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TUhjnbcbe - 2022/8/25 19:11:00

Part.1增强型夜视镜的发展

年4月,ITT公司又从美国陆*研究、发展与工程司令部的采购中心获得一份合同,生产未具体说明数量的增强型夜视镜。据ITT公司称,在为期5年的合同期间,总金额可能达到5.6亿美元。第一年的首批夜视镜合同价值万美元。这些首批夜视镜要经过严格的审查,以确保它们可以装备部队。

AN/PSQ-20的进一步计划是:财年第2季度进行使用试验,财年第4季度首批装备部队。该装置倍率为1倍,质量0.9kg(包括4节AA电池),可连续工作(像融合)7.5小时,此外像增强器还可再工作7.5小时。要求在m距离上对人员目标的识别率达到80%,在m距离达到50%。热成像部分在长波红外波段(8~12μm)工作。

AN/PVS-21夜视镜

STS公司的AN/PVS-21低轮廓夜视镜装有红外部件,可进行像融合

但是需要指出的是,已经有人尝试将像增强和红外热成像结合在一起,用于一些特别型号并已取得成功。在年6月的萨托利展会上,探测器技术系统(STS)公司演示了其AN/PVS-21低轮廓(LP:low-profile)夜视镜。该镜采用专利的带通视光束混合器的折叠光学系统,装有热成像摄像头。利用该公司的型微型头顶显示器(M-HUD),将红外图像投射到像增强(用第2或第3代管)图像的视场中。STS公司称,这一装置使AN/PVS-21成为在*队中使用的惟一能将两种图像合并的夜视镜。

M-HUD(或同等物)白天也可以使用,它的应用大大扩展了使用者的能力。它可以输入NTSC或PAL制式的视频信号。可以单独使用,也可以与AN/PVS-21联用。它在像增强图像40°的视场中投射进视场大约14°的红外图像。

该显示器模块的体积约为20cm,夜视镜装上它时增加质量38g。它能够显示来自个人GPS、可穿戴式个人电脑、热成像瞄准镜、前视红外摄像机、车辆上的控制系统的信息。

泰勒斯公司的Lucie夜视镜是另一种低轮廓的夜视镜,内装红外照明器

AN/PVS-21在美国空*、海*和特种作战司令部服役,此外加拿大、德国、意大利、英国和其他一些北约国家也在使用。例如,意大利在年订购了具该低轮廓夜视镜,金额大约为万美元。年2月,意大利又订购具,价值万美元。意大利特种部队当时使用这些低轮廓夜视镜以支持美国领导的“伊拉克自由”之战,也用于在阿富汗的行动和其他反恐及准*事行动。

夜视镜的好处是可以获得夜视能力,其显而易见的缺点是增加了士兵头部和颈部的负荷。因此,减小其质量和尺寸已经成为夜视镜的发展趋势。为达到减小质量和尺寸的目的,制造商正在致力于减小夜视镜的“轮廓”,即减小其从前到后的尺寸。

夜视镜系统需要很多光学部件来引导光线,使光线从输入窗经过像增强器到达输出窗进入人眼。这不仅影响到系统的质量,也影响其性能,因为每一个光学零件都吸收一些光,这就意味着减少了光的输出。解决这一问题的方法之一是减小光学系统的质量和尺寸,这一问题使许多工业部门的工程师忙碌不停。

目前夜视镜的质量和尺寸减得较好的产品有探测器技术系统公司的AN/PVS-21、泰勒斯公司的Lucie、挪威西姆拉德公司的GN2以及瑞士Vectronix公司的BIM4。此外,还有ITT夜视公司的新型MINI-B夜视镜,年2月在新加坡举办的亚洲航空展会上第一次看到这种夜视镜。

挪威西姆拉德光电公司的低轮廓GN系列夜视镜质量较轻,最近已向委内瑞拉销售

Part.2数据插入

法国陆*装备的Lucie夜视镜采用18mmXD4、Hypergen或第3代像增强管,能自动控制亮度,视场51°。该系统还有4倍或6倍的可快速安装的镜头。该夜视镜内装有红外照明器,在光线很弱的情况下使用时可以改善其性能,而且可在近距离观察时提供照明。

挪威西姆拉德公司的GN系列夜视镜以获得专利的光学结构为基础,缩短了从前到后的尺寸,提高了使用舒适性。GN系列夜视镜可配用18mm第2代或第3代像增强管,内部也装有红外二极管以强化性能。

Vectronix公司生产的像增强装置最近增加了质量轻的BIM4夜视镜。其研制工作已经完成。它可配用18mm第2代、2+代、XR-5、第3代等多种像增强管,有亮度自动控制和亮点投射型,还有最新的自动门控型。

BIM4被描述成“供未来士兵使用的紧凑型单目像增强装置”,这种安装在头盔上的装置可以选装一种输入模块。通过该模块,数据和图表可以送进士兵的视场,添加到夜视景象中,在网络中心战时代这是一个重要的功能。

该公司强调,BIM4的单目设计、质量轻以及前伸尺寸较短等特点,减轻了脖子的紧张程度,而新的头盔座在后部装电池,可起到平衡的作用,又进一步减轻了脖子的受力。该头盔座允许士兵将夜视镜放在任一只眼睛的前面,让另一只眼睛适应黑暗,以对周围保持很宽的视场。

ITT公司的FMINI-B(MiniatureIndividualNightImager-Binocular,微型单兵夜间成像仪-双目镜)是从F型(AN/PVS-23)发展而来的,供需要更小、更轻装置的特种作战单位使用。据ITT公司说,MINI-B保持双目结构,每个目镜可以独立校正,性能比单目夜视镜好。

ITT夜视公司的最新MINI-B型夜视镜型号为F,在年亚洲航空展上首次亮相

MINI-B比AN/PVS-23轻14%,由一节AA电池供电,在20m深的水中也可以使用。既可装在头盔座上使用,也可作为手持单目镜使用。ITT公司称,新的头盔座减小了夜视镜的力臂,感觉比较轻。

许多公司正在努力将数据插入功能引入他们的系统。这一需求是由这些年在全世界迅速发展的“士兵现代化”计划牵动的。实现这一需求的技术已经存在,例如前面提到的STS公司的AN/PVS-21系统。用传统的方法,采用“通视”或头顶显示器光学系统,可以做到这一点,但带来的问题是增加了质量,而且使用和维护非常复杂。

除了数据插入之外,还出现了记录图像、以数字格式提供给使用者并将它传回指挥网络的需求。将像增强器与CCD(电荷耦合器件)或CMOS结合在一起,并在系统中加入相关的电子装置,可以实现这一要求。这些电子装置装有软件以优化图像,可插入符号和使用者从战场数据电台接收的信息,并在一个质量非常轻的装置中将它们整合在一起。这是真正的创新。

Part.3未来士兵计划

在这一领域的大多数角色是在美国国防部牵头下参与这项工作的。他们参加士兵计划执行办公室年5月推出的“先进夜视镜”计划(实际上是数字ENVG)和ITT公司的“强化的像增强器”(EI2)合同,以支持美国陆*的“未来部队勇士”计划。

EI2系统将会产生取自战场的电子图像,这种图像可以传送给其他使用者和远距离的站点。ITT公司正在为一种安装在头顶的摄像机研制探测器和电子装置。EI2合同要求年底交付完整的一体式样机,年中交付工程样机。

Vectronix公司的BIM4夜视镜的低轮廓物镜/像管组件。BIM4质量轻,是为“未来士兵”设计的

按照美国陆*的技术路线图,ITT公司正在为增强型夜视镜研制“数字升级包”,采用先进的图像处理技术,以提高图像的清晰度和士兵的态势感知能力,还要通过指挥网络输入和输出数字文件(引入数据/地图)或图像。ITT公司研究解决的问题包括电能消耗和头顶显示器。

诺斯罗普·格鲁曼电子光学系统公司在这方面的研制工作并未停滞。年3月,该公司已经生产出一种新的模块式数字ENVG,减小了尺寸(长度减到mm)、能量消耗和质量(减到1.45kg)。作出的改变包括:采用新的“微小”非致冷长波红外探测器、先进的数字成像算法,简化了菜单操作。同时,诺斯罗普·格鲁曼电子光学系统公司的数字像融合工作也得到美国陆*的认可,以“融合的多频谱武器瞄准镜”(FMWS)的形式找到了别的用途。年10月,该公司的首批FMWS交付给了用户。

到写这篇文章之时,士兵计划执行办公室已经选定了一个合同商和系统,但是预计要到~财年才进行数字ENVG的研制和演示。

在欧洲,Photonis-DEP公司经过研制,已经将像增强器、CCD/CMOS、以及摄像头控制装置组合进一个管形壳体中,其外形尺寸与AN/PVS-7管的尺寸相同。

这一数字成像方法的变革成果“巨大”,其具有如下优势:

●数字图像是合成的。将像增强器输出的数字图像与热成像瞄准镜输出的数字图像合成,可以生成真正意义上的完全逼真的夜视图像。

●数字图像可以再进行稳定处理。如果坐在行驶于崎岖道路上的车里,而图像稳定,驾驶员就会感觉好像是在夜间高速公路上开车。

●数字图像可以投射。这主要应用在装甲车辆驾驶员显示器上,老式的坦克驾驶员潜望镜是以光学系统为基础的。现在可以研制出一种新的系统,其外部轮廓(在坦克的外面)很小,在坦克内部的装置也很小、很轻。如果在车外有合适的探测器,并使它°高速旋转,驾驶员就能观察所在位置周围的情况(实现这种设想的折中办法是使用多个探测器,而不只旋转一个探测器,若干个这样的项目研制工作已经在进行中)。

●数字图像可以传送。将图像传送回指挥与控制中心,能够为上层决策提供依据。

数字化的冲击并不意味着从现在开始的5年以后,现有模式的像增强器(以及用它制造的夜视镜)将不再需要。将光子转换为电子并增加电子数量对各种应用都是基本的技术。弗卢恩预计会双轨(标准的和数字的)并行。他说:“这意味着,我们将继续

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