Как выбрать тепловизионный прицел


Выбор тепловизионного прицела может оказаться трудной и приводящей в замешательство задачей. Конечно, интернет – это отличный источник информации, но контроль ее правдивости здесь довольно низок. На сегодняшний день существует довольно много компаний, выпускающих тепловизионные прицелы.

Также есть и модели, сделанные «на скорую руку», или продающиеся по низкой цене, так называемые «коммерческие». Настоящие – это прицелы военного образца, которые разработаны специально для суровых, боевых условий и охраны правопорядка. Если вы собираетесь потратить не одну тысячу долларов на такую систему прицеливания, лучшим вложением денег будет покупка устройства, которое прослужит вам еще долгое время.

Типы тепловизионных прицелов

Flir t-60 для военной цели

Тепловое изображение, полученное через FLIR T-60

В то время как существует действительно большое количество тепловизионных прицелов, все они делятся на две основные категории: автономные прицелы и «прицелы-насадки». Автономные модели по большей части похожи на стандартные, дневные оптические прицелы, – они крепятся на специальной планке оружия и имеют встроенное перекрестье, которое можно скорректировать по горизонтали и вертикали для того, чтобы «пристрелять» винтовку.

Приборы военного образца чрезвычайно прочны, поэтому они служат своим владельцам годами. Самыми популярными из них являются американские армейские модели, входящий в программу TWS (Thermal Weapon Sight). И все же у автономных прицелов есть свой недостаток: как только они пристрелены к определенному оружию, без последствий их уже не снять. Например, если вам потребуется отсоединить тепловизионный прицел и поставить вместо него дневной, то придется скорректировать последний, а при следующей замене на тепловизионный необходимо будет вновь проделать те же манипуляции.

Другим вариантом является ношение отдельного оружия как для ночной, так и для дневной стрельбы. Вероятно, для какой-нибудь гражданской деятельности это и покажется осуществимым вариантом, но в военном окружении может оказаться реальной проблемой. Тут в дело вступают специальные насадки.

Тепловизионные «прицелы-насадки» были разработаны для вооруженных сил США, чтобы сделать возможным ношение одного оружия как днем, так и ночью без нужды в периодическом пристреливании. Данная насадка – это удивительная разработка в области оптической инженерии, которая позволяет просто прикрепить напротив дневного. Таким образом ваш стандартный оптический прицел превращается в тепловизионный.

Когда он вам больше не понадобится, просто снимите насадку: теперь дневная оптика вновь в вашем полном распоряжении. Лучшая часть во всем этом – то, что вам не требуется пристреливать ваше оружие вообще. Пока ваш дневной прицел откорректирован, тепловизионный так же будет правильно функционировать. Это совершенно новая технология и несомненный шаг вперед. Вам потребуется лишь одно оружие и система прицеливания, с которой вам наиболее комфортно. Только теперь у нее будет иметься еще и тепловизионная способность.

Принципы термографии

Тепловизионный прицел

Тепловое изображение человека, стреляющего из винтовки с тепловизионным прицелом

Используя превосходную технологию тепловизионного ночного видения в паре c неохлаждаемой матрицей видеозахвата в фокальной плоскости (FPA) FLIR, тепловизионные прицелы от корпорации SPi являются полностью пассивной инфракрасной системой прицеливания, которая позволяет распознавать тепловой след от людей или объектов, днем или ночью; сквозь дождь, туман и дым.

Не требуется никакой внешней инфракрасной подсветки (ИК-осветитель), прибор можно использовать как в полной темноте, так и средь бела дня. При рассмотрении через прицел, испускающие тепло объекты – например люди или машины, которые еще недавно работали, – сильно выделяются на фоне окружения, не взирая на камуфляж и другие методы визуальной маскировки. Сделанные по строгим стандартам FLIR отлично справляются со своей задачей. Они являются ударопрочными и водостойкими, и выдерживают давление, вызываемое частой отдачей.

Быстросъемное крепление позволяет с легкостью присоединить прицел к MIL-STD-1913 (планке Пикатинни) и ствольной коробке. Будучи пристреленным к одному конкретному оружию, прицел можно заменить на другой оптический или электронно-оптический, изготовленный в корпорации SPi и заблаговременно откорректированный для того же оружия. Все это можно сделать за считанные секунды и без видимых изменений при отдаче.

Вот так это выглядит

Изображение машины, сделанное через тепловизионный прицел

Электронная сетка обеспечивает точное прицеливание по вражеским целям. Тепловизоры корпорации SPi получают питание от трех литиевых батарей формата AA, а также имеют вспомогательные порты для работы от розеток сети переменного тока или автомобильных прикуривателей. Благодаря выходному видео-порту изображение может передаваться на внешний монитор или записываться специальным устройством в формате FLV.

Если использовать прибор исключительно для наблюдения, его можно держать в руке или установить на штатив. Тепловизионная камера FLIR, имея вес меньше трех фунтов, является компактным, но в то же время мощным устройством, которое используется: в охране, для обеспечения правопорядка, при обезвреживании взрывоопасных веществ, в военных лабораториях, в арсеналах, в американских правительственных лабораториях и профессиональными военнослужащими армии США.

Среди тепловизионных устройств FLIR распространены два типа: неохлаждаемые и те, что используют криогенное охлаждение. Неохлаждаемые модели встречаются наиболее часто. В данных устройствах, прекрасно работающих при комнатной температуре, в качестве отдельных элементов содержатся инфракрасные детекторы. Система такого типа является полностью бесшумной, мгновенно активируется и имеет встроенный аккумулятор.

Тепловизионные устройства с криогенным охлаждением стоят дороже, а при грубом с ними обращении более подвержены повреждениям. В такой системе тоже имеются ИК-детекторы, но только запечатанные в охлаждающий их до 32 °F (0 °C) контейнер. Преимущества данного типа устройств состоят в невероятной разрешающей способности и чувствительности, что является следствием охлаждения внутренних элементов.

Системы с криогенным охлаждением позволяют увидеть разницу даже в 0.2 °F (0.1 °C) с расстояния в 1000 футов (300 метров): такой информации будет достаточно, чтобы сказать, держит ли человек оружие! В то время как тепловое видение отлично справляется с обнаружением людей или работой в почти абсолютной темноте, большинство приборов ночного видения используют технологию усиления изображения, о которой будет рассказано более подробно.

Технология усиления изображения – это то, о чем думает большинство людей, когда вы упоминаете ночное видение. В действительности системы с такой технологией обычно называют приборами ночного видения (ПНВ). Ключевым элементом ПНВ является специальная трубка, называемая электронно-оптическим преобразователем (ЭОП): она получает и усиливает инфракрасный и видимый свет. ЭОП преобразовывает фотоны в электроны, а затем повторяет данную операцию снова. Линза прибора, называемая объективом, собирает как рассеянный свет, так и свет ближней инфракрасной области.

Насадка для ночного видения

Сержант смотрит через T60

 

Собранный свет посылается в электронно-оптический преобразователь. В большинстве приборов ночного видения ЭОП работает от двух батареек формата N или AA. Преобразователь передает напряжение в 5000 вольт своим составным элементам. Фотокатод, находящийся в ЭОП, превращает фотоны световой энергии в электроны. Как только электроны проходят через преобразователь, атомы внутри него также испускают электроны, тем самым увеличивая их первоначальное число в тысячи раз.

Последнее является заслугой, находящейся в ЭОП микроканальной пластины (МКП) – маленького стеклянного диска, который состоит из миллионов микроскопический отверстий (микроканалов), сделанных при помощи оптоволоконной технологии. МКП предназначена для работы в вакууме, на каждой из сторон диска имеются специальные металлические электроды. Каждый канал изделия служит в качестве множителя электронов, а его длина примерно в 45 раз больше ширины. Когда электроны из фотокатода достигают первого электрода МКП, то под воздействием напряжение в 5000 В, идущего от пары электродов, они устремляются в микроканалы.

Эти электроны, проходя через непосредственно сами каналы, заставляют выпустить тысячи других электронов: данный процесс называется вторичной эмиссией. Иными словами, первоначальные электроны, сталкиваясь со стенкой канала, возбуждают атомы и высвобождают другие электроны. Последние, в свою очередь, также соударяются с другими атомами, вызывая цепную реакцию, в результате которой канал покидают уже тысячи электронов вместо нескольких вошедших. Интересный факт: микроканалы в МКП специально создаются под небольшим наклоном (примерно 5-8 градусов) для того, чтобы простимулировать столкновения электронов, а также ослабить ионную и фотонную обратную связь с люминофором на выходной стороне.

На винтовке

Тепловизионный прицел Specre IR, установленный на винтовку для охоты на кабана

 

Изображения, сделанные при помощи прибора ночного видения известны своим мрачным зеленым оттенком. Достигнув конца электронно-оптического преобразователя, электроны сталкиваются с люминесцентным экраном. Данные электроны сохраняют свое положение относительно каналов, через которые они прошли: благодаря тому, что они остаются на одной линии с исходными фотонами, изображение получается просто отличным.

Энергия этих электронов заставляет люминофоры перейти в возбужденное состояние и выпустить фотоны. Именно благодаря люминофорам на экране устройства появляется имеющее зеленый оттенок изображение, которым так славятся приборы ночного видения. Это изображение, в свою очередь, рассматривается через другую линзу – окуляр, который имеет функции увеличения и фокусировки. Изображение также можно вывести на подключенный к ПНВ электронный дисплей, монитор например. Приборы ночного видения вот уже 40 лет находятся в употреблении и классифицированы по поколению. Каждое существенное изменение в технологии ПНВ знаменует собой появление нового поколения.

Нулевое поколение: первые приборы ночного видения были разработаны армией США и использовались в ходе Второй мировой войны и войны в Корее. Для работы данных ПНВ требуется активное инфракрасное излучение. Это означает, что к прибору подключен специальный элемент – ИК-осветитель, который проецирует свет ближней инфракрасной области, схожий со светом от обычного фонарика. Излучение, невидимое для невооруженного глаза, отражается от объектов и возвращается обратно в линзу ПНВ.

Для ускорения электронов приборы нулевого поколения используют анод в сочетании с катодом: недостатком такого подхода является искажение изображения и значительное снижение срока службы ЭОП. Другая большая проблема первого поколения заключается сфере применения данной технологии – будучи широко распространенной в ходе войны, ее довольно быстро скопировали другие враждебные нации, тем самым позволив противнику использовать уже свои собственные ПНВ для обнаружения инфракрасного света, проецируемого схожими приборами.

Первое поколение: следующая ступень развития ПНВ, где на замену активному инфракрасному освещению пришло пассивное. Армия США назвала новые приборы Starlight: эти устройства используют рассеянный свет, например от луны и звезд, чтобы увеличить количество отраженного инфракрасного света в окружающей среде. Иными словами, данным ПНВ не требуется источник, который бы проецировал инфракрасный свет. Это также означает, что они не очень хорошо работают в пасмурную или безлунную ночь. Первое поколение использует тот же электронно-оптический преобразователь, что и нулевое, – с катодом и анодом. Поэтому искажение изображения и короткий срок службы трубки все еще остаются проблемой.

Второе поколение: появилось в результате значительных улучшений электронно-оптического преобразователя. ПНВ этого поколения имеют более высокую разрешающую способность и производительность по сравнению с первым, также они более надежны. Самым большим улучшением является способность видеть в условиях крайне низкой освещенности, например в безлунную ночь. Благодаря добавлению микроканальной пластины в ЭОП повысилась еще и чувствительность прибора. Так как МКП увеличивает число электронов, а не просто их ускоряет, изображение получается значительно менее искаженным и более светлым, чем в предыдущих поколениях ПНВ.

Т 60

Тепловизионный прицел T60

Третье поколение: новейшая и самая лучшая на сегодняшний день технология. Именно эти приборы ночного видения в настоящий момент находятся на вооружении армии США. И хотя базовые принципы работы остались прежними со времен второго поколения, данные ПНВ обладают лучшей разрешающей способностью и чувствительностью.

Все потому, что фотокатод здесь создан с использованием арсенида галлия, который очень эффективен в преобразовании фотонов в электроны. Кроме того, микроканальная пластина покрыта специальным ионными барьером, что значительно увеличивает срок службы ЭОП.

Третье поколение считается передовой технологией, поэтому ни один такой ПНВ не может быть экспортирован из США без лицензии, выданной Государственным департаментом страны с указанием информации о получателе и цели использования устройства. Многие так называемые «бросовые» прицелы ночного видения используют технологию нулевого или первого поколения: они могут разочаровать вас, если вы ожидаете такой же чувствительности, как у устройств, которыми пользуются профессионалы.

ПНВ второго и третьего поколения, как правило, стоят очень дорого, однако могут прослужить верой и правдой всю жизнь, если правильно за ними ухаживать. Кроме того, для любого прибора ночного видения может пригодиться ИК-осветитель, особенно в таких темных местах, где почти нет рассеянного света. Отдельного упоминания стоит тот факт, что каждый усилитель изображения проходит строжайший отбор, чтобы убедиться, отвечает ли он военным требованиям.

Тепловизионные прицелы: являются монокулярными (для одного глаза), обычно их держат в руках или же крепят на оружие. Так как прицелы удобны для переноски – их не нужно носить как очки, – они отлично подходят для ситуаций, когда нужно тщательнее рассмотреть какой-то определенный объект, а затем вернуться к исходному состоянию.

Очки: хоть и можно переносить в руках, но чаще всего они пребывают на голове владельца. Они являются бинокулярными (для обоих глаз) и могут иметь как одиночные, так и стереоскопические линзы, в зависимости от модели. Очки отлично подходят для непрерывного осмотра местности, например для перемещения по темному зданию.

Первоначальной целью ночного видения было нахождение вражеских объектов в ночное время. Для этого им до сих пор широко пользуются военные. Впрочем, как и для навигации, слежки и прицеливания. Полиция и охрана часто используют как тепловизоры, так и ПНВ, в особенности для наблюдения. Охотники и любители природы полагаются на приборы ночного видения, чтобы пробираться ночью сквозь лес. Детективы и частные сыщики используют ПНВ, чтобы наблюдать за людьми, чье перемещение им приказано отслеживать.

Во множестве предприятий для контроля за окружением установлены камеры, оснащенные ночным видением. Что касается тепловизоров, то поистине потрясающей их способностью является возможность определить, вторгся ли кто на территорию: они могут показать, была ли вскопана земля, было ли в ней что-то зарыто, даже если отсутствуют видимые признаки всего этого.

Правоохранительные органы используют эти приборы, чтобы найти вещи, которые были спрятаны преступниками, включая деньги, наркотики и тела. Кроме того, свежие изменения на некоторых участках, в стенах например, могут быть обнаружены при помощи тепловизоров: что уже не раз было использовано в качестве улики в нескольких делах. Множество людей только делают свои первые шаги в исследовании уникального мира, который открывается им с приходом ночи. Если вы идете в поход или на охоту, прибор ночного видения может вам пригодиться. Только будьте уверены, что выбрали правильный тип устройства для своих нужд.