Kjøretøymonterte nattsynssystemer har eksistert i årevis og er nå vanlige, men det er betydelige endringer fremover i dette markedet.
For eksempel er det en økende etterspørsel etter nattkameraer med høyere oppløsning. En talsmann for det franske infrarøde mottakerfirmaet Sofradir sa at dette kan oppnås ved å øke antall piksler og redusere pixelhøyden samtidig som matrisestørrelsen opprettholdes for å gi enhetens lave vekt og strømforbrukskarakteristika.
Ved å redusere pikselhøyden øker du detektorens følsomhet, for etter hvert som pikselhøyden minker, har hver piksel en lavere signalstyrke, og dermed øker vi enhetens følsomhet. I nåværende generasjons kameraer er standarden VGA 640x512, men i dag går trenden mot SVGA 1280x1024 i trinn på 12 mikron, for eksempel. Systemer vil bevege seg i denne retningen, og dette skjer nå,”
- han forklarte.
For at disse kameraene skal yte sitt beste, må de stabiliseres skikkelig, siden pansrede kjøretøyer opererer i ulendt terreng med svært vanskelig terreng. Ifølge en representant for Controp Precision Technologies, hvis systemet ikke er stabilisert godt nok, "vil bildet være av uakseptabel kvalitet og rekkevidden til enheten vil bli drastisk redusert."
En talsmann for Sofradir sa:
“De siste årene har vi sett viktigheten av vekt, størrelse og strømforbruk vokser jevnt, noe som gjenspeiler behovet for små, lette systemer med forbedrede funksjoner, for eksempel våre SIGHT -systemer. Det finnes flere typer kameraer: ukjølte termokameraer, som gir nærbilde og vanligvis ikke er stabiliserte, og avkjølte termokameraer, som vanligvis er stabiliserte, er på et høyere nivå og selvfølgelig dyrere."
Fremhever problemer
Tradisjonelt har nattsynssystemer blitt brukt til to hovedformål. For det første tillater sjåførens nattesyn enheter å øke kontrollnivået for miljøet rundt bilen for sikker og problemfri manøvrering. For det andre er det observasjonssystemer som brukes av skyttere for å identifisere og sikte på potensielle mål.
Infrarøde systemer for sjåfører og forbedret situasjonsbevissthet er vanligvis ukjølte varmekameraer som har et bredere synsfelt på nært hold for å ha så mye synsfelt som mulig, mens omfang er for skyttere, spesielt for store kalibervåpen, for eksempel, 120 mm tankvåpen, utstyrt med avkjølte langdistansekameraer. Sistnevnte har et smalere synsfelt for å fokusere på et bestemt mål.
Termiske kameraer er de vanligste i moderne hærer, ettersom de er mer avanserte enn kameraer med bildeforsterkning (bildeforsterker), som opererer i trinn på mindre enn 1 mikron, og for å fungere krever de aktiv lysutstråling i det nær infrarøde området for å se i mørket. I dette tilfellet kan lyset fra den infrarøde belysningen som er usynlig for det blotte øye, oppdages av fiendtlige enheter, noe som kan ha alvorlige konsekvenser.
I følge Colin Horner fra Leonardo er kameraer med bildeforsterker alltid et problem i lokalsamfunn som pleier å være opplyst.
“Disse sensorene har en tendens til å forvrenge og uskarpe bildet som er beregnet for sjefen og sjåføren. Selv om bildeforbedringsteknologien forbedres og er det foretrukne valget for kjøretøyer uten krigshjelp, er ulempen at slike kameraer fortsatt trenger bakgrunnsbelysning.”
"Selv om de virkelig kan fungere i minimalt lys, for eksempel i lys av månen eller stjernene, i fullstendig mørke, vil kameraer med bildeforsterkerrør rett og slett ikke fungere. For å forbedre situasjonsbevisstheten bruker operatører infrarøde lys for å lokalt belyse området rundt maskinen og stole på naturlig lys."
- forklarte Horner.
Han la til at det er andre problemer med bildeforsterkerkameraer i biler utstyrt med skuddsikkert glass, ettersom de påvirker førerens oppfatning av avstand negativt. Det er derfor moderne hærer foretrekker å bruke passive infrarøde systemer.
I tillegg er det en tendens til å øke nattsynskapasiteten til kjøretøyer i andre kategorier, som det er nødvendig å installere de samme systemene på dem som på kampplattformer. "Dette vil virkelig øke nivået på eierskap og sikkerhet."
"Som regel var større pansrede kampbiler utstyrt med passive (ikke-belyste) infrarøde systemer med svært høy ytelse, men de fungerer ikke i kolonner av seg selv. De støttes av andre kjøretøyer, for eksempel personaltransportører, ambulanser og ingeniørbiler, men disse kjøretøyene har den ulempen at de ikke har de samme nattsynskapasitetene som kampbiler og derfor ikke kan arbeide under de samme forholdene. Så nå ser vi en trend for å utstyre støttekjøretøyer med nattsynssystemer som ikke er verre enn på kampplattformer, som et resultat av at de kan jobbe side om side uten ekstra risiko."
En annen trend er å legge til flere kameraer på maskiner for å få en helhetlig visning. Tidligere var militæret bare opptatt av å gi sjåføren nattsynsutstyr for kun kjøring. Med et stort antall kameraer som gir 360 ° sikt, kan trusler sees fra alle retninger, og enda viktigere for sikkerheten er det utsikt til sidene og baksiden, og derfor øker sikkerheten for operasjonen i byområder.
Leonardo tilbyr DNVS 4-kameraet, som lar deg få en allsidig utsikt på avstander på 20-30 meter. Horner sa at systemet også er utstyrt med et fargekamera på dagtid for å kombinere de to teknologiene i en løsning og dermed redusere vekt, størrelse og strømforbruk. Han la til at det også er et skifte fra analog til digital åpen arkitektur. "Dette betyr at vi digitaliserer kamerasignalet og viser det digitalt på skjermen, noe som forbedrer bildeklarheten sterkt og eliminerer forstyrrelser fra selve maskinen."
Bilde i tall
Utviklingen innen digital teknologi tillater operatører å bruke multifunksjonelle skjermer med kart, våpenstatus og informasjon om vedlikehold av kjøretøy, samt se flere bilder samtidig, for eksempel forover, side og bakover. Dette er mye mer allsidig enn å bruke et nedtonet kamera eller et analogt system som lar deg se bare ett kamera og bare én skjerm.
De fleste overvåkningskameraer er av ukjølt type og har, i likhet med det menneskelige øyet, et bredt synsfelt på omtrent 50 °, og noen nærmer seg 90 °. Jorgen Lundberg fra FLIR Systems sa at andre kameraer derfor må installeres i forskjellige konfigurasjoner for å oppnå full 360 ° dekning. Noen ordninger gir plassering av flere kameraer med et synsfelt på 55 °, mens andre ordninger gir installasjon av fire kameraer på 90 ° eller til og med bare to kameraer på 180 ° for å lage et panorama. Først og fremst er dette nødvendig for at bilen fritt skal kunne manøvrere uten frontlysene på under nattetrening og kampoperasjoner, siden føreren har full kontroll over miljøet.
"Alt dette er rettet mot å gi sjåføren eller mannskapet kunnskap om hva som skjer i nærheten av bilen på omtrent 20-100 meter og ikke lenger, siden teknologien i dag ikke kan gi høyoppløselige bilder på lange avstander," sa Lundberg. "Selv om mannskapet på bilen sikkert vil ha et HD-bilde av hele omkretsen til rådighet, er det en balanse mellom dagens teknologi og dagens budsjett. Det er også begrensninger på antall og funksjonalitet til mannskapsdisplayer inne i bilen.”
For eksempel er det utfordrende å presentere store mengder tilgjengelig sensorisk informasjon. For ikke å blande alt i en haug, må besetningsmedlemmer, for eksempel sjåføren, sjefen og skytespilleren, ha tilgang til skjermer som viser spesifikk informasjon beregnet for hver av dem for ikke å forstyrre andre brukere. Landingsfesten kan også ha en skjerm bak på kjøretøyet, som viser informasjon om miljøet før du går av. Kommandanten kan ha en skjerm som andre besetningsmedlemmer, men med mer funksjonalitet, for eksempel med muligheten til å vise beslutninger om kampkontroll og informasjon om våpen.
Mange forskjellige sensorer er allerede installert i pansrede kjøretøyer og nattsynssystemer må finne et sted for seg selv på denne begrensede plassen. Lite plass er tilgjengelig i maskinen for å ta imot flere skjermer, og derfor er det utfordrende å distribuere informasjon fra sensorer og kameraer i hele maskinen.
Nattvisjonssystemer for hovedkanonene til AFV er plassert side om side eller integrert i skytterens syn, som vanligvis er installert i kjøretøyet ved siden av pistolen. Bevæpningen kan være en stor kaliber 120 mm tankkanon, mellomkaliber kanoner (20 mm 30 mm eller 40 mm) eller til og med maskingevær på 7, 62 mm eller 12, 7 mm kaliber i en fjernstyrt våpenmodul (DUMV). Våpenobservasjonssystemer inkluderer hovedsakelig avkjølte termiske bildesystemer og er derfor i stand til å operere i områder over 10 km.
Lundberg sa at skytterens dag og natt severdigheter er på linje med pistolens akse, det vil si at han vil se hvor pistolen er rettet og ikke se i andre retninger.
"Rekkevidden til dette synet skal tilsvare pistolens rekkevidde, og pistolen har en ganske lang rekkevidde. Følgelig har han et ganske smalt synsfelt, det er som å se gjennom et sugerør … men her må pilen se og skyte."
Forbli kald?
Ukjølte infrarøde kameraer bruker mikrobolometerteknologi, som egentlig er en liten motstand med et silikonelement som reagerer på varmestråling. Endringer i temperatur bestemmes av intensiteten til utslipp av fotoner. Mikrobolometeret oppdager dette og konverterer målingene til et elektrisk signal, som igjen kan konverteres til et bilde.
Ukjølte sensorer opererer som regel i LW1R-området (7-14 mikron), det vil si at de kan "se" gjennom røyk, tåke og støv, noe som er viktig på slagmarken og i andre situasjoner.
Avkjølte enheter bruker et kryogent kjølesystem for å holde detektoren på -200 ° C, noe som gjør den mer følsom for selv små temperaturendringer. Detektorer av slike enheter kan nøyaktig omdanne selv et enkelt foton som treffes til et elektrisk signal, mens ukjølte systemer trenger flere fotoner for å foreta målinger. Dermed har avkjølte sensorer en lang rekkevidde, noe som forbedrer prosessen med å fange og nøytralisere mål.
Men kjølesystemer har også sine ulemper, designkompleksiteten medfører høye kostnader og behovet for regelmessig og teknisk komplekst vedlikehold. Ukjølte sensorer er billigere, lettere å vedlikeholde og lengre levetid fordi de ikke bruker kryogen teknologi, har færre bevegelige deler og ikke krever kompleks vakuumforsegling. Hvilken type system å velge, som alltid, er opp til brukeren, basert på oppgavene han løser.
Valg av bølge
Avkjølte skytteromfang bruker nær [langbølge] infrarøde (LW1R) detektorer. Fordi dette gjør at nattsynssystemer kan se gjennom røyk og derfor har færre kamprelaterte problemer. Ukjølte systemer bruker også slike detektorer, siden mikrobolometre (termosensitive elementer) er følsomme ved denne bølgelengden, men dette begynner nå å endre seg. "Historisk sett har LWIR alltid vært å foretrekke på grunn av bedre røykinntrengning enn MWIR-detektorer som opererer i midten [mellombølgen] infrarød," sa Horner.
“For ti år siden var dette sant, men tester og demonstrasjoner har vist og bevist at det ikke er stor forskjell mellom LWIR og MWIR på slagmarken i dag. Følsomheten og egenskapene til MWIR har forbedret seg betydelig de siste 10 årene, og i dag tilbyr MWIR -kameraer fortsatt overlegen ytelse og røykinntrengning. Dette får folk til å foretrekke MWIR fremfor LWIR -detektorer."
Horner la til:
“Fordelen med MWIR -detektorer er at de også har bedre permeabilitet gjennom fuktig luft sammenlignet med detektorer av LWIR -type, det vil si at når du vil distribuere i kystområder, spesielt i varme klimaer, vil du få bedre ytelse ved bruk av MWIR. Ikke LWIR. Det vil være en kompromissløsning for bilen."
Imidlertid understreket en talsmann for det franske selskapet Sofradir at den [korte bølgen] infrarøde regionen i spekteret (SWIR) også har sin anvendelse.
“Det er to forskjellige bruksområder for SWIR. For det første kan detektorer av denne typen være en ekstra løsning i de tilfellene når du trenger å se gjennom røyk og støv av forskjellig tetthet og opprinnelse, og til og med (i noen tilfeller) tåke. Avhengig av atmosfæriske forhold kan SWIR gi en stor tilsynelatende avstand. For det andre kan du med SWIR -detektoren se laseravstandsmålere som opererer ved målbetegnelse ved bølgelengder på 1,6 mikron eller 1,5 mikron. Den brukes deretter som en advarsel om at bilen din er under overvåking. Du kan også se blitsene av kanoner, noe som betyr at SWIR brukes til å forbedre situasjonsbevisstheten og beskytte bakken."
En talsmann for BAE Systems sa:
“Generelt gir LWIR den beste ytelsen i alle vær og andre utendørsforhold, mens MWIR og SWIR gir den beste kontrasten. SWIR -bildet har den ekstra fordelen at det ligner det vi ser med det blotte øye. Denne viktige fordelen øker sannsynligheten for korrekt gjenkjenning, noe som igjen bidrar til å redusere sannsynligheten for hendelser med vennlig brann."
Behovet for mer
Den hyppigere installasjonen av DUMV på pansrede kjøretøyer påvirker markedet for nattkameraer. Hovedpistolen er integrert i plattformen, og derfor kan hverken pistolen eller severdighetene endres for ofte. Ved å legge til ny DUMV på modulbasis kan du bytte omfang oftere.
I løpet av de siste fem til ti årene var standardvåpnene som ble installert på DUMV i de fleste tilfeller enten et 7,62 mm maskingevær eller et 12,7 mm maskingevær, så severdighetene var som regel ukjølte for å matche den korte rekkevidden på disse våpnene. (1-1, 5 km), og dette bestemte igjen deres litt bredere synsfelt enn severdighetene til store kaliberkanoner.
Lundberg bemerket imidlertid at situasjonen endrer seg:
"For tiden er det en økende trend som bestemmer installasjonen av våpen av et større kaliber (ca. 25-30 mm), hvorfra det er mulig å sikte og lede nøyaktig brann på lange avstander, og dette bestemmer behovet for severdigheter for DUMV med lengre rekkevidde. Mens bransjen pleide å levere ukjølte objekter for 99% av DUMV, flyttes fokuset i dag til mer funksjonelle, avkjølte og avkjølte objekter som kan gi ultrakarpe bilder. Dette gjør det mulig å se litt lenger og direkte våpen av større kaliber til målet på lange avstander på 1, 5-2, 5 km, det vil si utenfor rekkevidden til fiendens ødeleggelsesmidler."
Og til slutt ønsker sjefene å ha enda bedre kontroll over situasjonen, se lengre enn kanonbrannene, og derfor var det behov for å installere nattsikter med lengre rekkevidde på DUMV.
Utviklingen av nattsynssystemer bestemmes ikke bare av det økte rekkevidden, men også av behovet for å forenkle driften. Et utdatert termisk kamera eller et mindre avansert infrarødt kamera krever mye arbeid, siden du må trykke på knappene og vri på knappene mange ganger for å få et anstendig bilde, mens et nytt avansert kamera umiddelbart kan gi et bilde av høyere kvalitet for et siktsystem med minimal brukerinnblanding. En talsmann for Controp sa: "Når de fleste elementene er automatisert, kan operatøren fokusere på selve oppgaven, og ikke bli distrahert ved å jobbe med observasjonssystemet."
Slagmarkens fordel med nattsynssystemer blir stadig tydeligere. Det gjør dette ved å dra nytte av de teknologiske fordelene med et forbedret høyoppløselig kamera, bruke den riktige typen systemer for spesifikke oppgaver, og integrere flere overvåkningskameraer i en digital arkitektur som kan støtte flere sensorer og gi hvert besetningsmedlem dataene de trenger. Individuelt gir disse forbedringene ikke radikale endringer, men sammen kan de gi en fordel i kamp.
Horner sa at digital arkitektur er en langsiktig løsning.
“Hvis du implementerer digital arkitektur helt fra begynnelsen, kan du ha 360-graders kontroll, du kan enkelt integrere fremtidige teknologier, elektroniske krigføringssystemer, aktiv beskyttelse og langdistanseovervåking og rekognoseringssystemer. Da kan du trygt gå videre og fylle bilen med ytterligere avansert teknologi."
Lundberg la til:
"Spredningen av nattsyn og termiske bildesystemer foregår i en hastighet uten sidestykke. Militæret i Vesten tror at fienden bare vil ha passiv infrarød teknologi. Takket være den raske utviklingen av nyskapende teknologi og regler for eksportkontroll, har moderne vestlige hærer en klar fordel. Poenget er selvfølgelig ikke i individuelle termiske bilder og andre nattesyn, men i hele pansrede kjøretøyet. Hvis du har et omfang på DUMV, er fordelen at du kan sikte, skyte og treffe nøyaktig noen sekunder før motstanderen din. I denne hendelsesrekkefølgen bidrar nattsynssystemer absolutt til seieren over motstanderen."
