Инфракрасная аппаратура (Капитан Н. Хеон)

(Американский журнал "Инфантри", сентябрь - октябрь 1963 года)

Все усиливающаяся тенденция ведения боевых действий в ночное время привела к созданию приборов ночного видения в дополнение к имеющимся осветительным средствам.

Появление ядерного оружия, а также современных средств разведки еще больше вынуждает войска вести боевые действия в ночное время. Все это требует разработки таких приборов ночного видения, которые позволяли бы одиночному солдату вести бой, наблюдать и передвигаться ночью почти так же успешно, как и днем. Инфракрасная аппаратура дает возможность обнаруживать противника, следить за его передвижением в условиях темноты и плохой видимости.

По принципу работы инфракрасную аппаратуру можно разделить на активную и пассивную. Для работы активных инфракрасных приборов требуются: во-первых, источник инфракрасного излучения, представляющий собой прожектор с электрической лампой накаливания и специальным фильтром; во-вторых, цель, которая отражает инфракрасные лучи; в-третьих, электронно-оптический телескоп, который улавливает и преобразует инфракрасные лучи в видимое изображение. К активным инфракрасным приборам относятся приделы для стрелкового оружия, метаскопы и бинокли для водителей транспортных средств.

Для работы пассивных средств инфракрасной техники требуется лишь источник инфракрасного излучения (цель) и устройство для преобразования этого излучения в видимое изображение для сигнала. Пассивная инфракрасная аппаратура имеет некоторые преимущества по сравнению с активной. В частности, из-за отсутствия источника излучения обнаружение ее противником затруднено. Пассивная инфракрасная аппаратура использует широкий диапазон инфракрасных волн, а активная работает в диапазоне, непосредственно примыкающем к участку видимого света.

Однако современной пассивной инфракрасной аппаратуре свойственны и недостатки, которые серьезно снижают ее преимущества. В частности, она громоздка и тяжела, с ее помощью нельзя определять расстояние до цели, а получаемые изображения цели не всегда соответствуют действительности. Правда, сейчас в области создания пассивных инфракрасных приборов ведутся обширные исследования, и полученные результаты являются весьма обнадеживающими.

Чтобы понять работу приборов ночного видения, нужно уяснить принцип действия электронно-оптического преобразователя. Кратко расскажем об этом принципе. Инфракрасные лучи, излучаемые прожектором, отражаются от цели (местности), проходят через объектив и фокусируются на фотокатоде электронно-оптического преобразователя. Попадая на фотокатод, инфракрасные лучи выбивают с него электроны, которые вызывают свечение флуоресцирующего экрана (анода) на противоположном конце преобразователя, создавая изображение, сходное по конфигурации, но не по цвету, с целью. Это изображение увеличивается линзой окуляра.

Снайперскоп является активным инфракрасным прибором, позволяющим опознавать цель ночью. Он состоит из инфракрасного прожектора, электронно-оптического телескопа и блока электропитания (рис. 44).

Инфракрасный прожектор монтируется на телескопе и состоит из 6-в лампочки мощностью 30 вт, отражателя и стеклянного инфракрасного фильтра.

Электронно-оптический Телескоп принимает отраженные от цели инфракрасные лучи, фокусирует и преобразовывает их в видимое изображение. Телескоп состоит из следующих основных частей: объектива для фокусировки инфракрасных лучей; электронно-оптического преобразователя, который невидимое инфракрасное изображение преобразует в видимое; окуляра, фокусирующего видимое изображение на глаз человека.

Рис. 44. Снайперскоп

Блок электропитания состоит из 6-в батареи и высоковольтного блока. Он обеспечивает питание как телескопа, так и прожектора. Высоковольтный блок повышает напряжение с 6 до 20 000 в, что необходимо для работы электронно-оптического преобразователя. Батарея и высоковольтный блок находятся в водонепроницаемой сумке, которую можно носить на спине, как ранец.

Ночной прицел для стрелкового оружия заменяет прибор снайперскоп и представляет собой легкий активный инфракрасный прибор. Прицел используется для стрельбы из винтовки M14, но с помощью специального крепежного приспособления его можно установить и на другое стрелковое оружие.

Прицел (рис. 45) состоит из тех же частей, что и снайперскоп. Источником излучения служит электрическая лампа накаливания мощностью 30 вт с отражателем и пластмассовым фильтром. Облучение цели (местности) может производиться узким пучком или рассеянным светом в зависимости от расстояния, установленного между лампой и отражателем.

Рис. 45. Ночной прицел для стрелкового оружия

На правой стороне основания прожектора расположена ручка установки угла возвышения, с помощью которой луч света совмещается с оптической осью телескопа.

Для включения инфракрасного прожектора с правой стороны имеется специальный переключатель. При нажатии он действует как контактный выключатель мгновенного действия, что позволяет использовать прибор в качестве сигнального устройства. Когда выключатель отпускают, источник питания отключается.

Электронно-оптический телескоп питается от высоковольтного блока напряжением 16 000 в. Блок расположен в цилиндрическом корпусе с левой стороны телескопа. Срок его службы - около 500 час. Первичным источником питания служит батарея напряжением 1,5 в. Средний срок работы батареи примерно 8 - 10 час (при освещении прицельной сетки на полную яркость).

Прицельная сетка может перемещаться по вертикали и горизонтали, что позволяет использовать прицел при стрельбе на различную дальность.

Инфракрасный прожектор питается от 6-в никель- кадмиевой батареи. При работе с перерывами она обеспечивает питание в течение 8 - 10 час, а при постоянно включенном приборе - 4 - 6 час.

Батарея соединяется с прицелом при помощи шнура. Она перезаряжается примерно за 4 час.

Метаскоп (рис. 46) - небольшой ручной инфракрасный прибор, служащий для обнаружения действующих инфракрасных средств противника. Он может использоваться и в качестве прибора наблюдения на небольших расстояниях с применением собственного или внешнего инфракрасного осветителя.

Рис. 46. Метаскоп

Оптическая система и источник питания помещены в корпусе из рифленой листовой стали. К окуляру прикреплен резиновый наглазник, чтобы не допускать прохождение света и не освещать лицо оператора. Объектив имеет фокусировку, позволяющую наблюдать предмет с расстояния от 50 см.

Источник питания состоит из электрогенератора, который приводится в действие рукояткой, расположенной с левой стороны прибора. Двадцати пяти оборотов рукоятки достаточно, чтобы генерированного тока хватило для работы электронно-оптического преобразователя в течение 30 - 45 мин.

Источником излучения служит лампа от электрического ручного фонаря с инфракрасным фильтром. Питание к ней подводится от двух миниатюрных батарей. Инфракрасный прожектор включается с помощью переключателя, расположенного на приборе.

Если инфракрасный прожектор присоединен к приемному устройству, луч автоматически совмещается с оптической осью приемного устройства. Осветитель можно отделить от прибора и навести на объект отдельно. В этом случае требуется сканировать приемным устройством, чтобы обнаружить облучаемый объект.

В настоящее время этот метаскоп заменяется новым вариантом на транзисторах. Основное различие заключается в том, что в новом приборе источник питания состоит из высоковольтного блока и ртутно-кадмиевой батареи. Батарея обеспечивает непрерывную работу прибора в течение 300 - 400 час.

Инфракрасный бинокль для водителя автомобилей устанавливается на каске водителя (рис. 47). Бинокль не имеет своего инфракрасного прожектора, поэтому для его работы необходим внешний источник облучения, например фара машины с инфракрасным фильтром.

Рис. 47. Инфракрасный бинокль для водителя

Бинокль состоит из двух электронно-оптических преобразователей (с объективами и окулярами) и блока питания. Электронно-оптические преобразователи выполняют в этом приборе такую же роль, как и в рассмотренных выше инфракрасных приборах.

Блок питания состоит из батареи ртутных элементов напряжением 1,5 в и высоковольтного блока, которые с помощью тесемок крепятся к задней части каски водителя. Высоковольтный блок повышает напряжение до 16 000 в, которое подается к электронно-оптическим преобразователям по проводам, расположенным по обеим сторонам каски.

Бинокль может фокусироваться на малое и большое расстояния и имеет регулировку межцентрового расстояния окуляров. Для получения более четкого изображения возможна электростатическая фокусировка.

Бинокль предназначен главным образом для вождения колесных машин, но его можно использовать и при выполнении некоторых других задач, например при установке минных заграждений. В этом случае необходимо постоянно производить подфокусировку бинокля, так как прибор имеет ограниченную глубину резкости.

Перископ M19 представляет собой активный инфракрасный прибор наблюдения бинокулярного типа, предназначенный для обеспечения действий танков в ночных условиях. Он состоит из электронно-оптического перископа, инфракрасных фар и высоковольтного блока питания. Источником излучения служат две инфракрасные фары, расположенные спереди по бокам машины.

Верхняя часть перископа выступает из машины, чтобы можно было принимать отраженные инфракрасные лучи. В ней имеется призма и алюминизированная отражающая поверхность, которая направляет отраженные инфракрасные лучи в нижнюю часть перископа. В нижней части перископа расположен электронно-оптический преобразователь, аналогичный применяющимся в ночном прицеле, метаскопе и в бинокле для водителя.

Подъемный механизм позволяет механику-водителю устанавливать оптическую ось перископа на необходимую высоту. Лобовой упор помогает поддерживать голову оператора и автоматически устанавливает правильное расстояние между глазами и окуляром. Межцентровое расстояние окуляров может изменяться. Перископ фокусируется на заводе на расстояние 18 м. Максимальная дальность действия прибора 90 м. Для получения четкого изображения возможна электростатическая фокусировка. Источником питания перископа служит бортовая сеть машины.

Используя инфракрасный перископ, опытные механики-водители могут водить танки ночью на местности вне дорог со скоростью 8 - 12 км/час.

Прожекторы с инфракрасными фильтрами. Инфракрасные приборы наблюдения являются электронно-оптическими; эффективная дальность действия любого такого прибора в значительной степени зависит от мощности применяемого источника инфракрасного излучения.

Для демонстрационных и экспериментальных целей был изготовлен специальный инфракрасный фильтр, которым можно было перекрывать стандартный 150-см прожектор общего назначения. Такой прожектор применялся на показательных стрельбах из пулеметов, автоматических винтовок, реактивных установок и безоткатных орудий.

Прожектор с инфракрасным фильтром при благоприятных метеорологических условиях может действовать на дальности до 2000 м. Он наводится и управляется с помощью снайперскопа, устанавливаемого на прожекторе справа.

Опыт подтвердил, что в отдельных случаях инфракрасные прожекторы не только полезны, но и необходимы. Они увеличивают дальность действия стандартных активных инфракрасных приборов, возможности которых обычно ограничиваются их собственными прожекторами.

Чтобы увеличить дальность действия активных инфракрасных средств, используемых в пехотных подразделениях, научно-исследовательский центр инженерных войск создал стандартный 75-см прожектор общего назначения с инфракрасным фильтром. Прожектор с органами управления и электрогенератор, работающий от бензинового двигателя, смонтированы на двух прицепах. Прожектор может быть удален от источника питания на расстояние до 300 м.

В прожекторе используется дуговая лампа, которая обеспечивает непрерывную работу прожектора приблизительно в течение 6 час. Диск с угольными стержнями может быть заменен примерно за 5 мин. Ширину луча можно регулировать в значительных пределах.

Источником питания нового прожектора служит генератор постоянного тока мощностью 30 квт. Прожектор весит в два раза меньше, чем 150-см прожектор, но имеет в два раза большую силу света. С его помощью можно облучать поле боя узким направленным пучком света, рассеянным светом или светом, отраженным от облаков.

Термограф - это пассивный инфракрасный прибор. С его помощью получают снимки с изображением целей, излучающих тепло. Более "теплые" части цели отображаются более светлыми тонами. Такие приборы могут обнаруживать замаскированные объекты.

В настоящее время испытываются два типа термографов - T2 и T3. Термограф T2 устанавливается на ¹/₄-т автомобиле и весит 80 кг. Термограф T3 весит 36 кг. Он состоит из двух упаковок по 18 кг. Оба прибора работают одинаково и дают аналогичные снимки.