CC BY
67
Трегубое Артем Викторович, бакалавр, старший оператор, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»
COMPARISON OF WORLD ANALOGUES OF MODERN SELF-PROPELLED ARTILLERY INSTALLATIONS
A.A. Pen'kov, S.O. Kovalenko, A.V. Tregubov
The relevance of this article is related to the consideration of options for self-propelled artillery installations currently in service in various countries. Based on a comparative analysis, the advantages of the modern domestic model - «Coalition-SV 2C35» in relation to analogues from other countries are revealed. The method of comparing characteristics is based on such parameters as: firing range, number of shots per minute, speed of movement and change offiring position, which are important and promising factors in the modern concept of combat.
Key words: artillery, ballistics, self-propelled guns, howitzers, artillery installations.
Pen'kov Andrey Andreevich, magister, senior operator, era_1@mil.ru, Russia, Anapa, FGA U «MIT
«ERA»,
Kovalenko Sergey Olegovich, magister, senior operator, Russia, Anapa, FGAU«MIT«ERA», Tregubov Artem Viktorovich, bachelor, senior operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA»
УДК 681.786.67
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-346-350
ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ВОЕННОЙ ТЕХНИКЕ
А.А. Пеньков
Представлены методы применения тепловизоров в военном направлении, анализ тепловизион-ных изображений наземных объектов, а также дальнейшее совершенствование инфракрасных систем, обусловленное новыми тенденциями в развитии тепловизионной техники для военного применения.
Ключевые слова: тепловизоры, военная техника, электромагнитные колебания, военные прицелы, тепловизионная система.
Первые тепловизионные камеры были сделаны для военных целей и предназначались для обслуживания самолетов и танков. Только по прошествии большого количества лет появилось множество различных приспособлений для стрелкового оружия. Особенно выделялась американская компания -FLIR Systems. Это один из крупнейших производителей тепловизионных (ТПВ) матриц, которые десятилетиями используются для создания оборудования и начинают интегрироваться в оборудование.
Тепловизор — это прибор, имеющий диапазон дальности в инфракрасном (ИК) и так называемом дальнем инфракрасном диапазонах с длиной волны от 7,5 до 14 мкм. В этом принципиальное отличие тепловизионных камер от других инфракрасных устройств, например, приборов ночного видения. Дело в том, что инфракрасный диапазон электромагнитного имеет большую длину волны, чем диапазон спектра для человеческого глаза.
Совокупность каналов в оптическом диапазоне спектра электромагнитных колебаний (ЭМК) обеспечивает 1,5-3-кратную дальность обнаружения и распознавания объектов, создавая контрасты объектов фонового пространства за счет отражения солнечного и звездного излучения в видимом диапазоне 0,4...1,1 мкм и в основном за счет собственного излучения боевой техники в диапазоне температур 3,2-14 мкм.
Для тепловизионных систем (ТЭС) средней и большой дальности, предназначенных для военных целей и задач защиты ответственной техники, фотоприемных систем с охлаждением рабочего тела приемников излучения, а также отдельных элементов оптического тракта (мембраны, светофильтры, градуированные элементы) обычно используют подвод тепла. Системы с циклом Стирлинга получили наибольшее распространение в последние годы [1].
Различные виды тепловизионных прицелов. Тепловизоры пользуются большим спросом в военном деле. Они успешно практикуются во всем мире. Наиболее популярными формами тепловизоров для военных являются монокулярные бинокли и прицелы.
Ценность этих тепловизоров для военной области состоит в том, что они могут без ошибки обнаруживать движущиеся объекты на расстоянии до 1,5 и 3 километров соответственно. А стационарные тепловизоры более крупного типа в максимальной комплектации могут фиксировать объекты на расстоянии до 8 километров.
Чувствительные в длинноволновом диапазоне тепловизионные устройства зачастую устанавливают на таких военных объектах, как танки, бронетехника, беспилотные устройства, морские суда, самолеты и вертолеты. Также тепловизионные модули могут использовать для оснащения головок боевых ракет при использовании теплового захвата цели.
Наиболее распространенным популярным видом тепловизоров, которые используют в военном деле, являются тепловизионные прицелы. Популярность этого приспособления объясняется тем, что это универсальная оптика, которая способна значительно модифицировать любые типы оружия и использоваться в качестве универсального наблюдательного прибора, имеющего функцию записи изображения.
В настоящее время серьезное развитие получили тепловизионные приборы. Их разновидностью являются ТПВ-прицелы для индивидуального стрелкового оружия.
Отличительной особенностью современных тепловизионных прицелов является наличие множества встроенных цифровых функций и вспомогательных аксессуаров.
Матрица и ее разрешение. Разрешение матрицы является важным параметром. Тепловизион-ная матрица является приемником излучения и от ее конкретных размеров и разрешения напрямую зависит качество изображения для специалиста. Этот параметр также влияет на расстояние распознавания объектов, на котором они могут быть обнаружены.
Дальность распознавания и обнаружения объекта. Этот показатель указывает, насколько далеко устройство сможет обнаружить излучение и его преобразование для отображения на экране устройства. В настоящее время важным показателем является дальность распознавания объекта. Данный показатель зависит от условий, в которых будет работать система и качества оптико-электронной составляющей прибора [2].
Время работы. На сегодняшний день среднее время работы тепловизора составляет до 5 часов. Также необходимо понимать, что время работы может сокращаться в зависимости от использования других дополнительных функций — это может быть интернет, запись видео, использование компаса.
Преимуществами тепловизионных прицелов являются: высокая дальность обнаружения объекта при работе, эффективность вне зависимости от времени суток, обнаружение цели в случае проведения серьезной маскировки, нет необходимости в организации искусственного освещения.
Недостатками являются следующее: оборудование имеет относительно высокую стоимость, устройство не может корректно идентифицировать цель на большом расстоянии, ассортимент устройств ограничен, зависимость от источников энергии.
В подавляющем большинстве ТПВ-прицелы для индивидуального оружия создаются на основе фотоприемных устройств (ФПУ) на базе микро-болометрических матриц (МБМ) фотодетекторов. Однако существуют и сканирующие ТПВ-прицелы, использующие ФПУ на основе PbSe, пироэлектрических матриц фотодетекторов или матриц на основе соединения CdHgTe, работающих при термоэлектрическом охлаждении (ТЭО). Характерным признаком ТПВ-прицела является высокоскоростная обработка изображения, автоматическая регулировка яркости и контраста по всему кадру.
Время непрерывной работы без перезарядки батареи колеблется от 4 - 6 до 8 - 16 часов. Например, ТПВ-прицелы ТБ-4, ТБ-4-50 и ТБ-4-100 фирмы НФ ИФП СО РАН «КТП ПМ» имеют мощный процессор для обработки изображений, выполненный на перспективной архитектуре HPRSC (High Performance Reconfigurable Super Computing).
Прицел ТПВ «Гранит-Е» (рис. 1), например, может использоваться для решения специальных и антитеррористических задач, наблюдения и прицеливания в течение длительного времени в различных условиях.
Преимуществами прицела являются использование высокопроизводительного МВМ, компактность, эргономичный дизайн для высокопроизводительного использования.
Рис. 1. ТПВ-прибор прицеливания и наблюдения «Гранит-Е»
Фирма ЛОМО создала ТПВ-прицел «Маугли-2М» (1ПН97М) для установки на портативных зенитных ракетных комплексах типа «Стрела-2М» (СА-7), «Стрела-3» (СА-14), «Игла-1» (СА-16), «Игла» (СА-18) и «Игла-С». Эта же фирма создала ТПВ-прицел «Маугли-3» (рис. 2,а). ТПВ-прицел БЕЛОМО TVS-02 (рис. 2,б) предназначен для различных видов оружия, включая тяжелые снайперские винтовки калибра 12,7 мм, пулеметы, гранатометы (типа РПГ-7, РПГ-29), переносные зенитно-ракетные комплексы («Игла», «Стрела» и др.).
Рис. 2. ТПВ-прицел «Маугли-3»[10] (а), ТПВ-прицел TV/S-02 фирмы БЕЛОМО [11] (б)
Также крупным российским производителем оптических и оптико-электронных приспособлений является фирма Выпускает несколько различных тепловизионных прицелов, которые отличаются разрешением матрицы, диаметром объектива, наличием встроенных цифровых функций. Достоинствами являются: уникальный алгоритм обработки изображения, компактность и малый вес, стойкость к ударным нагрузкам, собственные баллистические сетки, моментальное включение [3].
Рис. 3. ТПВ-прицел «Dedal Venator»
Тепловизионные изображения. ТПС Thermovision 2000/3000MS — это мощная многоканальная система наблюдения на скоростном и точном поворотном устройстве с тепловизионным каналом, видеоканалом и дополнительным лазерным дальномером (рис.4).
Системы Thermovision 2000/3000MS установлены более чем в 700 мобильных и стационарных точках по всему миру, выполняя важные многоцелевые задачи, сочетая в себе охрану военных объектов, наблюдение и тактическую разведку.
Рис. 4. Внешний вид ТПС ThermoVision 2000/3000MS
Промышленные и жилые объекты могут иметь контраст от 0 до 100-120°С. Примеры регистрации тепловизионных изображений промышленных и жилых объектов приведены на рис.5.
Рис. 5. Промышленные и жилые объекты
348
Объекты типа «Танк». Контраст формируют, в основном, за счет разности температур между окружающей поверхностью фона и областью работы двигательной установки. С целью снижения вероятности обнаружения танка в инфракрасном диапазоне и уменьшения вероятности «захвата» танка тепловыми головками самонаведения на крыше силового отделения устанавливается тепловая защита (рис.6) [4].
Рис. 6. Изображение типа «Танк», полученное с тепловизора «Прогресс»
Дальнейшее совершенствование ИК-систем обусловлено следующими новыми тенденциями в развитии тепловизионной техники для военного применения:
- разработка унифицированного ряда многооконных модулей, предназначенных для использования в оптико-электронных систем различного назначения;
- создание макетных образцов модулей матричных двухоконных устройств (ФПУ) на 3-5 и 812 мкм на основе структур с квантовыми ямами (КЯ) и матричных микроболометрических приемников излучения.
Сегодня такие устройства - это вершина развития устройств для наблюдения. Они дают возможность найти и идентифицировать цели практически в любых условиях, для них не будут помехой осадки и маскировка.
Пока устройства не используются достаточно широко из-за своей высокой цены. Как правило, производители ориентированы на то, чтобы найти способы и методы сделать производство менее дорогим, что дало бы увеличить аудиторию, которая генерирует спрос на оборудование.
Список литературы
1. Коротаев В.В., Мельников Г.С., Михеев С.В., Самков В.М., Солдатов Ю.И. Основы тепловидения. Спб: НИУ ИТМО, 2012. 122 с.
2. Фроимсон И.М. Эффективность тепловизионных приборов. Метод классификации теплови-зионных систем. Шкала эквивалентности приемников излучения. 2006. 11 с.
3. Вольф У, Цесис Г. Справочник по инфракрасной технике. Т. 1. М.: Мир, 1995. 606 с.
4. Патент 2002320148 ЯП. / Нишино Хироши - 31.10.02. Номер: 20010126282 ЯП; 24.04.01.
Пеньков Андрей Андреевич, магистр, старший оператор, era_1@mil.ru, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»
THERMAL IMAGING SYSTEMS IN MILITARY EQUIPMENT A.A. Pen'kov
Methods of using thermal imagers in the military direction, analysis of thermal imaging images of ground objects, as well as further improvement of infrared systems due to new trends in the development of thermal imaging technology for military use are presented.
Key words: thermal radiation, thermal imagers, military equipment, electromagnetic oscillations, military sights, thermal imaging system.
Pen'kov Andrey Andreevich, magister, senior operator, era_1@mil.ru, Russia, Anapa, FGA U «MIT
«ERA»
