Fordonsmonterade mörkerseende har funnits i åratal och är nu vanliga, men det finns betydande förändringar framåt på denna marknad.
Till exempel finns det en växande efterfrågan på nattkameror med högre upplösning. En talesman för det franska infraröda mottagarföretaget Sofradir sa att detta kan uppnås genom att öka antalet pixlar och minska pixelhöjden samtidigt som matrisstorleken bibehålls för att ge enhetens låga vikt och strömförbrukningsegenskaper.
”Genom att minska pixelhöjden ökar du detektorns känslighet, eftersom när pixelhöjden minskar har varje pixel en lägre signalstyrka, och därmed ökar vi enhetens känslighet. I den nuvarande generationens kameror är standarden VGA 640x512, men idag går trenden mot SVGA 1280x1024 i exempelvis 12 mikron steg. System kommer att gå i denna riktning och detta händer nu,”
- han förklarade.
För att dessa kameror ska fungera som bäst måste de stabiliseras ordentligt, eftersom pansarfordon kör i tuff terräng med mycket svår terräng. Enligt en representant för Controp Precision Technologies, om systemet inte stabiliseras tillräckligt bra, "kommer bilden att vara av oacceptabel kvalitet och enhetens räckvidd kommer att reduceras drastiskt."
En talesman för Sofradir sa:
”Under de senaste åren har vi sett vikten av vikt, storlek och strömförbrukning växa stadigt, vilket återspeglar efterfrågan på små, lätta system med förbättrade funktioner, till exempel våra SIGHT -system. Det finns flera typer av kameror: okylda värmekameror, som ger närbild och oftast inte är stabiliserade, och kylda värmekameror, som vanligtvis är stabiliserade, är av högre nivå och naturligtvis dyrare."
Markera problem
Traditionellt har nattvisionssystem använts för två huvudsyften. För det första tillåter förarens mörkerseende honom att öka kontrollnivån för miljön runt bilen för säker och problemfri manövrering. För det andra finns det observationssystem som används av skyttar för att identifiera och sikta på potentiella mål.
Infraröda system för förare och förbättrad lägesmedvetenhet är vanligtvis okylda värmekameror som har ett bredare synfält på nära håll för att få så mycket synfält som möjligt, medan omfattningar är för skyttar, särskilt för stora kalibervapen, till exempel, 120 mm tankvapen, utrustade med kylda långdistansvärmekameror. De senare har ett smalare synfält för att fokusera på ett specifikt mål.
Värmekameror är de vanligaste i moderna arméer, eftersom de är mer avancerade än kameror med bildförstärkning (bildförstärkare), som fungerar i steg om mindre än 1 mikron, och för att fungera kräver de aktivt ljusutsläpp i det nära infraröda området för att se i mörkret. I det här fallet kan ljuset från den infraröda belysningen som är osynligt för blotta ögat detekteras av fiendens enheter, vilket kan få allvarliga konsekvenser.
Enligt Colin Horner från Leonardo är bildförstärkarkameror alltid ett problem i samhällen som tenderar att vara upplysta.
”Dessa sensorer tenderar att förvränga och suddas ut bilden avsedd för befälhavaren och föraren. Även om bildförbättringstekniken förbättras och är det föredragna valet för icke-stridshjälpfordon, är nackdelen att sådana kameror fortfarande behöver bakgrundsbelysning.”
”Även om de verkligen kan fungera i minimalt ljus, till exempel i månens eller stjärnornas ljus, i fullständigt mörker, kommer kameror med bildförstärkare inte att fungera. För att förbättra lägesmedvetenheten använder operatörerna infraröda lampor för att lokalt belysa området runt maskinen och förlita sig på naturligt ljus."
- förklarade Horner.
Han tillade att det finns andra problem med bildförstärkarkameror i bilar utrustade med skottsäkert glas, eftersom de påverkar förarens uppfattning om avstånd negativt. Det är därför moderna arméer föredrar att använda passiva infraröda system.
Dessutom finns det en tendens att öka möjligheterna för mörkerseende för fordon i andra kategorier, för vilka det är nödvändigt att installera samma system på dem som på stridsplattformar. "Detta kommer verkligen att öka ägande och säkerhet."
”Som regel var större pansarstridsfordon utrustade med passiva (obelysta) infraröda system med mycket hög prestanda, men de fungerar inte i kolumner själva. De stöds av andra fordon, till exempel personaltransportörer, ambulanser och motorfordon, men dessa fordon har nackdelen att de inte har samma nattsynskapacitet som stridsfordon och därför inte kan arbeta under samma förhållanden. Så nu ser vi en trend att utrusta stödfordon med mörkerseende som inte är sämre än stridsplattformar, vilket resulterar i att de kan arbeta sida vid sida utan ytterligare risk."
En annan trend är att lägga till fler kameror till maskiner för att få en helhetsvy. Tidigare var militären bara inriktad på att förse föraren med mörkerseende endast för körning. Med ett stort antal kameror som ger 360 ° sikt kan hoten ses från alla håll och, ännu viktigare för säkerheten, det finns utsikt åt sidorna och baksidan, därför ökar säkerheten för driften i stadsområden.
Leonardo erbjuder DNVS 4-kameran, som låter dig få en allroundvy på avstånd på 20-30 meter. Horner sa att systemet också är utrustat med en färgkamera på dagtid för att kombinera de två teknikerna i en lösning och därmed minska vikt, storlek och strömförbrukning. Han tillade att det också finns en övergång från analog till digital öppen arkitektur. "Det betyder att vi digitaliserar kamerasignalen och visar den digitalt på skärmen, vilket förbättrar bildens klarhet kraftigt och eliminerar eventuella störningar från själva maskinen."
Bild i siffror
Utvecklingen inom digital teknik gör det möjligt för operatörer att använda multifunktionella skärmar med kartor, vapenstatus och information om fordonsunderhåll, samt visa flera bilder samtidigt, till exempel framåt-, sid- och bakåtvy. Detta är mycket mer mångsidigt än att använda en nedtonad kamera eller ett analogt system som låter dig bara se en kamera och bara en skärm.
De flesta övervakningskameror är av okyld typ och har, liksom det mänskliga ögat, ett brett synfält på cirka 50 °, och vissa närmar sig 90 °. Jorgen Lundberg från FLIR Systems sa att andra kameror därför måste installeras i olika konfigurationer för att uppnå full 360 ° täckning. Vissa system möjliggör placering av flera kameror med ett synfält på 55 °, medan andra system för installation av fyra kameror vid 90 ° eller till och med bara två kameror vid 180 ° för att skapa ett panorama. Först och främst är detta nödvändigt för att bilen fritt ska kunna manövrera utan strålkastarna på under natträning och stridsoperationer, eftersom föraren har full kontroll över miljön.
"Allt detta syftar till att ge föraren eller besättningen kunskap om vad som händer nära bilen på cirka 20-100 meter och inte längre, eftersom tekniken idag inte kan ge högupplösta bilder på långa avstånd", sa Lundberg.”Även om bilens besättning säkert kommer att ha en högupplöst bild av hela omkretsen till sitt förfogande, finns det en balans mellan dagens teknik och dagens budget. Det finns också begränsningar för antal och funktioner för besättningsdisplayer inuti fordonet.”
Till exempel är det svårt att presentera stora mängder tillgänglig sensorisk information. För att inte blanda allt i en hög måste besättningsmedlemmar, till exempel föraren, befälhavaren och skytten, ha tillgång till skärmar som visar specifik information avsedd för var och en av dem för att inte störa andra användare. Landningsfesten kan också ha en skärm på baksidan av fordonet, som visar information om miljön innan avstigning. Befälhavaren kan ha en skärm som andra besättningsmedlemmar, men med mer funktionalitet, till exempel med möjligheten att visa beslut om stridskontroll och information om vapen.
Många olika sensorer är redan installerade i pansarfordon och nattvisionssystem måste hitta en plats för sig själva i detta begränsade utrymme. Litet utrymme finns tillgängligt i maskinen för att rymma fler skärmar och därför är det svårt att distribuera information från sensorer och kameror i hela maskinen.
Nattvisionssystem för huvudvapnen i AFV är placerade sida vid sida eller integrerade i skyttens sikt, som vanligtvis installeras i fordonet bredvid pistolen. Beväpningen kan vara en stor kaliber 120 mm tankkanon, medellånga kanoner (20 mm 30 mm eller 40 mm) eller till och med maskingevär av kaliber 7, 62 mm eller 12, 7 mm i en fjärrstyrd vapenmodul (DUMV). Vapensiktningssystem inkluderar huvudsakligen kylda värmeavbildningssystem och kan därför arbeta med avstånd över 10 km.
Lundberg sa att skyttens dag- och nattattraktioner är i linje med vapnets axel, det vill säga att han kommer att titta var pistolen riktas och inte se åt andra håll.
”Räckvidden för denna syn bör motsvara pistolens räckvidd, och pistolen har en ganska lång räckvidd. Följaktligen har han ett ganska smalt synfält, det är som att titta genom ett sugrör … men här måste pilen se och skjuta."
Håll dig kall?
Okylda infraröda kameror använder mikrobolometerteknik, som i huvudsak är ett litet motstånd med ett silikonelement som reagerar på värmestrålning. Temperaturförändringar bestäms av intensiteten av fotons utsläpp. Mikrobolometern upptäcker detta och omvandlar mätningarna till en elektrisk signal, som i sin tur kan omvandlas till en bild.
Okylda sensorer fungerar som regel i LW1R-området (7-14 mikron), det vill säga att de kan "se" genom rök, dimma och damm, vilket är viktigt på slagfältet och i andra situationer.
Kylda enheter använder ett kryogent kylsystem för att hålla detektorn vid -200 ° C, vilket gör den mer känslig för även mindre temperaturförändringar. Detektorer av sådana anordningar kan omvandla till och med en enda foton träff till en elektrisk signal, medan okylda system behöver fler fotoner för att göra mätningar. Således har kylda sensorer en lång räckvidd, vilket förbättrar processen att fånga och neutralisera mål.
Men kylsystem har också sina nackdelar, designens komplexitet medför höga kostnader och behovet av regelbundet och tekniskt komplext underhåll. Okylda sensorer är billigare, lättare att underhålla och längre livslängd eftersom de inte använder kryogen teknik, har färre rörliga delar och inte kräver komplex vakuumtätning. Vilken typ av system att välja, som alltid, är upp till användaren, baserat på de uppgifter han löser.
Vågval
Kylda skyttaromfång använder nära [långvåg] infraröda (LW1R) detektorer. Eftersom detta gör att mörkerseende kan se igenom rök och därför har färre stridsrelaterade problem. Okylda system använder också sådana detektorer, eftersom mikrobolometrar (värmekänsliga element) är känsliga vid denna våglängd, men detta börjar nu förändras. "Historiskt sett har LWIR alltid varit att föredra på grund av bättre rökgenomträngning än MWIR-detektorer som fungerar i mitten [mellanvåg] infrarött," sade Horner.
”För tio år sedan var detta sant, men tester och demonstrationer har visat och bevisat att det inte är någon större skillnad mellan LWIR och MWIR på slagfältet idag. MWIRs känslighet och kapacitet har förbättrats avsevärt under de senaste 10 åren och idag erbjuder MWIR -kameror fortfarande överlägsen prestanda och rökgenomsläpplighet. Detta får människor att föredra MWIR snarare än LWIR -detektorer."
Horner tillade:
”Fördelen med MWIR -detektorer är att de också har bättre permeabilitet genom fuktig luft jämfört med detektorer av LWIR -typ, det vill säga när du vill distribuera i kustområden, särskilt i varma klimat, då får du bättre prestanda med MWIR. Inte LWIR. Det blir en kompromisslösning för bilen."
En talesman för det franska företaget Sofradir betonade dock att det fjärr [kortvågiga] infraröda området i spektrumet (SWIR) också har sin tillämpning.
”Det finns två olika användningsområden för SWIR. För det första kan detektorer av denna typ vara en extra lösning i de fall då du behöver titta igenom rök och damm av olika densitet och ursprung, och till och med (i vissa fall) dimma. Beroende på atmosfäriska förhållanden kan SWIR ge ett stort skenbart avstånd. För det andra, med SWIR -detektorn kan du se laseravståndsmätare som arbetar vid målbeteckning vid våglängder på 1,6 mikron eller 1,5 mikron. Det används sedan som en varning om att ditt fordon är under övervakning. Du kan också se blixtar av kanoner, vilket innebär att SWIR används för att förbättra lägesmedvetenheten och skydda markfordon."
En talesman för BAE Systems sa:
”I allmänhet ger LWIR den bästa prestandan i alla väder och andra utomhusförhållanden, medan MWIR och SWIR ger den bästa kontrasten. SWIR -bilden har den fördelen att den liknar den vi ser med blotta ögat. Denna viktiga fördel ökar sannolikheten för korrekt erkännande, vilket i sin tur bidrar till att minska risken för incidenter med vänlig eld."
Behovet av mer
Den vanligare installationen av DUMV på pansarfordon påverkar marknaden för nattkameror. Huvudpistolen är integrerad i plattformen och därför kan varken pistolen eller sevärdheterna ändras för ofta. Genom att lägga till nya DUMV på modulbasis kan du byta omfattning oftare.
Under de senaste fem till tio åren var standardvapen som installerades på DUMV i de flesta fall antingen ett 7,62 mm maskingevär eller ett 12,7 mm maskingevär, så sevärdheterna var i regel okylda för att matcha den korta räckvidden av dessa vapen. (1-1, 5 km), och detta i sin tur bestämde deras något bredare synfält än sevärdheterna i stora kaliberpistoler.
Lundberg noterade dock att situationen förändras:
”För närvarande finns det en växande trend som avgör installationen av vapen av större kaliber (ca 25-30 mm), från vilket det är möjligt att sikta och genomföra exakt eld på långa avstånd, och detta bestämmer efterfrågan på sevärdheter för DUMV med längre räckvidd. Medan industrin brukade leverera okylda omfång för 99% av DUMV, flyttar fokus idag till mer funktionella okylda och kylda omfång som kan ge ultrakarpa bilder. Detta gör det möjligt att se lite längre och rikta vapen av större kaliber till målet på långa avstånd på 1, 5-2, 5 km, det vill säga utanför räckhåll för fiendens förstörelse."
Och slutligen vill befälhavarna ha ännu bättre kontroll över situationen, se längre än kanonbränderna, och därför var det nödvändigt att installera nattattraktioner med längre räckvidd på DUMV.
Utvecklingen av nattvisionssystem bestäms inte bara av det ökade räckvidden, utan också av behovet av att förenkla driften. En föråldrad värmekamera eller mindre avancerad infraröd kamera kräver mycket arbete, eftersom du måste trycka på knapparna och vrida rattarna många gånger för att få en anständig bild, medan en ny avancerad kamera omedelbart kan ge en bild av högre kvalitet för ett riktningssystem med minimal användarintervention. En Controp -talesman sade: "När de flesta elementen är automatiserade kan operatören fokusera på själva uppgiften och inte bli distraherad genom att arbeta med observationssystemet."
Slagfältfördelen med nattvisionssystem blir alltmer uppenbar. Det gör detta genom att dra fördel av de tekniska fördelarna med en förbättrad högupplöst kamera, använda rätt typ av system för specifika uppgifter och integrera fler övervakningskameror i en digital arkitektur som kan stödja fler sensorer och ge varje besättningsmedlem data de behöver. Individuellt ger dessa förbättringar inte radikala förändringar, men tillsammans kan de ge en fördel i strid.
Horner sa att digital arkitektur är en långsiktig lösning.
”Om du implementerar digital arkitektur från början, då kan du ha 360-graders kontroll, du kan enkelt integrera framtida teknik, elektroniska krigföringssystem, aktivt skydd och långdistansövervaknings- och spaningssystem. Då kan du säkert fortsätta och stoppa bilen med ytterligare avancerad teknik."
Lundberg tillade:
”Utbredningen av nattsyn- och värmeavbildningssystem fortsätter i en oöverträffad takt. Militären i väst tror att fienden bara kommer att ha passiv infraröd teknik. Tack vare den snabba utvecklingen av innovativ teknik och exportkontrollregler har moderna västerländska arméer en klar fördel. Poängen är naturligtvis inte i enskilda termiska avbildare och andra mörkerseende -enheter, utan i hela pansarfordonet. Om du har ett omfång på DUMV, är fördelen att du kan sikta, skjuta och träffa exakt några sekunder före din motståndare. I denna händelseföljd bidrar nattvisionssystem säkert till segern över motståndaren."
