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¡Y la noche no es un obstáculo! Tendencias de desarrollo de visión nocturna

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La capacidad de maniobrar y luchar de noche es una de las características que distingue a un ejército verdaderamente moderno de uno técnicamente atrasado. Equipar vehículos blindados con capacidades de visión nocturna significa que se pueden usar los sistemas de armas móviles más potentes, se puede aumentar significativamente el nivel de conocimiento de la situación en el campo de batalla y se puede llevar a cabo el despliegue encubierto en cualquier momento.



Dispositivo de visión nocturna del conductor de Leonardo DNVS en un Ridgeback del ejército británico


Los sistemas de visión nocturna instalados en máquinas se han producido durante muchos años y ahora se están volviendo comunes, pero nos esperan cambios significativos en este mercado.

Por ejemplo, existe una creciente demanda de cámaras nocturnas de mayor resolución. Un portavoz de la compañía francesa de receptores de infrarrojos Sofradir dijo que esto podría lograrse aumentando el número de píxeles y disminuyendo el espacio entre ellos mientras se mantienen las dimensiones de la matriz para garantizar las características de bajo peso y potencia del dispositivo.

“Al reducir el paso de píxeles, aumenta la sensibilidad del detector, porque con una disminución en el paso de píxeles, se genera una señal de potencia más baja para cada píxel, lo que aumenta la sensibilidad del dispositivo. En las cámaras de la generación actual, el estándar es el formato VGA 640x512, pero hoy la tendencia establece el movimiento al formato SVGA 1280x1024 con un paso de micras 12, por ejemplo. Los sistemas se moverán en esta dirección y esto está sucediendo ahora ".

- explicó él.

Para que estas cámaras muestren las mejores capacidades posibles, deben estar debidamente estabilizadas, ya que los vehículos blindados operan en terrenos irregulares con un terreno muy difícil. Según un representante de Controp Precision Technologies, si el sistema no se estabiliza lo suficientemente bien, "entonces la imagen tendrá una calidad inaceptable y el alcance del dispositivo disminuirá drásticamente".

El representante de Sofradir informó:
“En los últimos años, hemos visto crecer de manera constante la importancia de las características de peso, tamaño y consumo de energía, lo que refleja la demanda de sistemas pequeños y livianos con capacidades mejoradas, por ejemplo, nuestros sistemas SIGHT. Hay varios tipos de cámaras: las cámaras de imagen térmica no refrigeradas, que proporcionan una visibilidad de corto alcance y generalmente no están estabilizadas, y las cámaras de imagen térmica enfriadas, que generalmente están estabilizadas, son de un nivel más alto y ciertamente más caras ".


Destacando problemas


Tradicionalmente, los sistemas de visión nocturna se han utilizado para dos propósitos principales. En primer lugar, los dispositivos de visión nocturna del conductor, que permiten aumentar el nivel de conocimiento alrededor del automóvil para una maniobra segura y sin problemas. En segundo lugar, existen sistemas de observación utilizados por las flechas para identificar y apuntar a objetivos potenciales.

Los sistemas de infrarrojos para los conductores y para aumentar su nivel de conocimiento del medio ambiente suelen ser cámaras de imágenes térmicas no refrigeradas con un campo de visión más amplio a corta distancia para tener la mejor vista posible, mientras que las miras para los tiradores, especialmente para armas de gran calibre, por ejemplo, 120- pistolas mm tanquesequipado con cámaras de imagen térmica enfriadas de largo alcance. Estos últimos tienen un campo de visión más estrecho para enfocarse en un objetivo específico.

Las cámaras termográficas son las más comunes en los ejércitos modernos, ya que son más avanzadas que las cámaras con amplificación del brillo de la imagen (convertidor óptico-electrónico), que funcionan en incrementos inferiores a 1 micrones, y para funcionar necesitan una emisión de luz activa en la región del infrarrojo cercano. espectro para ver en la oscuridad. Al mismo tiempo, los dispositivos enemigos pueden detectar la luz de la iluminación infrarroja, invisible a simple vista, lo que puede acarrear graves consecuencias.

Según Colin Horner de Leonardo, las cámaras con tubos intensificadores de imágenes siempre son un problema con las acciones en los asentamientos, que generalmente están encendidos.

“Estos sensores tienden a distorsionar y desenfocar la imagen destinada al comandante y al conductor. Aunque la tecnología para mejorar el brillo de la imagen está mejorando y es la opción preferida para la instalación en vehículos auxiliares que no son de combate, la desventaja es que esas cámaras aún necesitan retroiluminación ”.


“Aunque realmente pueden funcionar con una iluminación mínima, por ejemplo, bajo la luz de la luna o las estrellas, en la oscuridad completa, las cámaras con intensificadores de imagen simplemente no funcionarán. Para mejorar el conocimiento de la situación, los operadores usan luces infrarrojas para iluminar localmente el área alrededor del automóvil y dependen de la luz natural ”.

- explicó Horner.

Agregó que existen otros problemas con las cámaras intensificadoras de imagen en máquinas equipadas con vidrio a prueba de balas, ya que afectan negativamente la percepción de distancia del conductor. Es por eso que los ejércitos modernos prefieren usar sistemas infrarrojos pasivos.

Además, existe una tendencia a aumentar las capacidades de visión nocturna de los vehículos de otras categorías, para lo cual es necesario instalar los mismos sistemas que se encuentran en las plataformas de combate. "Esto realmente mejorará su nivel de propiedad y seguridad".

“Como regla general, los vehículos de combate blindados más grandes estaban equipados con sistemas infrarrojos pasivos (no iluminados) con características muy altas, pero no funcionan en columnas por sí solos. Están respaldados por otros vehículos, por ejemplo, transportistas de personal, ambulancias y vehículos de ingeniería, pero el inconveniente de estos vehículos es que no tienen capacidades de visión nocturna como los vehículos militares y, por lo tanto, no pueden funcionar en las mismas condiciones. Entonces, en la actualidad, vemos una tendencia en equipar vehículos auxiliares con sistemas de visión nocturna no peores que las plataformas de combate, como resultado de lo cual podrán trabajar codo a codo sin riesgo adicional ".


Otra tendencia es instalar una mayor cantidad de cámaras en las máquinas para obtener una vista completa. Anteriormente, el ejército solo estaba preocupado por proporcionar al conductor dispositivos nocturnos para conducir. Con una gran cantidad de cámaras que proporcionan visibilidad 360 °, las amenazas se pueden ver desde cualquier dirección y, lo que es más importante para la seguridad, aparece una visión general de lado a lado y hacia atrás, por lo tanto, la seguridad de la operación en los puntos de la ciudad aumenta.

Leonardo ofrece la cámara DNVS 4, que le permite obtener una vista circular a distancias de metros 20-30. Horner dijo que el sistema también está equipado con una cámara a color durante el día para combinar las dos tecnologías en una solución y así reducir el peso, el tamaño y el consumo de energía. Agregó que también hay un cambio de dispositivos analógicos a arquitectura abierta digital. "Esto significa que digitalizamos la señal de la cámara y la mostramos en la pantalla en formato digital, al tiempo que aumentamos significativamente la claridad de la imagen y eliminamos cualquier interferencia causada por la máquina".


Mira de control montada en un módulo de arma controlado a distancia


Imagen en números


Los desarrollos en tecnologías digitales permiten a los operadores usar pantallas multifunción con mapas, estado de armas e información sobre el mantenimiento de la máquina, así como ver varias imágenes al mismo tiempo, por ejemplo, una vista general hacia adelante, lado a lado y vista posterior. Esto proporciona muchas más opciones en comparación con el uso de una cámara con una mejora de brillo o un sistema analógico que le permite ver la imagen desde una sola cámara y solo en una pantalla.

La mayoría de las cámaras de vigilancia son del tipo no refrigerado y, como el ojo humano, tienen un amplio campo de visión del orden de 50 °, y algunas se acercan a 90 °. Jorgen Lundberg de FLIR Systems dijo que deben instalarse otras cámaras en varias configuraciones para obtener una cobertura completa de 360 °. Algunos esquemas prevén la colocación de varias cámaras con un campo de visión de 55 °, mientras que otros esquemas prevén la instalación de cuatro cámaras en 90 ° o incluso solo dos cámaras en 180 ° para crear un panorama. En primer lugar, esto es necesario para que el automóvil pueda maniobrar libremente sin los faros encendidos durante el entrenamiento nocturno y las operaciones de combate, ya que el conductor tiene el control total del medio ambiente.

"Todo esto tiene como objetivo dar a los conductores o la tripulación el conocimiento de lo que está sucediendo cerca del automóvil a unos metros 20-100 y no más, porque la tecnología actual no puede producir imágenes de alta resolución a largas distancias", dijo Lundberg. "Aunque la tripulación del automóvil seguramente disfrutará de tener una imagen de alta definición de todo el perímetro a su disposición, se necesita un equilibrio entre la tecnología actual y el presupuesto actual". También hay restricciones en el número y la funcionalidad de las pantallas de la tripulación dentro del automóvil ".


Por ejemplo, presentar información sensorial disponible a gran escala es un desafío. Para no mezclar todo, los miembros de la tripulación, por ejemplo, el conductor, el comandante y el artillero, deben tener acceso a las pantallas que muestran información específica destinada a cada uno de ellos para no interferir con otros usuarios. La parte de aterrizaje también puede tener una pantalla en la parte posterior de la máquina, en la que se muestra información sobre el entorno antes de desmontarla. El comandante puede tener una pantalla como la de otros miembros de la tripulación, pero con más funcionalidad, por ejemplo, con la capacidad de mostrar decisiones sobre control de combate e información sobre armas.

Ya se han instalado muchos sensores diferentes en los vehículos blindados y los sistemas de visión nocturna deben encontrar su lugar en este espacio limitado. Hay un pequeño volumen disponible en la máquina para instalar más pantallas y, por lo tanto, distribuir información de sensores y cámaras en toda la máquina es una tarea difícil.

Los sistemas de visión nocturna para las pistolas BBM principales se encuentran cerca o integrados a la vista del operador-artillero, que, por regla general, está instalado en la máquina junto a la pistola. El armamento puede ser una pistola de tanque 120-mm de gran calibre, pistolas de calibre medio (20 mm 30 mm o 40 mm) o incluso ametralladoras de calibre 7,62 mm o 12,7 mm en un módulo de arma de control remoto (DUMV). Los sistemas de observación de armas incluyen principalmente sistemas refrigerados por imágenes térmicas y, por lo tanto, son capaces de operar a distancias superiores a 10 km.

Lundberg dijo que la vista diurna y nocturna del tirador está alineada con el eje del arma, es decir, mirará hacia dónde apunta el arma y no verá en otras direcciones.

“El alcance de esta mira debe corresponder al alcance del arma, y ​​el arma tiene un alcance bastante grande. Por lo tanto, tiene un campo de visión bastante estrecho, es como mirar a través de una pajita ... pero aquí necesitas ver y disparar la flecha ".



Las miras de visión nocturna son "útiles" tanto para vehículos tácticos ligeros como para MBT


¿Te quedas frío?


Las cámaras infrarrojas no refrigeradas utilizan tecnología de microbolómetro, que es esencialmente una pequeña resistencia con un elemento de silicona que responde a la radiación térmica. Los cambios en la temperatura están determinados por la intensidad de la emisión de fotones. El microbolómetro detectará esto y convertirá la medición en una señal eléctrica, que a su vez se puede convertir en una imagen.

Los sensores no refrigerados, por regla general, funcionan en el rango LW1R (7-14 μm), es decir, pueden "ver" a través del humo, la niebla y el polvo, lo cual es importante en el campo de batalla y en otras situaciones.

Los sistemas de enfriamiento refrigerados utilizan un sistema de enfriamiento criogénico para mantener la temperatura del detector de -200 ° С, lo que lo hace más sensible incluso a cambios de temperatura insignificantes. Los detectores de dichos dispositivos pueden transformar con precisión incluso un solo fotón en una señal eléctrica, mientras que los sistemas no refrigerados requieren una mayor cantidad de fotones para tomar medidas. Por lo tanto, los sensores enfriados tienen un rango más largo, lo que permite mejorar el proceso de captura y neutralización de objetivos.

Pero los sistemas refrigerados tienen sus inconvenientes, la complejidad estructural conlleva un alto costo y la necesidad de un mantenimiento regular y técnicamente difícil. Los sensores no refrigerados son más baratos, su mantenimiento es significativamente más simple y su vida útil es más larga porque no usan tecnología criogénica, tienen menos piezas móviles y no necesitan un sellado al vacío complejo. Qué tipo de sistema elegir, como siempre, lo decide el usuario, en función de las tareas que resuelve.

Selección de olas


Las miras enfriadas para artilleros usan detectores que operan en la región infrarroja cercana (de onda larga) del espectro (LW1R). Como esto permite que los sistemas de visión nocturna vean a través del humo y, por lo tanto, experimenten menos problemas asociados con una situación de combate. En los sistemas no refrigerados, también se utilizan estos detectores, ya que los microbolómetros (elementos sensibles al calor) son sensibles a esta longitud de onda, pero ahora la situación ha comenzado a cambiar. "Históricamente, siempre prefirieron usar LWIR debido a su mejor permeabilidad al humo que los detectores MWIR que funcionan en el infrarrojo medio-medio", dijo Horner.

“Hace diez años, esto era cierto, pero las pruebas y demostraciones mostraron y demostraron que actualmente no hay una gran diferencia entre LWIR y MWIR en el campo de batalla. La sensibilidad y las capacidades de MWIR han aumentado significativamente en los últimos años de 10, y hoy las cámaras MWIR aún tienen excelentes características y permeabilidad a través del humo. Esto lleva al hecho de que las personas prefieren MWIR en lugar de detectores LWIR ".


Horner agregó:
"La ventaja de los detectores MWIR es que también tienen una mejor permeabilidad a través del aire húmedo que los detectores LWIR, es decir, cuando desea desplegarse en áreas costeras, especialmente en climas cálidos, obtendrá un mejor rendimiento utilizando MWIR, no LWIR Será un compromiso para el auto ”.


Sin embargo, el representante de la compañía francesa Sofradir enfatizó que la región infrarroja lejana [de onda corta] del espectro (SWIR) también tiene su aplicación.

“Hay dos usos diferentes para SWIR. En primer lugar, los detectores de este tipo pueden ser una solución adicional en los casos en que es necesario mirar a través del humo y el polvo de diferentes densidades y origen, e incluso (en algunos casos) niebla. Dependiendo de las condiciones atmosféricas, SWIR puede proporcionar una gran distancia visible. En segundo lugar, con el detector SWIR, puede ver telémetros láser trabajando con designación de objetivo a una longitud de onda de 1,6 μm o 1,5 μm. Luego se utiliza como un medio de advertencia de que su máquina está bajo vigilancia. También puede ver destellos de armas, es decir, SWIR se utiliza para mejorar la propiedad y proteger los vehículos terrestres ".


Un representante de BAE Systems dijo:
“En general, LWIR ofrece el mejor rendimiento en todo clima y otras condiciones ambientales, mientras que MWIR y SWIR proporcionan el mejor contraste. Una imagen SWIR tiene el beneficio adicional de ser similar a lo que vemos a simple vista. Esta importante ventaja aumenta la probabilidad de un reconocimiento correcto, lo que a su vez ayuda a reducir la probabilidad de incidentes de fuego amigo ".


¡Y la noche no es un obstáculo! Tendencias de desarrollo de visión nocturna

DNVS 4 proporciona visibilidad completa a distancias de hasta metros 20-30


Necesita más


La mayor instalación de SAMP en vehículos blindados tiene un impacto en el mercado de cámaras nocturnas. Las miras del arma principal están integradas en la plataforma y, por lo tanto, ni la pistola ni las miras pueden cambiar con demasiada frecuencia. Agregar nuevas SMPS de forma modular le permite cambiar de vista con más frecuencia.

En los últimos cinco a diez años, el armamento estándar montado en el RUMF era en la mayoría de los casos una ametralladora 7,62-mm o una ametralladora 12,7 mm, por lo que las miras generalmente no estaban refrigeradas para corresponder al corto alcance de esta arma (1-1,5 km), y esto, a su vez, determinó su campo de visión un poco más amplio que el de las armas de gran calibre.

Sin embargo, Lundberg señaló que la situación está cambiando:
"Actualmente, la tendencia determina la instalación armas un calibre más grande (aproximadamente 25-30 mm), desde el cual puede apuntar y realizar disparos precisos a largas distancias, y esto determina la demanda de visores para amplificadores ópticos de largo alcance. Anteriormente, la industria generalmente suministraba visores sin enfriar para 99% SUMF, hoy el énfasis está cambiando a visores sin enfriar y enfriar más funcionales que pueden proporcionar imágenes ultra claras. Esto hace posible ver un poco más lejos y apuntar un arma de mayor calibre a largas distancias 1,5-2,5 km, es decir, fuera del alcance de las armas enemigas ".


Y, por último, los comandantes quieren controlar mejor la situación, ver más allá de los disparos de cañón, y por lo tanto, era necesario instalar miras nocturnas con mayor alcance en el SAMP.

El desarrollo de sistemas de visión nocturna está determinado no solo por el mayor alcance, sino también por la necesidad de simplificar las operaciones. Una cámara de imagen térmica obsoleta o una cámara IR menos avanzada requiere mucho trabajo, ya que debe presionar los botones y girar las perillas muchas veces para obtener una imagen decente, mientras que la nueva cámara avanzada puede proporcionar instantáneamente una imagen de mayor calidad para el sistema de puntería con mínima intervención del usuario. Un representante de Controp dijo: "Cuando la mayoría de los elementos están automatizados, el operador puede enfocarse en la tarea misma y no distraerse trabajando con el sistema de observación".

La ventaja en el campo de batalla, obtenida mediante el uso de sistemas de visión nocturna, es cada vez más evidente. Esto se logra mediante el uso de ventajas tecnológicas que proporciona una cámara mejorada con alta resolución, el uso del tipo de sistema adecuado para tareas específicas y la integración de una mayor cantidad de cámaras de vigilancia en una arquitectura digital que puede admitir más sensores y enviar a cada miembro de la tripulación los datos que necesita. Por separado, todas estas mejoras no traen cambios radicales, pero juntas pueden proporcionar una ventaja en la batalla.

Horner dijo que la arquitectura digital es una solución a largo plazo.
“Si introduce la arquitectura digital desde el principio, puede ser dueño del entorno para todo 360 °, puede integrar fácilmente las tecnologías del futuro, sistemas de guerra electrónica, sistemas de defensa activa y vigilancia y reconocimiento de largo alcance. Luego, puede seguir adelante y abarrotar el automóvil con tecnologías avanzadas adicionales ”.


Lundberg agregó:
“La proliferación de los sistemas de visión nocturna e imagen térmica está a un ritmo sin precedentes. Los militares en Occidente creen que el enemigo solo tendrá tecnología infrarroja pasiva. Gracias al rápido desarrollo de tecnologías innovadoras y las reglas de control de exportaciones, los ejércitos occidentales modernos tienen una clara ventaja. El punto, por supuesto, no está en imágenes térmicas individuales y otros dispositivos de visión nocturna, sino en todo el vehículo blindado. Si tienes visión para RUMF, entonces la ventaja es que puedes apuntar, disparar y golpear con precisión unos segundos antes que tu oponente. En esta secuencia de eventos, los sistemas de visión nocturna también contribuyen a la victoria sobre el oponente ”.
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16 comentarios
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  1. Lexus
    Lexus 21 de octubre 2019 18: 15
    +2
    Me comunico con los militares y entiendo que estas tendencias no conciernen al ejército ruso. Además de las fuerzas especiales, los equipos con modernos dispositivos de visión nocturna y cámaras termográficas son parciales. Desde la Tormenta del Desierto, han pasado 30 años en vano.
    1. Recon
      Recon 21 de octubre 2019 18: 39
      0
      ¿Eres tú quien está en contacto exactamente con los militares, si no es un secreto? Hasta donde sé, cada soldado tiene luces nocturnas en al menos la segunda generación de unidades. Bueno, tal vez además de proporcionar una boca, etc.
      1. Lexus
        Lexus 21 de octubre 2019 18: 51
        -2
        Me comunico con antiguos colegas que aún sirven en toda Rusia. Y yo mismo vivo en una ciudad militar, los vecinos son de partes del PBG, lejos de la parte trasera.
        1. Recon
          Recon 21 de octubre 2019 18: 59
          0
          Lamentablemente, bueno, al menos estamos de acuerdo con eso.
      2. dauria
        dauria 21 de octubre 2019 22: 12
        0
        En partes de la PBG, ..... cada soldado tiene


        Si no es un secreto, ¿qué clase de "élite" es esta? ¿PBG está completamente preparado para el combate? o aumentado? o constante? Explique por favor. De lo contrario, en Internet, solo "PBG" significa que el pescado está destripado y sin cabeza. "Bloquear congelación" wassat
        ¿Y estos dispositivos se basan en simples unidades de "trabajadores y campesinos"?
        1. Recon
          Recon 21 de octubre 2019 23: 25
          0
          Constante) en lo que respecta a los trabajadores y campesinos: yo mismo no lo sé, de lo contrario no preguntaría.
  2. Camarada kim
    Camarada kim 21 de octubre 2019 18: 36
    -1
    Cita: lexus
    visión nocturna moderna

    En el lejano 87, todo estaba en orden con las Fuerzas de cohetes estratégicos.
    En cuanto a la tecnología, los mismos BMP MOBD y para los luchadores eran pesados, pero bastante decentes PNV.
    ¿Qué es peor ahora?
  3. Saxahorse
    Saxahorse 21 de octubre 2019 22: 39
    +3
    Un buen crítico resultó. Recordaron qué clases de dispositivos usa actualmente el ejército. Gracias al autor!
  4. Klingon
    Klingon 21 de octubre 2019 23: 09
    +3
    Es interesante que la cámara termográfica en el tanque * de características mejoradas * T-72B3 esté instalada esencialmente en francés de Thales (Catherine FC). ¿Y dónde está la sustitución de importaciones en el campo de las cámaras termográficas? o es esta sustitución de importación simplemente bla bla
    1. maíz
      maíz 21 de octubre 2019 23: 15
      +1
      la cámara termográfica en el tanque T-72B3 está instalada esencialmente en francés de Thales
      Se instaló antes, luego se estableció su producción en Rusia (no sé si tiene licencia o no), esto es sustitución de importación.
      1. Stepych
        Stepych 22 de octubre 2019 04: 59
        0
        Cita: Maiz
        entonces su producción se estableció en Rusia

        Bueno, esto no significa que sea completamente análogo.
        El rendimiento puede ser peor. Por esta parte, la pasamos mal durante muchos años. No creo que hayan alcanzado y superado
        1. Spech
          Spech 22 de octubre 2019 07: 12
          -2
          puede ser peor, había sido malo durante muchos años, no creo

          A veces es mejor permanecer en silencio.
  5. Klingon
    Klingon 22 de octubre 2019 00: 34
    0
    Cita: Maiz
    la cámara termográfica en el tanque T-72B3 está instalada esencialmente en francés de Thales
    Se instaló antes, luego se estableció su producción en Rusia (no sé si tiene licencia o no), esto es sustitución de importación.

    gracias por aclararlo bebidas
  6. certero
    certero 22 de octubre 2019 00: 38
    +1
    En Rusia, este es un gran problema simplemente porque no producimos matrices no enfriadas.
    1. Narak-zempo
      Narak-zempo 22 de octubre 2019 08: 09
      0
      ¿Pero qué hay de Skolkovo?
  7. Narak-zempo
    Narak-zempo 22 de octubre 2019 08: 04
    +2
    resistencia pequeña con elemento de silicona

    Entonces se ve como una resistencia de silicona riendo
    Juro que el artículo original era "silicona" y no "silicona".