Ajoneuvoihin asennetut pimeänäköjärjestelmät ovat olleet käytössä jo vuosia ja ovat nyt yleisiä, mutta näillä markkinoilla on edessä merkittäviä muutoksia.
Esimerkiksi korkeamman resoluution yökameroiden kysyntä kasvaa. Ranskalaisen infrapunavastaanotinyrityksen Sofradirin tiedottaja sanoi, että tämä voitaisiin saavuttaa lisäämällä pikselien lukumäärää ja pienentämällä pikselitiheyttä samalla kun säilytetään matriisikoko, jotta laitteen paino- ja virrankulutusominaisuudet olisivat pieniä.
”Pienentämällä pikselitiheyttä lisäät ilmaisimen herkkyyttä, koska pikselitiheyden pienentyessä jokaisella pikselillä on pienempi signaalinvoimakkuus, ja siten lisäämme laitteen herkkyyttä. Nykyisen sukupolven kameroissa standardi on VGA 640x512, mutta nykyään suuntaus on siirtymässä kohti SVGA 1280x1024 esimerkiksi 12 mikronin askelin. Järjestelmät siirtyvät tähän suuntaan ja tämä tapahtuu nyt,”
- hän selitti.
Jotta nämä kamerat toimisivat parhaalla mahdollisella tavalla, ne on vakautettava kunnolla, koska panssaroidut ajoneuvot toimivat epätasaisessa maastossa erittäin vaikeassa maastossa. Controp Precision Technologies -edustajan mukaan, jos järjestelmää ei ole vakautettu riittävän hyvin, "kuvan laatu on kohtuuton ja laitteen kantama pienenee huomattavasti".
Sofradirin tiedottaja sanoi:
”Viime vuosina olemme nähneet painon, koon ja virrankulutuksen merkityksen kasvavan tasaisesti, mikä heijastaa kysyntää pienille, kevyille järjestelmille, joilla on paremmat ominaisuudet, kuten SIGHT -järjestelmillemme. Kameroita on useita tyyppejä: jäähdyttämättömät lämpökamerat, jotka tarjoavat lähikuvan ja joita ei yleensä stabiloida, ja jäähdytetyt lämpökamerat, jotka ovat yleensä vakautettuja, ovat korkeamman tason ja tietysti kalliimpia."
Ongelmien korostaminen
Perinteisesti yönäköjärjestelmiä on käytetty kahteen päätarkoitukseen. Ensinnäkin kuljettajan pimeänäkölaitteiden avulla hän voi parantaa auton ympäristön hallinnan tasoa turvallisen ja ongelmattoman ohjaamisen varmistamiseksi. Toiseksi ampujat käyttävät havaintojärjestelmiä mahdollisten kohteiden tunnistamiseen ja niihin tähtäämiseen.
Kuljettajien infrapunajärjestelmät ja parannettu tilannetietoisuus ovat tyypillisesti jäähdyttämättömiä lämpökamerat, joilla on laajempi näkökenttä lähietäisyydeltä, jotta niillä olisi mahdollisimman paljon näkökenttää, kun taas ampuma -alueet ovat ampujille, erityisesti suurikaliiberisille aseille, esimerkiksi, 120 mm säiliöpistoolit, joissa on jäähdytetyt pitkän kantaman lämpökamerat. Jälkimmäisillä on kapeampi näkökenttä keskittyä tiettyyn kohteeseen.
Lämpökamerat ovat yleisimpiä nykyaikaisissa armeijoissa, koska ne ovat kehittyneempiä kuin kamerat, joissa on kuvanvahvistus (kuvanvahvistin) ja jotka toimivat alle 1 mikronin välein, ja niiden toiminta edellyttää aktiivista valonsäteilyä lähi -infrapuna -alueen spektrissä nähdäkseen pimeässä. Tässä tapauksessa paljaalle silmälle näkymättömän infrapunavalon valo voidaan havaita vihollisen laitteilla, mikä voi aiheuttaa vakavia seurauksia.
Leonardon Colin Hornerin mukaan kuvanvahvistuskamerat ovat aina ongelma yhteisöissä, jotka ovat yleensä valaistuja.
”Näillä antureilla on taipumus vääristää ja sumentaa komentajalle ja kuljettajalle tarkoitettua kuvaa. Vaikka kuvanparannustekniikka kehittyy ja on paras vaihtoehto taisteluauton avustamille ajoneuvoille, haittana on, että tällaiset kamerat tarvitsevat edelleen taustavaloa.”
”Vaikka ne voivat todella toimia vähäisessä valossa, esimerkiksi kuun tai tähtien valossa, täydellisessä pimeydessä, kamerat, joissa on kuvanvahvistin, eivät yksinkertaisesti toimi. Tilannetietoisuuden parantamiseksi kuljettajat käyttävät infrapunavaloja valaisemaan paikallisesti koneen ympäristön ja luottamaan luonnonvaloon."
- selitti Horner.
Hän lisäsi, että luodinkestävällä lasilla varustetuissa autoissa on muita ongelmia kuvanvahvistuskameroissa, koska ne vaikuttavat negatiivisesti kuljettajan käsitykseen etäisyydestä. Siksi modernit armeijat käyttävät mieluummin passiivisia infrapunajärjestelmiä.
Lisäksi on taipumus lisätä muiden luokkien ajoneuvojen pimeänäkökykyjä, joille on tarpeen asentaa samat järjestelmät kuin taistelualustoille. "Tämä todella lisää omistajuutta ja turvallisuutta."
”Yleensä suuremmissa panssaroiduissa ajoneuvoissa oli passiivinen (valaisematon) infrapunajärjestelmä, joka oli erittäin suorituskykyinen, mutta ne eivät toimi sarakkeissa yksinään. Niitä tukevat muut ajoneuvot, kuten henkilöstön kuljettajat, ambulanssit ja tekniset ajoneuvot, mutta näiden ajoneuvojen haittana on se, että niillä ei ole samat yönäköominaisuudet kuin taisteluajoneuvoilla, joten ne eivät voi toimia samoissa olosuhteissa. Joten nyt näemme suuntauksen varustaa tukiajoneuvot pimeänäköjärjestelmillä, jotka eivät ole huonompia kuin taistelualustoilla, minkä seurauksena ne voivat työskennellä vierekkäin ilman lisäriskiä."
Toinen suuntaus on lisätä kameroita koneisiin, jotta saat täyden kokonaiskuvan. Aiemmin armeija oli huolissaan vain kuljettajan varustamisesta pimeänäkölaitteilla vain ajamiseen. Koska suuri määrä kameroita tarjoaa 360 asteen näkyvyyden, uhkia voidaan nähdä mistä tahansa suunnasta, ja mikä tärkeintä turvallisuuden kannalta, näkymä sivulle ja taaksepäin, joten toiminnan turvallisuus kaupunkialueilla lisääntyy.
Leonardo tarjoaa DNVS 4 -kameran, jonka avulla voit saada kokonaiskuvan 20-30 metrin etäisyydeltä. Horner sanoi, että järjestelmässä on myös päiväväri -kamera, joka yhdistää nämä kaksi tekniikkaa yhteen ratkaisuun ja vähentää siten painoa, kokoa ja virrankulutusta. Hän lisäsi, että myös analogisesta avoimeen arkkitehtuuriin on siirrytty. "Tämä tarkoittaa, että digitoimme kamerasignaalin ja näytämme sen digitaalisesti näytöllä, mikä parantaa huomattavasti kuvan selkeyttä ja eliminoi kaikki häiriöt itse koneesta."
Kuva numeroina
Digitaalitekniikan kehityksen ansiosta käyttäjät voivat käyttää monitoiminäyttöjä, joissa on karttoja, aseiden tilaa ja ajoneuvojen huoltotietoja, sekä katsella useita kuvia samanaikaisesti, kuten eteen-, sivu- ja taaksepäin. Tämä on paljon monipuolisempaa kuin himmennetyn kameran tai analogisen järjestelmän käyttäminen, jonka avulla voit katsella vain yhtä kameraa ja vain yhtä näyttöä.
Useimmat valvontakamerat ovat jäähdyttämättömiä, ja niillä on ihmissilmän tavoin laaja näkökenttä noin 50 °, ja jotkut lähestyvät 90 °. Jirgen Lundberg FLIR Systemsistä sanoi, että muut kamerat on siksi asennettava eri kokoonpanoihin täydellisen 360 asteen peiton saavuttamiseksi. Joissakin järjestelmissä voidaan sijoittaa useita kameroita, joiden näkökenttä on 55 °, kun taas toisissa järjestelmissä voidaan asentaa neljä kameraa 90 °: ssa tai jopa vain kaksi kameraa 180 °: ssa panoraaman luomiseksi. Ensinnäkin tämä on välttämätöntä, jotta auto voi liikkua vapaasti ilman ajovaloja päällä yöharjoittelun ja taistelutoimien aikana, koska kuljettaja hallitsee ympäristöä täysin.
"Kaiken tämän tarkoituksena on antaa kuljettajalle tai miehistölle tietoa siitä, mitä tapahtuu auton lähellä noin 20-100 metrin etäisyydellä eikä pidemmälle, koska nykytekniikka ei pysty tarjoamaan korkean resoluution kuvia pitkiä matkoja", Lundberg sanoi.”Vaikka auton miehistö haluaa varmasti saada teräväpiirtokuvan koko kehästä, tämän päivän tekniikka ja nykyinen budjetti ovat tasapainossa. Ajoneuvossa olevien miehistönäyttöjen lukumäärää ja toimivuutta on myös rajoitettu.”
Esimerkiksi suurten aistitietojen esittäminen on haastavaa. Jotta kaikkea ei sekoitettaisi yhteen kasaan, miehistön jäsenillä, esimerkiksi kuljettajalla, komentajalla ja tykkimiehellä, on oltava pääsy näytöille, joissa näytetään kullekin heille tarkoitettuja tietoja, jotta ne eivät häiritse muita käyttäjiä. Laskeutujalla voi olla myös näyttö auton takana, joka näyttää ympäristön tiedot ennen purkamista. Komentajalla voi olla näyttö kuten muillakin miehistön jäsenillä, mutta sillä on enemmän toimintoja, esimerkiksi mahdollisuus näyttää taistelunhallintapäätöksiä ja tietoja aseista.
Monet erilaiset anturit on jo asennettu panssaroituihin ajoneuvoihin, ja pimeänäköjärjestelmien on löydettävä itselleen paikka tässä rajoitetussa tilassa. Koneessa on vain vähän tilaa useampien näyttöjen sijoittamiseen, joten antureiden ja kameroiden tietojen jakaminen koko koneelle on haastavaa.
AFV: n pääaseiden pimeänäköjärjestelmät sijaitsevat vierekkäin tai integroituna ampujan näkyyn, joka yleensä asennetaan ajoneuvoon aseen viereen. Aseistus voi olla suurikaliiberinen 120 mm: n tankkitykki, keskikaliiberiset tykit (20 mm 30 mm tai 40 mm) tai jopa 7, 62 mm: n tai 12, 7 mm: n konekiväärit kauko-ohjatussa asemoduulissa (DUMV). Aseiden havaitsemisjärjestelmät sisältävät pääasiassa jäähdytettyjä lämpökuvantamisjärjestelmiä, ja siksi ne voivat toimia yli 10 km: n etäisyydellä.
Lundberg sanoi, että ampujan päivä- ja yönähtävyydet ovat linjassa aseen akselin kanssa, toisin sanoen hän katsoo, mihin ase on suunnattu eikä näe muihin suuntiin.
"Tämän tähtäimen kantaman tulisi vastata aseen kantamaa, ja aseen kantama on melko pitkä. Näin ollen hänellä on melko kapea näkökenttä, se on kuin oljen läpi katsominen … mutta tässä nuolen täytyy nähdä ja ampua."
Pysy kylmänä?
Jäähdyttämättömät infrapunakamerat käyttävät mikrobolometritekniikkaa, joka on lähinnä pieni vastus, jossa on silikonielementti, joka reagoi lämpösäteilyyn. Lämpötilan muutokset määräytyvät fotonien säteilyn voimakkuuden mukaan. Mikrobolometri havaitsee tämän ja muuntaa mittaukset sähköiseksi signaaliksi, joka puolestaan voidaan muuntaa kuvaksi.
Jäähdyttämättömät anturit toimivat pääsääntöisesti alueella LW1R (7-14 mikronia), eli ne voivat "nähdä" savun, sumun ja pölyn läpi, mikä on tärkeää taistelukentällä ja muissa tilanteissa.
Jäähdytetyt laitteet käyttävät kryogeenistä jäähdytysjärjestelmää pitämään ilmaisimen -200 ° C: ssa, jolloin se on herkempi pienillekin lämpötilan muutoksille. Tällaisten laitteiden ilmaisimet voivat muuttaa jopa yhden fotonin osuman tarkasti sähköiseksi signaaliksi, kun taas jäähdyttämättömät järjestelmät tarvitsevat enemmän fotoneja mittausten tekemiseksi. Siten jäähdytetyillä antureilla on pitkä kantama, mikä parantaa kohteiden sieppaamista ja neutralointia.
Mutta jäähdytysjärjestelmillä on myös haittoja, suunnittelun monimutkaisuus aiheuttaa suuria kustannuksia ja säännöllisen ja teknisesti monimutkaisen huollon tarpeen. Jäähdyttämättömät anturit ovat halvempia, helpompia ylläpitää ja pidentää käyttöikää, koska ne eivät käytä kryogeenistä tekniikkaa, niissä on vähemmän liikkuvia osia ja ne eivät vaadi monimutkaista tyhjiötiivistystä. Minkä tyyppinen järjestelmä valita, kuten aina, on käyttäjän päätettävissä tehtävien perusteella.
Aaltojen valinta
Jäähdytetyt ampuja -alueet käyttävät lähellä [pitkän aallon] infrapuna (LW1R) -ilmaisimia. Koska tämä mahdollistaa pimeänäköjärjestelmien nähdä savun läpi ja siksi niillä on vähemmän taisteluun liittyviä ongelmia. Jäähdyttämättömät järjestelmät käyttävät myös tällaisia ilmaisimia, koska mikrobolometrit (lämpöherkät elementit) ovat herkkiä tällä aallonpituudella, mutta tämä on nyt muuttumassa. "Historiallisesti LWIR on aina ollut suositumpi paremman savun tunkeutumisen vuoksi kuin MWIR-ilmaisimet, jotka toimivat [keskiaallon] infrapunassa", Horner sanoi.
”Kymmenen vuotta sitten tämä oli totta, mutta testit ja mielenosoitukset ovat osoittaneet ja osoittaneet, että LWIR: n ja MWIR: n välillä ei ole paljon eroa taistelukentällä tänään. MWIR: n herkkyys ja ominaisuudet ovat parantuneet merkittävästi viimeisten 10 vuoden aikana, ja nykyään MWIR -kamerat tarjoavat edelleen erinomaista suorituskykyä ja savun tunkeutumista. Tämä saa ihmiset pitämään parempana MWIR: tä kuin LWIR -ilmaisimia."
Horner lisäsi:
”MWIR -ilmaisimien etuna on, että ne myös läpäisevät paremmin kosteaa ilmaa verrattuna LWIR -tyyppisiin ilmaisimiin, eli kun haluat käyttää rannikkoalueilla, erityisesti kuumassa ilmastossa, saat paremman suorituskyvyn käyttämällä MWIR: tä. Ei LWIR: ää.. Se on kompromissiratkaisu autolle."
Ranskalaisen Sofradir -yhtiön tiedottaja korosti kuitenkin, että spektrin kaukana [lyhytaalto] infrapuna -alue (SWIR) soveltuu myös.
"SWIR: lle on kaksi eri käyttötarkoitusta. Ensinnäkin tämän tyyppiset ilmaisimet voivat olla lisäratkaisu niissä tapauksissa, joissa sinun on tarkasteltava eri tiheyden ja alkuperän savua ja pölyä ja jopa (joissakin tapauksissa) sumua. Ilmasto -olosuhteista riippuen SWIR voi tarjota suuren näennäisen etäisyyden. Toiseksi SWIR -ilmaisimen avulla näet laser -etäisyysmittarit, jotka toimivat kohdemerkinnällä aallonpituuksilla 1,6 mikronia tai 1,5 mikronia. Sitä käytetään sitten varoituksena ajoneuvosi valvonnasta. Näet myös tykkien välähdyksiä, mikä tarkoittaa, että SWIR: ää käytetään parantamaan tilannetietoisuutta ja suojaamaan maa -ajoneuvoja."
BAE Systemsin tiedottaja sanoi:
”Yleensä LWIR tarjoaa parhaan suorituskyvyn kaikissa sää- ja muissa ulko -olosuhteissa, kun taas MWIR ja SWIR tarjoavat parhaan kontrastin. SWIR -kuvan lisäetuna on se, että se on samanlainen kuin mitä näemme paljaalla silmällä. Tämä tärkeä etu lisää oikean tunnistamisen todennäköisyyttä, mikä puolestaan auttaa vähentämään onnettomuuksien todennäköisyyttä ystävällisen tulen kanssa."
Tarvitaan lisää
DUMV: n useampi asentaminen panssaroituihin ajoneuvoihin vaikuttaa yökameroiden markkinoihin. Pääaseman tähtäimet on integroitu lavalle, joten ase ja tähtäimet eivät voi vaihtaa liian usein. Kun lisäät uuden DUMV: n modulaarisesti, voit vaihtaa laajuutta useammin.
Viimeisten 5–10 vuoden aikana DUMV: lle asennetut vakioaseet olivat useimmissa tapauksissa joko 7,62 mm: n konekivääri tai 12,7 mm: n konekivääri, joten tähtäimet olivat pääsääntöisesti jäähdyttämättömiä lyhyen kantaman saavuttamiseksi. nämä aseet. (1-1, 5 km), ja tämä puolestaan määräsi niiden hieman laajemman näkökentän kuin suurikaliiberisten aseiden tähtäimet.
Lundberg totesi kuitenkin, että tilanne muuttuu:
"Tällä hetkellä on kasvava suuntaus, joka määrää suuremman kaliiperin (noin 25-30 mm) aseiden asentamisen, josta on mahdollista kohdistaa ja suorittaa tarkka tulipalo pitkillä etäisyyksillä, ja tämä määrittää DUMV-tähtäimien kysynnän. pidemmällä kantamalla. Vaikka teollisuus toimitti jäähdyttämättömiä alueita 99%: lle DUMV: stä, nykyään painopiste siirtyy toimivammille jäähdyttämättömille ja jäähdytetyille alueille, jotka voivat tuottaa erittäin teräviä kuvia. Tämä tekee mahdolliseksi nähdä hieman pidemmälle ja suunnata suuremman kaliiperin aseet kohteelle pitkillä etäisyyksillä 1, 5-2, 5 km, toisin sanoen vihollisen tuhoamisvälineiden ulottumattomissa."
Ja lopuksi, komentajat haluavat hallita tilannetta vielä paremmin, nähdä kauemmas kuin tykki -tulipalot, ja siksi DUMV: lle oli asennettava pidemmän kantaman yökohteet.
Pimeänäköjärjestelmien kehittämisen määrää paitsi laajennettu valikoima myös tarve yksinkertaistaa toimintoja. Vanhentunut lämpökamera tai vähemmän kehittynyt infrapunakamera vaatii paljon työtä, koska sinun on painettava painikkeita ja käännettävä nuppeja monta kertaa saadaksesi kunnollisen kuvan, kun taas uusi edistynyt kamera voi tarjota heti korkealaatuisemman kuvan kohdistusjärjestelmälle minimaalinen käyttäjän väliintulo. Contropin tiedottaja sanoi: "Kun suurin osa elementeistä on automatisoitu, käyttäjä voi keskittyä itse tehtävään eikä häiritä työskentelyä havaintojärjestelmän kanssa."
Pimeänäköjärjestelmien etu taistelukentällä tulee yhä ilmeisemmäksi. Se tekee tämän hyödyntämällä parannetun korkearesoluutioisen kameran teknisiä etuja, käyttämällä oikeantyyppisiä järjestelmiä tiettyihin tehtäviin ja integroimalla enemmän valvontakameroita digitaaliseen arkkitehtuuriin, joka voi tukea enemmän antureita ja antaa jokaiselle miehistön jäsenelle tietoja he tarvitsevat. Yksilöllisesti nämä parannukset eivät tuo radikaaleja muutoksia, mutta yhdessä ne voivat tarjota etuja taistelussa.
Horner sanoi, että digitaalinen arkkitehtuuri on pitkäaikainen ratkaisu.
”Jos otat käyttöön digitaalisen arkkitehtuurin alusta alkaen, voit hallita 360 astetta ja integroida helposti tulevia tekniikoita, elektronisen sodankäynnin järjestelmiä, aktiivista suojelua sekä pitkän kantaman valvonta- ja tiedustelujärjestelmiä. Sitten voit turvallisesti mennä eteenpäin ja täyttää auton edistyneellä lisätekniikalla."
Lundberg lisäsi:
”Yönäkö- ja lämpökuvantamisjärjestelmien leviäminen etenee ennennäkemättömällä vauhdilla. Armeija lännessä uskoo, että vihollisella on vain passiivinen infrapunatekniikka. Innovatiivisten tekniikoiden ja vientivalvontasääntöjen nopean kehityksen ansiosta nykyaikaisilla länsimaisilla armeijoilla on selvä etu. Asia ei tietenkään ole yksittäisissä lämpökuvantimissa ja muissa pimeänäkölaitteissa, vaan koko panssaroidussa ajoneuvossa. Jos sinulla on DUMV: n laajuus, etuna on se, että voit tavoitella, ampua ja lyödä tarkasti muutama sekunti ennen vastustajasi. Tässä tapahtumasarjassa yönäköjärjestelmät varmasti edistävät voittoa vastustajasta."
