avancerade lösningar för de väpnade styrkorna i många länder.
Vid Africa Aerospace and Defense i Sydafrika i september 2018 presenterade Photonis det senaste i sin Nocturn-familj av digitalkameror, utformade för att möta militärens behov av hjälmmonterade enheter och vapenomfång som har dubbla kanalsmältning …
EBCMOS, som först presenterades för allmänheten vid Eurosatory 2018, är baserat på Photonis Nocturn CMOS digitalkamera och har en mindre formfaktor och högre bildupplösning än andra nattvisionsenheter.
"De mest krävande applikationerna för extremt svagt ljus kräver avancerade digitala lösningar", förklarade en talesperson för Photonis. - EBCMOS är en elektro-optisk omvandlare där mikrokanalplattor och en fosforskärm ersätts av en speciell CMOS-fotodetektor. EBCMOS -enheten, som för närvarande finns i två upplösningar på 2 och 4 megapixlar, ger användarna högre upplösning och mer kontrasterande bilder."
En annan aktör på CMOS -marknaden, Rochester Precision Optics, erbjuder militären sin CMOS Night Observation Device (CNOD). Bland köparna av denna enhet finns US Special Operations Command och Drug Enforcement Administration.
En företrädare för företaget sa att CMOS -tekniken möjliggör mer exakta och tydligare bilder för användare som arbetar under svåra stridsförhållanden, inklusive befolkade områden och närstrid.
Enligt en talesman för Rochester Precision Optics är CNOD tillgänglig i en mängd olika konfigurationer, inklusive RSM-modellen för brottsbekämpning, LD-modellen för militära kunder och DR-modellen för långdistansoperationer."CNOD har högupplöst, helt digital dag / nattoptik, optimerad för att fungera som en monokulär övervakning, fristående vapensikt eller monterbar sekundärsikt."
Systemet, som arbetar i intervallet 500-1800 nm, kan upptäcka sina egna och andras laserpekare och avståndsmätare - en funktion som är användbar och efterfrågad av de väpnade styrkorna som arbetar i ett allt tätare stridsutrymme, där man eliminerar konfliktsituationer mellan parterna är fortfarande en primär uppgift.
CNOD-enheten väger 520 gram och drivs av CR123-batterier, har en 6x digital zoom, samt funktionen att överföra högupplösta foton och videor till andra stridande.
Uppnå framgång
Absolute Darkness to Vision (AD2V) utvecklar också handhållna, hjälmmonterade och vapenmonterade enheter baserade på CMOS-teknik och levererar dem till det tyska försvarsdepartementet.
Jämfört med de alternativa nattsynsglasögonen som för närvarande finns på marknaden är AD2V: s Luxiter PM1 digitala mörkerseende mindre. Enligt Wilhelm Gronauer från Griffity Defense (europeisk distributör av AD2V) kan Luxiter PM1 digital enhet "spela in och exportera strömmande video genererad av sin egen matris, importera data från externa källor och styra kommandon från enheter och utfärda textmeddelanden."
Med en vikt på mindre än 300 gram har Luxiter PM1 en upplösning på 795x596 pixlar och ett varierande synfält från 19 ° till 56 °. Emellertid var enheten konstruerad för relativt korta avstånd; Gronauer bekräftade att enheten tillhandahåller objektdetektering och identifiering vid en maximal räckvidd på 100 meter.
Dessutom förklarade Gronauer att CMOS-sensorn minimerar eventuella negativa optiska effekter i operatörens synfält vid avfyrning i trånga utrymmen, och tillade att Luxiter PM1 är utrustad med en infraröd belysning för prestanda i svagt ljus.
"Digitala svartvita skärmar möjliggör bättre objektigenkänning och snabbare beslutsfattande, medan omedelbara övergångar från mörker till ljus och tillbaka kompenseras av enheten och påverkar inte användaren."
Enheten kan också uppgraderas med en extern Luxiter EC-2H-kamera för att ge användarna den extra fördelen att strömma data över ett programmerbart radiogränssnitt.
Små tvivel kvar om nattsyn kommer att förbli ett kritiskt krav för markstyrkor i nuvarande och framtida operativa scenarier. Men potentialen för sådan teknik, integrerad i olika system för medvetenhet om situationen, kan ge en betydande drivkraft för utvecklingen av nästa generations lösningar.
Men som en branschexpert förklarade måste implementeringen av denna typ av teknik övervakas noggrant, med särskild tonvikt på att minimera den kognitiva belastningen på operatörer i en redan komplex driftmiljö.
