Принцип работы прибора ночного видения

Давно идет спор между охотниками, что лучше, тепловизор или прибор ночного видения (ПНВ). Дело в том, что первый класс устройств позволяет четко видеть живые и нагретые неживые объекты в любое время дня и года. При это в темноте есть все шансы налететь лбом на ветку, поскольку она холодная. Российские приборы ночного видения, напротив, позволяют отлично видеть все объекты, но для живых целей нет такого резкого контраста с фоном, как у тепловизоров. Встает заманчивая перспектива – совместить преимущества обоих устройств в одном. Принцип работы прибора ночного видения необходимо дополнить возможностью отличать естественное свечение от искусственного.

Принципы работы ПНВ

Мы уже упомянули про то, что оба прибора принимают излучение, но в случае с ПНВ зачастую большую роль играет подсветка. Вот как работает это устройство. Любой ПНВ содержит следующие основные части:

1. Оптическая система.
2. Усилительная система.
3. Система построения изображения.
4. Система подсветки.

Лучи входят через мощный окуляр, в фокусе которого находится фотоэлектродная пластина. С нее начинается усилительная система, которая помещена в вакуум для того, чтобы молекулы воздуха не мешали движению внутри элементарных частиц. Разумеется, поток продолжает отклоняться гравитационным полем Земли, но на протяжении длины корпуса ПНВ этот эффект практически незаметен.

Итак, свет выбивает из круглой фотоэлектродной пластины электроны, которые увлекаются положительным потенциалом микроканального усилителя. Об этом устройстве стоит поговорить отдельно. Это тоже круглая пластинка, состоящая из множества мелких сот, неразличимых невооруженным глазом. Попадая в ячею, элементарная частица выбивает огромное число электронов, процесс нарастает лавинообразно. На оборотной стороне пластины в районе соты уже выходит целый рой зарядов, которые движутся дальше на люминофорный экран. Совсем как у телевизора, только из одного цвета – зеленого. Этот оттенок выбран из условия максимальной чувствительности человеческого глаза и минимального напряжения для психики.

Выходная оптическая система формирует картину для глаза. В бинокулярах поток кроме того раздваивается на оба зрачка. Во многих случаях это более удобно в силу особенностей работы человеческого мозга. А вот у военных как раз-таки часто находят применение монокуляры. Дело в том, что их можно сочетать с тепловизионными или ночными прицелами, что бывает в некоторых случаях очень удобно. Купить прибор ночного видения с кратностью более 1, будет стоить денег. На увеличение эти устройства не работают, потому что позиционируются как тактическое преимущество в режиме реального времени.

Обратите внимание, что внутри усилительной трубки царит вакуум, который не отклоняет прямолинейного движения электронов. В противном случае картинка не то чтобы будет размытой, а вовсе не получится. Только полное отсутствие воздуха позволяет прибору работать. Это должно быть понятно тем, кто когда-либо сталкивался с ламповыми электронными устройствами. Прямолинейное движение обусловлено правильной расстановкой потенциалов:

• На фотоэлектроде потенциал ниже, чем на усилительной пластинке. Самое высокое напряжение на люминофоре.

Подобный же принцип используется в электронно-лучевых трубках старых телевизоров. Только в бытовых приборах имеется три цвета люминофора.

Немного о тепловизорах

Если инфракрасный прибор ночного видения работает с подсветкой, то тепловизоры полностью пассивны. То есть улавливают лишь излучения, исходящие от нагретых тел. Небезызвестный Арнольд Шварценеггер в фильме Хищник-1 использовал эту особенность прибора охотника на людей, чтобы скрыться из его поля зрения. Для этого герой обмазался холодным илом и затерялся среди коряг. Здесь инопланетный хищник и раскрыл себя, за что был чуть позже наказан.

Преимущества тепловизора в том, что он видит сквозь дымовую завесу и туман, когда даже военные приборы ночного видения отказывают напрочь. Более того, на относительно сером поле, где чуть очерчены предметы, ярким пятном выделяются любые горячие тела. А изобретатели тепловизора Flir Scout запатентовали специальную технологию из фильма Хищник, которую назвали Instalert (сокращение от «тревога наступления события»). При это все горячие фигурки на экране становятся красными, поэтому их просто невозможно не заметить.

Однако рекламодатели стыдливо умалчивают, что будет, если температура окружающей среды приблизится к 35 ºС и станет равна по горячести человеку. В этом случае у нас будет сплошной красный фон, где тяжело найти живые объекты. При этом любой китайский прибор ночного видения продолжит давать четкую картинку. Там не будет режима Instalert, зато привычный пейзаж отчетливо прорисуется. Привыкший к выделению цветом человек в экстремальных условиях может не заметить врага. Это несет в себе некую потенциальную опасность. Учитывая большую стоимость тех и иных устройств, хотелось бы видеть на рынке более интеллектуальную систему, которая позволит безошибочно действовать в любых условиях.

Дополнительное преимущество тепловизора в том, что его можно использовать и по хозяйству, обнаруживая утечки энергии из жилого дома. В таком случае утеплительные работы вести гораздо проще. И, разумеется, этими приборами пользуются строители. Несмотря на то, что тепловизоры продвигают, как перспективные системы для ручной ночной навигации на водном и наземном транспорте, мы склонны рассматривать такую перспективу скептически. Разве что снабдить устройство специальной подсветкой. В этом ракурсе автомобильный прибор ночного видения смотрится более привлекательно, поскольку отображает все предметы, независимо от их температуры и наличия на небе Луны и звезд. Если ночь, и отказали фары, то тепловизор выручит, но ровно до следующего раза.

Этот прибор идеален для:

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

Никакой прибор ночного видения Пульсар не позволит так эффективно решить поставленную задачу, как тепловизор. В тоже время при наличии большого количества нагретых тел все эти преимущества нивелируются. Прибор ночного видения с тепловизором имеют самые разные области применения. Первый хорош в городе, в теплом климате, второй — в заснеженном лесу.

Как появились ПНВ

Несмотря на заявления в Википедии, что первенство принадлежит фашистам, прибор ночного видения СССР тоже выпускало. Работа над ними велась еще до начала Второй мировой войны. Благодаря чему удалось ввести в обиход Морфлота пеленгаторы и источники ИК-излучения, которые служили навигационными огнями. То есть обычный глаз заметить их присутствия не мог, за счет чего повышалась в ночное время скрытность передвижения войск.

Всеми работами в СССР занималось НИИ 801, на базе которого в 1983 году был создано создано отделение 1100 Орион. С 1991 года оно переименовано еще раз, теперь уже в СКБ ТНВ. Обратите внимание, что эти же люди занимались и тепловизорами. То есть изначально обе ветви шли бок о бок. Мы привели далеко не полную историю становления отрасли, поскольку не считаем, что это очень важно. 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.

Выбор ПНВ