Ночное видение, танковые военные приборы, новое поколение ПНВ – очки и инфракрасный прицел, устройство и принцип работы

Как найти черную кошку или все о приборах ночного видения

Человек – это исключительно дневное существо. Мы очень плохо приспособлены к ночной жизни. Зрение – наш основной канал получения информации об окружающем мире – после захода солнца становится практически бесполезным. Глаз человека – это удивительно сложный и совершенный механизм, но, к сожалению, функционал его серьезно ограничен.

Возможно, что именно поэтому мы завидуем другим представителям животного царства, которые имеют отличное ночное зрение: волкам, совам, летучим мышам и кошкам.

Такое несовершенство человеческого организма всегда сильно досаждало военным. Не то чтобы ночью совсем уж невозможно воевать, но боевые возможности темнота ограничивает значительно.

Только в середине прошлого столетия данную проблему удалось частично решить. Было создано специальное устройство, которое позволило видеть ночью, почти также ясно, как и днем. Речь идет о приборах ночного видения (ПНВ).

В наши дни эти оптико-электронные устройства получили широкое распространение. Они используются не только военными, но и спасателями, охотниками, работниками охранных структур.

Сегодня в продаже можно найти огромное количество типов и видов ПНВ. Это монокли и очки ночного видения, бинокли, армейские прицелы ночного видения… Однако прежде чем перейти к их детальному описанию, хотелось бы сказать буквально пару слов про устройство прибора ночного видения, а также о физических принципах, на основе которых работает этот удивительный «девайс».

О физических принципах

Человеческий глаз содержит более 125 млн клеток, способных улавливать фотоны света. Несмотря на это, мы можем воспринимать довольно узкий спектр электромагнитного излучения, все, что находится за его пределами, для нас невидимо. Но это еще полбеды. Наш орган зрения может полноценно работать только при достаточно высоком уровне освещения. При его снижении, например, до 0,01 люкса мы теряем способность различать цвета предметов и можем видеть только крупные объекты на сравнительно близком расстоянии.

Приборы ночного видения позволяют решить эту проблему. Эти оптико-электронные устройства способны многократно усилить слабый видимый свет и дать оператору адекватное изображение местности, объекта, цели и т. д. Современные ПНВ могут дать изображение даже при уровне освещенности в 0,0005 люкса. Однако существует и другой принцип устройств ночного видения. Он заключается в фиксации волн инфракрасного диапазона, которые излучают все без исключения нагретые тела. Так работают тепловизоры.

Действие всех приборов ночного видения основано на явлении внешнего и внутреннего фотоэффекта. Основой любого ПНВ является электронно-оптический преобразователь (ЭОП), который улавливает рассеянный слабый свет, усиливает его и превращает в электронный сигнал, отображаемый потом на дисплее. Следует сразу отметить одну важную деталь: ни один, даже самый «навороченный» прибор ночного видения не способен отображать картинку в полной темноте. Правда, и бывает она крайне редко. Мерцание звезд, слабый свет луны, отблески автомобильных фар или открытого огня – подобных очень слабых источников освещения достаточно для работы большинства ПНВ.

Схему прибора ночного видения можно изобразить так: оптическая часть – электронный преобразователь – оптическая часть. Объектив (первая оптическая часть) собирает рассеянный свет и фокусирует его на ЭОП, в котором фотоны преобразуются в электроны, сигнал усиливается и посылается на люминесцентный экран. На нем мы уже можем видеть готовое изображение. Данный принцип работы и конструкция характерна для любого поколения ПНВ, просто современные приборы отличаются от своих предшественников более продвинутыми преобразователями, способными значительно усиливать даже очень слабый сигнал.

Тепловизоры способны улавливать тепловое излучение объекта, которое испускается любым нагретым телом. Их «сердцевиной» являются болометры – весьма сложные устройства, способные реагировать на электромагнитные волны инфракрасной части спектра.

Конструкция любого тепловизора включает в себя объектив, матрицу, улавливающую ИК-излучение и преобразователя, который обрабатывает сигнал. Затем он передается на экран.

Тепловизоры можно разделить на две большие группы: с охлаждаемой и неохлаждаемой матрицей. Последние более бюджетны, но их чувствительность оставляет желать лучшего. Для охлаждения матрицы используется жидкий азот, ее рабочая температура может достигать -210 C.

Однако высокая стоимость тепловизоров обусловлена не столько матрицей, сколько оптической составляющей этих устройств. Дело в том, что обычное стекло практически непрозрачно для инфракрасного излучения. По этой причине для объективов используется весьма редкие и дорогие материалы, такие как, например, германий. Он стоит около 2 тыс. долларов за один килограмм. Сегодня и на Западе, и у нас ведутся активные поиски более дешевого материала, что сможет снизить стоимость тепловизоров на 40-50%.

Из истории ночного видения

Выделяют три поколения приборов ночного видения, которые отличаются чувствительностью фотокатода, разрешением центральной части изображения, а также степенью усиления света. Иногда на сайтах производителей можно найти информацию о ПНВ поколений 1+ или 2+, но подобная классификация весьма сомнительна и больше напоминает хитрый маркетинговый прием.

История приборов ночного видения началась еще во время Первой мировой войны. 23 августа 1914 года немцы, используя теплопеленгаторы, сумели обнаружить британскую эскадру. Более того, с помощью этих приборов они даже смогли корректировать артиллерийский огонь.

Долгое время подобные устройства были скорее любопытной научной диковинкой, практически не находившей себе практического применения. Но в 1934 году в этой области произошел настоящий прорыв: голландский инженер Холст создал первый электронно-оптический преобразователь. А через два года выходец из России Зворыкин придумал преобразователь с электростатической фокусировкой, на основе которого позже был создан первый коммерческий прибор ночного видения.

Настоящий всплеск интереса к подобным устройствам произошел во время Второй мировой войны. Лидером в этой области была гитлеровская Германия. Еще в 1936 году немецкой компанией AEG был разработан прицел ночного видения для противотанковых пушек Pak 35/36 L/45. Уже в ходе войны был создан танковый прибор ночного видения Sperber FG 1250, который был массово использован во время последнего немецкого крупного наступления у озера Балатон.

Все вышеописанные устройства сегодня относят к так называемому нулевому поколению ПНВ. Чувствительность этих устройств оставляла желать лучшего, поэтому их работы была нужна дополнительная подсветка. Для этой цели использовались мощные ИК-прожекторы (например, Uhu). Еще одним недостатком ЭОП приборов ночного видения нулевого поколения была чрезмерная чувствительность к ярким вспышкам света. Советское командование это быстро поняло, поэтому при наступлении наши войска часто использовали обычные прожекторы, которые гарантировано выводили из строя немецкие ПНВ.

Были у немцев попытки создания прицелов на основе ПНВ для стрелкового оружия. Примером подобного устройства может служить прибор ночного видения Vampir, который устанавливался на автоматическую винтовку «Штурмгевер». Кроме самого прицела, в состав этого комплекса также входил ИК-прожектор и аккумулятор. Все это имело вес около 30 кг, а время работы «Вампира» составляло всего 20 минут. Несмотря на весьма скромные характеристики и значительный вес, эти приборы ночного видения активно использовались немцами на завершающем этапе войны.

В СССР также занимались темой ПНВ, причем работы начались задолго до начала войны. В середине 30-х годов для танков БТ был разработан прибор ночного видения «Дудка», позже ее аналог был создан и для «тридцатьчетверки». Был и отечественный прицел Ц-3 для пистолета-пулемета Шпагина, но все вышеперечисленное можно назвать опытными работами, которые практически не доходили до действующей армии.

Вторая мировая война четко показала перспективность новой технологии. Стало понятно, что приборы ночного видения могут серьезно изменить привычный способ ведения боевых действий, как на суше, так и на море, и в воздухе. Но для этого устройства нуждались в значительной доработке и усовершенствовании. Главным недостатком ранних моделей ПНВ была их низкая чувствительность, что не только ухудшало «картинку», но и требовало использовать вместе с прибором источник ИК-излучения, который был тяжел и очень энергоемок.

После войны было разработано первое поколения приборов ночного видения, на которых было установлен ЭОП с электростатической фокусировкой. Подобные преобразователи могли усиливать входящий сигнал в несколько тысяч раз, поэтому устранялась необходимость в дополнительной подсветке. Примерами приборов данного поколения можно назвать американский AN/PVS-2 или советские очки ночного видения ПНВ-57. Конечно, они были куда более совершенными, чем устройства военного периода, но все еще отличались внушительными размерами и были довольно чувствительны к ярким вспышкам света, которые могли вывести ПНВ из строя.

В 70-е годы появилась микроканальная технология, которая привела к настоящей революции в развитии подобных устройств и созданию ПНВ второго поколения. Ее суть заключается в том, что поверхность фотоприёмной пластины усеяна многочисленными микроскопическими полыми трубками. Попадая в один из таких каналов, фотон света выбивает сразу целый каскад электронов, что приводит к значительному усилению сигнала. В ПНВ второго поколения оно может достигать 40 тыс. раз.

Одним из основных направлений дальнейшего развития ПНВ стал поиск возможностей увеличения чувствительности фотоприёмной пластины. И, в конце концов, решение было найдено. Специалисты голландской компании Philips предложили изготавливать ее из специального материала – арсенида галлия. Так появилось третье поколение приборов ночного видения. По сравнению с фотокатодом предыдущего поколения чувствительность пластины из арсенида галлия была значительно больше (примерно на 30%), правда и стоимость ее была выше. Еще одним недостатком подобных катодов является малое время их работы. Хотя, ПНВ третьего поколения способны усиливать входящий свет в 100 тыс. раз. Также можно добавить, что технологией получения арсенида галлия в промышленных масштабах сегодня в мире обладают только две страны: США и Россия.

Если вам будут предлагать прибор ночного видения четвертого поколения, то, скорее всего, вас просто обманывают. Пока их просто не существует. Хотя, конечно, работы в области дальнейшего совершенствования ПНВ активно ведутся во многих странах. Самым любопытным является тот факт, что сегодня в продаже имеются устройства всех трех поколений. Первое поколение ПНВ в основном используется для различных гражданских целей, второе – как для военных, так и для гражданских (например, приборы ночного видения для охоты), а третье применяется исключительно в военных целях, причем довольно ограничено из-за большой стоимости. В последние годы инженерам удалось значительно улучшить чувствительность ЭОП второго поколения с мультищелочным катодом. Именно для этих ПНВ было «придумано» поколение 2+. Они стоят в два-три раза дешевле, чем преобразователи третьего поколения, но при этом вплотную приближаются к ним по характеристикам.

Типы ПНВ

Все устройства подобного типа можно разделить на четыре большие группы:

• приборы наблюдения;
• прицелы;
• очки ночного видения;
• устройства, которые позволяют записывать изображение.

К приборам наблюдения относятся различные бинокли, перископы, монокли. Они предназначены для ведения разведки, наблюдения, ориентации на местности. При этом абсолютно не подходят для использования во время стрельбы. Для одновременного ведения огня и наблюдения необходимо применение других видов ПНВ.

Прицелы устанавливаются на стрелковое или любое иное оружие и служат для ведения огня в темное время суток. Они могут быть и чисто ночными, и комбинированными, то есть позволяющими вести огонь, как днем, так и ночью. Подобные прицелы больше подходят для выполнения боевых задач в статическом положении, то есть в обороне, дозоре, при ведении снайперского огня. Если же вам приходится самому перемещаться и вести огонь, то использовать ночной прицел довольно затруднительно. Разве что для ориентации на местности по ходу движения. И это можно назвать главным недостатком подобных «девайсов».

Очки ночного видения крепятся на уровне глаз с помощью ремней или на шлеме, при этом руки бойца остаются свободными. То есть человек может одновременно и осматривать местность и вести огонь. Правда, для этого оружие необходимо оснастить дополнительным лазерным прицельным приспособлением. Существуют как бинокулярные, так и монокулярные очки ночного видения. Их можно использовать не только вместе с огнестрельным оружием, но и при вождении транспортных средств и даже пилотировании летательных аппаратов.

В отдельную группу ПНВ обычно выделяют устройства, способные фиксировать изображение (фото или видео) в ночью. Самым простым решением этой задачи, конечно же, является простое присоединение обычной видеокамеры к ПНВ, часть из которых для этой цели комплектуются адаптерами. Однако обычно для фиксации изображения в темное время суток используются специальные устройства, которые не только записывают получаемый видеосигнал, но и транслируют его на один или несколько мониторов. Подобные видеокамеры с ПНВ чаще всего применяют при охране различных объектов.

Приборы ночного видения (ПНВ)

Устройство и принцип работы ПНВ

Приборы ночного видения имеются в арсенале не только армии, но и охотников, рыболовов, спасателей, охранных подразделений и спецслужб.

Также приборы ночного видения находят применение в сфере изучения ночной жизни природы.

На фото – охотничий прицел Dedal 164 Night Vision со встроенным устройством ночного видения и активной ИК-подсветкой.

Принципы ночного видения.

В дневное время суток окружающие нас предметы мы видим по причине того, что солнечный свет падает на поверхность предметов и объектов, а затем рассеивается и попадает на чувствительную сетчатку глаза.

В ночное время естественного освещения нет, и человеческий глаз не в силах хорошо разглядеть окружающие предметы. Несмотря на отсутствие естественного освещения в ночное время присутствует слабое фоновое инфракрасное излучение с длиной волны менее 1 мкм (микрометра).

Фоновое инфракрасное излучение вызвано рассеянием в облаках и других неоднородностях атмосферы удалённых источников излучения, таких как звёзд, Луны и пр. Чтобы разглядеть окружающую обстановку ночью необходимо принять это фоновое излучение, затем усилить и преобразовать в видимое изображение.

Для работы в шахтах, закрытых помещениях и тоннелях, где естественного фонового излучения нет, применяется активная инфракрасная подсветка.

Как устроены приборы ночного видения?

В основе любого прибора ночного видения лежит электронно-оптический преобразователь (ЭОП).

Электронно-оптический преобразователь состоит из объектива, вакуумной трубки, умножителя напряжения, источника питания и экрана. Вот здесь можно ознакомиться с устройством электронно-оптического преобразователя на конкретном примере.

Объектив содержит в своём составе полупрозрачный фотокатод, который улавливает инфракрасное излучение. Под действием эффекта фотоэлектронной эмиссии (внешнего фотоэффекта) вокруг фотокатода появляется облако электронов. Плотность электронов в облаке полностью соответствует распределению света и тени в принимаемом оптическом изображении.

Между фотокатодом и экраном приложено постоянное напряжение величиной 10 – 12 кВ (10000 – 12000 Вольт). Это напряжение разгоняет электроны от фотокатода, и они попадают на люминесцентный слой, который нанесён на экран. Люминесцентный слой начинает светиться в видимой для человеческого глаза области излучения.

Для того чтобы получаемое на экране изображение было более чётким, внутри вакуумной трубки размещена фокусирующая система. Эта система способствует формированию более чёткой траектории движения электронов, а, следовательно, и более чёткому изображению на люминесцентном слое.

Как устроен фотокатод?

Изнутри входного окна объектива нанесён прозрачный токопроводящий слой – это электрод фотокатода. На этот электрод осаждают активный слой полупроводникового материала. Полупроводниковый слой может быть сурьмяно-цезиевым, кислородо-серебряно-цезиевый или многощелочной (соединение сурьмы с калием, натрием и цезием).

Фотокатод обладает хорошей фотоэмиссией в видимой и инфракрасной областях спектра.

Самой лучшей фотоэмиссией обладает многощелочной фотокатод. Изготавливают его методом осаждения слоя сурьмы с обработкой парами цезия, натрия и калия. Спектральная чувствительность такого фотокатода находится в области значений длины волны от 0,3 мкм до 0,9 мкм.

Требования к экрану.

Самая главная характеристика люминесцентного экрана – это светоотдача и чёткость.

Для получения высокой светоотдачи экран покрывают люминофором из водной суспензии. Поверх люминофорного покрытия наносят слой органического лака. Затем методом испарения в вакууме напыляют алюминиевую плёнку. После этого всю систему нагревают до 400 0 С, в результате чего органический лак сгорает.

Толщина алюминиевой плёнки 120 – 200 нм (нанометров). Служит алюминиевая плёнка для того, чтобы свечение люминофора, направленное в сторону фотокатода (около 50%) отразилось и излучало в сторону окуляра.

Этим достигается высокая светоотдача экрана.

Алюминиевая плёнка задерживает 2-3% быстрых электронов при ускоряющем напряжении 15 кВ. Выигрыш, который получается при использовании алюминиевой плёнки гораздо выше.

В современных приборах ночного видения коэффициент усиления света может достигать величины 100000 при угле зрения в 10 – 25 градусов.

Невероятно высокого коэффициента усиления света удалось получить с применением микроканальных пластин, а высокую разрешающую способность при помощи волоконно-оптических пластин.

Изображение, наблюдаемое в окуляре прибора ночного видения, как правило, имеет зеленоватый оттенок.

Существует несколько поколений ЭОП, характеризующихся различными особенностями, технологическими уловками и усовершенствованиями.

Поколение Ⅰ (изображение размыто по краям, а к центру имеет более высокую чёткость);

Поколение Ⅱ (применяется микроканальная пластина – МКП.);

Поколение Ⅲ (используется фотокатод на основе арсенида галлия – GaAs);

Поколение Ⅳ (применены новые технологии, позволившие увеличить дальность обнаружения и разрешающую способность, применение матриц ПЗС, встраивание ПЗС-матриц внутрь ЭОП, удалённая передача изображения от сенсорного блока (Объектив+ЭОП+ПЗС) на дисплей по проводному или радиоканалу);

Поколение Ⅴ (встраивание в ЭОП ПЗС, а также процессоров обработки изображения, приёмопередатчика, схемы управления питанием и т.д).

Кроме этого, есть приборы поколения Ⅰ+, Ⅱ+. Так, в приборах поколения Ⅰ+ на входе или выходе ЭОП устанавливается оптоволоконная шайба, за счёт которой удаётся увеличить разрешение и устранить характерное для ЭОП первого поколения размытие по краям.

Существуют также и ПНВ на основе ПЗС-матрицы (CCD), а не электронно-оптического преобразователя.

При желании CCD-матрицу можно разглядеть сквозь линзу объектива.

Так как ПЗС-матрица является полупроводниковым устройством, и больше похожа на фоточувствительную память, то для работы совместно с ней используются специализированные контроллеры и процессоры.

Далее на фото показан объектив и печатная плата фоточувствительной матрицы от ПНВ фирмы Pulsar. Как видим, на печатных платах установлено множество цифровых микросхем.

Такие приборы относятся к Ⅳ и Ⅴ поколениям. Приборы на основе ПЗС-матриц больше похожи на цифровую видеокамеру. Их относят к поколению Digital. Изображение у ПНВ на базе ПЗС-матриц чёрно-белое и не имеет зеленоватого оттенка, как у приборов на основе ЭОП.

Изображение с ПЗС-матрицы обрабатывается процессором и выводится на миниатюрный LCD-экран, который встроен в сам прибор ночного видения. Оцифрованное изображение можно записывать и сохранять в память, выводить на внешний монитор.

ПНВ с ПЗС-матрицей можно использовать в светлое время суток – засветка им не страшна. Минусом таких приборов является то, что для работы CCD-матрицы нужна активная инфракрасная подсветка. Например, в модели PULSAR Reflescope Digisight N770 подсветка реализована на базе лазерного диода с длиной излучаемой волны 780. 915 нм.

Принцип работы прибора ночного видения

Давно идет спор меж охотниками: что лучше, тепловизор или прибор ночного видения (ПНВ). Первый класс устройств помогает четко видеть живые, нагретые неживые объекты в каждое время дня, года. В темноте шансы налететь лбом на ветку повышены, поскольку древесная кора холодная. Российские приборы ночного видения, напротив, позволяют замечать неживые объекты, для зверей нет резкого контраста с окружающей средой, предоставляемого тепловизором. Встает заманчивая перспектива – совместить преимущества устройств одним. Принцип работы прибора ночного видения необходимо дополнить опцией различения естественного свечения и искусственного.

Тепловизоры

Инфракрасный прибор ночного видения работает с подсветкой, тепловизоры целиком пассивны. Улавливают излучения, испускаемые нагретыми телами. Небезызвестный Арнольд Шварценеггер в фильме Хищник-1 использовал особенность прибора охотника на людей, скрываясь из поля зрения инопланетянина. Герой обмазался холодным илом, затерялся среди коряг. Инопланетный хищник раскрыл себя, за что позже наказан.

Преимущества тепловизора: аппарат видит сквозь дымовую завесу, туман, когда военные приборы ночного видения отказывают напрочь. На относительно сером поле, где очерчены предметы, ярким пятном выделяются посторонние пейзажу разгоряченные тела животных. Изобретатели тепловизора Flir Scout запатентовали специальную технологию фильма Хищник, которую назвали Instalert (англ. сокращение «тревога наступления события»). Горячие фигурки на экране становятся красными, мишени невозможно пропустить.

Рекламодатели стыдливо умалчивают, что будет, если температура окружающей среды приблизится к 35 ºС, станет равна по горячести человеку. Появится сплошной красный фон, где тяжело найти живые объекты. Любой китайский прибор ночного видения продолжит давать четкую картинку. Отсутствует режим Instalert, привычный пейзаж отчетливо прорисуется. Привыкший к выделению цветом человек в экстремальных условиях бессилен заметить врага. Несет потенциальную опасность оператору. Учитывая большую стоимость устройств, хотелось бы видеть на рынке более интеллектуальную систему, позволяющую безошибочно действовать в экстремальных условиях.

Дополнительное преимущество тепловизора: возможность использовать по хозяйству, обнаруживая утечки энергии жилого дома. Утеплительные мероприятия вести гораздо проще. Приборами пользуются строители. Тепловизоры продвигают, называя многообещающими системами для ручной ночной навигации на водном, наземном транспорте. Авторы склонны рассматривать перспективу скептически. Разве снабдить устройство специальной подсветкой. В этом ракурсе автомобильный прибор ночного видения смотрится привлекательнее, поскольку отображает предметы, независимо от температуры, наличия на небе Луны, звезд. Если ночь, отказали фары, тепловизор выручит, ровно до следующего раза.

Прибор идеален для:

• обнаружения крадущихся людей (воров, засады, гопников, убийц);
• отслеживания затаившихся зверей, птиц;
• оценки обстановки объекта.

Никакой прибор ночного видения Пульсар не позволит эффективно решить поставленную задачу, как тепловизор. При наличии множества нагретых тел преимущества нивелируются. Прибор ночного видения с тепловизором нашел разнообразные области применения. Первый хорош в городе, в теплом климате, второй — в заснеженном лесу.

Принципы работы ПНВ

Упомянуто: оба аппарата принимают излучение, в случае с ПНВ главенствующую роль играет подсветка. Вот как работает устройство. Типовой ПНВ содержит следующие части:

1. Оптическая система.
2. Усилители.
3. Подсистема построения изображения.
4. Тракт подсветки.

Лучи входят через профессиональный окуляр, в фокусе линзы зафиксирована фотоэлектродная пластина. С нее начинается усилительный тракт, агрегат помещен в чистый вакуум, чтобы молекулы воздуха не мешали движению внутри электронов. Разумеется, поток продолжает отклоняться гравитационным полем Земли, на протяжении длины корпуса ПНВ эффект малозаметен.

Итак, свет выбивает из круглой фотоэлектродной пластины электроны, увлекаемые положительным потенциалом микроканального усилителя. Об устройстве стоит поговорить отдельно. Круглая пластинка, образованная множественными мелкими сотами, неразличимыми невооруженным глазом. Настигая ячею, элементарная частица выбивает несметное число электронов, процесс нарастает лавинообразно. На оборотной стороне пластины в районе соты выходит рой зарядов, движущихся дальше на люминофорный экран. Как у телевизора, только одного цвета – зеленого. Оттенок выбран из условия максимальной чувствительности человеческого глаза, минимального напряжения психики.

Выходная оптическая система формирует картину для глаза. В бинокулярах поток раздваивается на оба зрачка. Во многом удобнее в силу особенностей работы человеческого мозга. У военных часто находят применение монокуляры. Единичные конструкции сочетаются с тепловизионными, ночными прицелами, что удобнее при рекогносцировке. Купить прибор ночного видения с кратностью свыше 1, будет стоить денег. На увеличение устройства не работают, позиционируются как тактическое преимущество в режиме реального времени.

Обратите внимание, внутри усилительной трубки царит вакуум, который не отклоняет прямолинейного движения электронов. В противном случае картинка не то чтобы будет размытой, вовсе не получится. Только полное отсутствие воздуха позволит прибору работать. Должно быть понятно сталкивавшимся с ламповыми электронными устройствами. Прямолинейное движение обусловлено правильной расстановкой потенциалов:

• На фотоэлектроде потенциал ниже усилительной пластинки. Самое высокое напряжение на люминофоре.

Подобный принцип используется электронно-лучевыми трубками старых телевизоров. Бытовые приборы используют три цвета люминофора.

Появление первых ПНВ

Несмотря на заявления Википедии, что первенство принадлежит фашистам, прибор ночного видения СССР тоже выпускало. Работа велась до начала Второй мировой войны. Удалось ввести в обиход Морфлота пеленгаторы, источники ИК-излучения, играющие роль навигационных огней. Невооруженный глаз заметить присутствия инфракрасных маяков бессилен, повышалась в ночное время скрытность передвижения войск.

Работами в СССР занималось НИИ 801, на базе которого в 1983 году создано отделение 1100 Орион. С 1991 года переименовано в СКБ ТНВ. Обратите внимание, люди занимались и тепловизорами. Изначально обе ветви шли бок о бок. Привели далеко не полную историческую экспозицию становления отрасли, поскольку не считаем важным рассматриваемому вопросу. В состав отдела разработки ПНВ входили:

1. Светотехническая лаборатория.
2. Фотометрическая лаборатория.
3. Отдел источников питания.
4. Отдел приборов бортового назначения.
5. Отдел приборов наземного назначения.
6. Отдел физических основ ночного видения.
7. Навигационные приборы.
8. Отдел тепловизоров.
9. Подразделение конструкторов.

Занималась структура поиском новых методов построения изображения на основе невидимых участков спектра. Различимая глазом часть электромагнитных колебаний является малой толикой глобальной картины Вселенной. Факт задействовали изысканиями советские ученые. Первый ПНВ с подсветкой создан в начале 50-х годов. Разумеется, конвейер снабжал оборонку. Детский прибор ночного видения тогда мало кого интересовал.

Ракетные комплексы наведения класса земля-воздух, воздух-воздух работают по принципу пеленгации инфракрасного излучения работающего двигателя летательного аппарата. Вне зависимости от того, что перехватывают, вертолет, самолет, другую ракету.

Первые конструкции достаточно громоздки. Чего стоит источник питания напряжением 45 кВ. Медленно, но верно, дело шло вперед к эргономизации, экономизации, оптимизации. Пригодились наработки термоэлектрических холодильников, засекреченных до французской конференции 1992 года. Значительный сдвиг в конструировании приборов ночного видения дал многощелочной катод. Прибор имел низкий темновой ток, не требовал охлаждения, свойствами на порядок превосходил кислородно-цезиевые эквиваленты.

Выбор ПНВ

Перед тем как выбрать прибор ночного видения, подумайте, каким требованиям должен отвечать. Сегодня можно достать тепловизор за меньшую сумму, может отдельно послужить строителям. Дешевый ПНВ стоит 7000 рублей, по карману среднестатистическому гражданину РФ. Дорогие модели зашкаливают за 200000 рублей. Среди параметров на передний план выдвигаются чувствительность, разрешающая способность. Величины напрямую влияют на дальность обнаружения объектов.

Не пытайтесь проделать ремонт приборов ночного видения своими руками. Сложные электронные устройства, во многом превосходящие по сложности миксер.

Ночное видение, танковые военные приборы, новое поколение ПНВ – очки и инфракрасный прицел, устройство и принцип работы

Рассмотрим вкратце его плюсы, минусы и как именно обеспечить наилучшую его эксплуатацию7

Несомненным плюсом данного приобра является то, что он по-растоящему бинокулярный – это 2 раздельных блока, по одному на каждый глаз, с общим питанием.
Прибор относится к первому поколению ПНВ, со всеми их плюсами и минусами.

Плюсы:
1) военная сборка – сделано на века;
2) приличное для поколения 1 качество изображения;
3) бинокулярность;
4) низкая цена.

Минусы:
1) эффект рыбьего глаза, но привыкнуть к нему вполне можно, но поначалу убивает;
2) относительно низкое разрешение;
3) боится резких источников засветки (вспышки взрывов, лазеры), хотя на фонари и прочее смотреть вполне можно;
4) пищит блок питания, хотя пока что это ни разу не помешало;
5) ВЕС;
6) резкое изображение показывает от 5-7 метров.

Ну да черт с ним, пройдемся по особенностям прибора и его эксплуатации.

Качество изображения

Очень часто слышу возгласы типа “ой, фу, это же первый класс”. Ну да, у второго класса изображение лучше: выше усиление, чуть больше разрешение и отсутствует эффект рыбьего глаза. Но, при всем при этом, погуляв подряд в своем 57е и в ПНВ-10Т, я никаких ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ улучшений картинки в ПНВ-10Т не прочувствовал. Наоборот, отсутствие бинокулярности мне даже немного мешало. А уж воспользоваться прицелом в нём вообще невозможно.

Вот когда мы сравниваем с серьезными агрегатами третьего поколения (типа AN/PVS-7), тогда да, там на порядок лучше видно – и по разрешению, и по градациям, и по усилению. Но разница в цене составляет даже не порядок, а 20-30 раз (ПНВ-57Е мне достался за 4, а PVS в то же время стоил 80-150 тысяч в зависимости от ЭОПа и состояния).

Эффект рыбьего глаза, свойственный первому поколению поначалу напрягает, но привыкаешь довольно быстро. Хотя попервой заметно укачивает.

Плюсы бинокулярной конструкции и минусы оптики.

Одним из самых больших недостатков является ориентированность на вождение: резкое пространство начинается где-то от 5-7 метров. И вот тут-то и можно воспользоваться бинокулярностью прибора.

Для “улучшения потребительских свойств” я просто открутил болтики фиксации левого окуляра и выкрутил его так, чтобы фокус был на 2.5-3 метрах.

Да, я пожертвовал чётким изображением удалённых объектов на слабом (левом) глазу. При этом левый глаз в ПНВ видит то, куда идём, а правый – удалённые объекты. Так что я могу и перемещаться без применения интуиции и предвидения, и видеть врагов.

Совместимость с прицелами.

Совместимость с оптическими так себе, так как их надо довольно далеко отодвинуть вперёд, что не всегда удобно или возможно. Плюс подсветка прицельной марки обычно чересчур яркая.

А вот с коллиматорными – очень и очень хорошо. В своем предыдущем прицеле – реплике Eotech 551 – я во время переделки электроники (сдохла) предусмотрел минимальный режим свечения прицельной марки. При этом, если еще и закрыть переднюю часть защитной шторкой, то получаем классический закрытый (то есть без объектива) коллиматорный прицел. В чём его прелесть? Свечения в этом случае не видно со стороны врага.

Но самая радость в коллиматорном прицеле в том, что он работает с ПНВ-57Е даже если “зацепить”объективом всего лишь краешек самого прицела. То есть я помещал голову так, чтобы левый верхний угол прицела попадал в объектив, а прицельная марка при этом процецировалась практически в центр изображения в ПНВ. Очень просто и удобно.

Совместимость с ИК лазерными целеуказателями просто отличная. Красные лазеры видны как достаточно яркие палки, ИК – менее ярко, но все же заметно. Марка от нормальных ИК целеуказателей (честные 5 мВт) видна очень хорошо, а на малых расстояниях (10-15м) даже “снабжена” круглым ореолом. Этот ореол, кстати, очень затрудняет коллимацию лазеров, так что её лучше делать с помощью цифрового фотоаппарата, а не ПНВ.

Ношение на голове.

Вот это основная проблема. Испытание не из лёгких, особенно в родном шлеме. Поэтому родное крепление было целиком и полностью выброшено и для крепления применялся стандартный НАТОвский рог (реплика, но качественная). Крепление – родной скобой, на 3 винта. Для этого в роге удалены лишние элементы. Получилось очень неплохо и крепко.

Но возникла другая проблема – регулировка. Из-за рычага регулировки на роге ПНВ вставал с перекосом и регулировка по глубине не работала – нажать рычаг было невозможно. Решение – удалить рычаг нахрен. Но тогда ПНВ на креплении елозит туда-сюда.

Решение – два отверстия 2.5мм, метчик на М3 и два устаровочных винта под шестигранник, и можно выставить так, как самому надо. Для удобства, ось с гребенкой была повернута гребёнкой внутрь (на фото выше это видно). Винты установлены с обеих сторон, для более чёткой фиксации каретки.

Далее – шлем. Не всякий шлем подойдет. ПНВ достаточно тяжел, плюс блок питания также не очень лёгок. В сумме они, будучи закрепленными на шлеме, приводят к тому, что при резком повороте головы, наклоне и вообще перемещении тянут шлем в противоположную сторону и он банально сползает. С лёгкими шлемами типа роллерских вообще кошмар.

Лучшее решение из найденных – серия Ops-Core FAST. Была куплена одна из первых реплик этого шлема. Пластик купола достаточно толстый и жесткий, но болты крепления подвеса – пластик. Но тем не менее работает.

Прелесть этого шлема в том, что он фиксируется на голове как проходящей под челюстью стропой, так и обхватывающим голову вокруг регулируемым пластиковым обручем. В результате получаем плотную посадку, которая не позволяет шлему гулять на голове даже с ПНВ-57Е. Получается это дело как-то так.

Как видно, блок питания крепится на затылке с помощью нескольких нейлоновых кабельных стяжек.

ПНВ и защитные очки.

Другой момент, свойственный всем ПНВ – он не рассчитан на эксплуатацию с очками. В результате, когда одеты очки окуляры отодвигаются от глаз настолько, что видно только часть всей картинки, что весьма и весьма неудобно и обидно.

Решение – взять и удалить всё, что навешано на окуляры. Открутив фиксирующие винты можно снять наглазники вместе с механизмом трещотки. Остаются голые окуляры.

После этого расстояние значительно сократится, но не до желаемого минимума. Плюс очки или маска будут сильно царапаться.

Улучшить ситуацию и улучшить точное позиционирование поможет изготовление специальной линзы для маски – с отверстиями для окуляров. Просто берем линзу, размечаем где нам нужны окуляры, сверлим отверстия и увеличиваем до нужных размеров. Получается такое вот нечто.

Далее из-за кривизны линзы маски получается такая беда, что между окуляром и внешними краями отверстий может пройти шар. Не беда. Берём эпоксилин и формируем бортик, в который будет входить окуляр. Это позволит уменьшить щели до допустимых или извести их вообще.

Обратите внимание, что на фото выше на линзу специально нанесены царапины и неровности вокруг отверстий, чтобы увеличить адгезию. Ну а результат формовки бортика вот такой:

Это первое приближение, далее надо подточить по глубине и нанести еще один внешний слой, чтобы уменьшить всякие щели. Хотя и сейчас оно прекрасно отработало на игре.

Минус у такого решения только один – нельзя снять ПНВ во время игры. Однако, скосив глаза можно смотреть через линзу. Лучше, если она будет прозрачной. Просто у меня получилось так, что самая уцарапанная была желтая линза, она и пошла в дело.

Регулировка под зрение стала немного менее удобная – надо регулировать без очков, вращая за торчащие наружу трубочки окуляров, а после регулировки одеть под ПНВ очки. В общем-то операция несложная.

Подсветка

В целом, подсветка в лунную ночь не нужна вообще. Без луны – зависит. Для перемещения в степной зоне хватает и света звезд.

Для удаленных объектов прекрасно хватает подсветки в целеуказателе (у меня вот такой DBAL-A2), а для зачистки зданий хорошо зарекомендовал себя 3Вт модуль для фонаря (читать тут). У меня он устанавливается на боковую рельсу шлема.

А уж если пользоваться попеременной подсветкой в паре/тройке (один светит, остальные работают), так вообще.

В лесу пользоваться подсветкой невозможно в принципе – ближайшие ветви подсвечиваются, а за ними не видно вообще ничего.

Блок питания

Он пищит. Заметно пищит, противно пищит. Хотя через некоторое время привыкаешь и перестаешь его если не слышать, то хотя бы на него отвлекаться. В общем, стерпеться можно, хотя есть мысли переделать нафиг под преобразователь с частотой 50-100кГц.

После выключения питания заряда конденсаторов в умножителе напряжения хватает примерно на минуту-полторы, в течение которых постепенно падает усиление, а потом всё резко темнеет и потухает. Так что можно поступить как описано где-то в интернете: сделать кнопку подачи питания и периодически на неё нажимать, либо собрать схему, которая раз в пять-десять секунд на пол секунды или около того включает питание. Вполне хватит, плюс батарею будет экономить.

В моем случае питается этот ПНВ от литиевой батареи – сделал из сдохшей батареи ноутбука, 3 пластинки LiPo, то есть получается напряжение порядка 11-12в. Разъем, из соображений унификации, T-коннектор стоит.

Итоги эксплуатации

ПНВ-57Е удовлетворяет мои потребности в “ночном зрении” на 90%. Оставшиеся 10% отношу на рассматривание удалённых объектов, и решения я пока не нашел.

Эксплуатирую ПНВ в связке с упомянутой 3 Вт ИК вставкой в фонарь и комбинированным блоком целеуказания и подсветки. Из недостатков могу указать только то, что и этот набор никак не помогает с несознанщиками. Хотя после третьей очереди обычно понимают, что их видят и тогда уже уходят.