ПНБ: як бачить у темряві і навіщо інфрачервоний підсвітлювач
Прилад нічного бачення - особливий пристрій, переваги якого стають суттєво помітними в умовах недостатнього освітлення та при складній погоді. По суті, його можна називати очима людини в таких ситуаціях. Використовуючи ПНБ, можна зручно керувати транспортним засобом без увімкнення фар, працювати з військовим спорядженням, орієнтуватися на мапі та на місцевості. Вартість таких пристроїв досить висока - через те, що в них застосовується дорога та якісна оптика з використанням зеленого або білого фосфору.
Що таке прилади нічного бачення: більш детально
Розробка таких засобів почалася ще в 1926 році. Даний формат технології став доречним для рішення багатьох задач військовими, передбачаючи використання в бойових умовах. Так наприклад, перші прилади нічного бачення були застосовані в час другої світової війни німецькими військами. На даний момент такі пристрої є в оснащенні практично всіх армій світу. Постійний розвиток технологій та суттєве зниження ціни на комплектування пристроїв зумовило їх доступність також і в цивільному секторі. Досить часто таке обладнання закуповується для роботи служб охорони суспільного порядку, а також мисливцями, шанувальниками тактичних ігор та іншими цивільними користувачами.
Головною відмінністю сучасних приладів нічного бачення є довговічність та здатність працювати протягом багатьох років. Правильне налаштування використовуваного приладу гарантує експлуатацію протягом кількох тисяч годин до перших ознаки появи дегенерації лампи. Та навіть після встановленого часу роботи пристрій буде продовжувати працювати. Але при цьому відбуватиметься поступове затемнення картинки та погіршення якості зображення.
Особливості функціонування приладів нічного бачення
Принцип дії даних приладів базований на вловлювані залишкового світла фотокатодом. Це може бути навіть місячне або зоряне світло, або ж інфрачервоне випромінювання. Далі пристрій трансформує світло в електрони, застосовуючи багатократне посилення з використанням ЕОП та спеціальної мікроканальної пластини. Фінальною стадією процесу є відображення на фосфорному екрані картинки, яку бачить людське око.
Якщо сформулювати більш детально основний алгоритм, за яким працює прилад нічного бачення, то тоді варто відзначити наступне:
Прийом світла. Об'єктив збирає доступне йому слабке світло та інфрачервоне випромінювання, переправляючи його на фотокатод.
Перетворення. Фотокатод трансформує фотонне світло в потік електронів.
Посилення або ЕОП. Здійснюється пришвидшення електронів з використанням електричного поля, після чого вони пропускаються крізь пластину мікроканального типу. Саме вона здійснює багатократне зростання кількості електронів, яких стає в тисячі раз більше.
Відображення. Отримані електрони переходять на фосфорний екран, який створює яскраву картинку методом світіння. Зазвичай він формує зображення зеленого або чорно-білого кольору.
Спостереження картинки. Користувачу вона доступна у вигляді зображення при розгляді через окуляр,
Розрізняючи принцип роботи пристроїв, варто відзначити два режими їх роботи. Перший – пасивний. Це коли прилад використовує лише те світло, яке є в наявності на даний момент: наприклад, світіння місяця, зірок або вечірні вогні міських вулиць. Інший формат - активний. Він полягає у використання інфрачервоного освітлювача за необхідності спостерігати за об’єктом в умовах повної темряви. Це джерело світла зазвичай вмонтовується в пристрій для підсвітлювання території світлом, невловимим для людського ока. При цьому необхідно відзначити основну відмінність приладів нічного бачення від тепловізорів. Суть цієї відмінності полягає у здатності посилювати світло, а не фіксувати теплове випромінювання.
Які є різновиди приладів нічного бачення
Користувачам доступна досить велика кількість моделей пристроїв, які характеризуються індивідуальними функціональними характеристиками та мають різну вартість. Для того, щоб розібратися, який з них буде кращим для конкретної ситуації, необхідно знати базові принципи класифікації приладів нічного бачення.
За способом реалізації функції приладу та особливостей роботи ЕОП варто відзначити три основних види технологій, які застосовуються в цих приладах. До них відносять такі, що мають електронно-оптичний перетворювач, цифрові та тепловізійні. Переважна кількість сучасних модифікацій функціонують з використанням ЕОП, передбачаючи принцип пасивної дії.
Що стосується покоління аналогових ПНБ, то тут необхідно відзначити декілька поколінь приладів. Відразу потрібно сказати, що кожне з цих поколінь маркується як generation, маючи окрім базової версії, вдосконалену, яка позначається плюсом.
- Нульове покоління. Це саме той формат, який був розроблений ще на початку виникнення пристроїв. Такі прилади зараз вже не використовуються, маючи вагу в декілька десятків кілограмів та працюючи всього одну годину. Раніше перші моделі застосовувалися переважно на танках та у протитанковій зброї.
- Generation 1 і 1+. Це покоління приладів було в оснащені американських військових під час війни у В'єтнамі. Подібні прилади здатні посилювати картинку в 900-1200 раз та дозволяють бачити цілі на дистанції в 150-200 метрів. Базова версія характеризується розмитістю країв картинки, поліпшена має більш чіткі зображення. Термін служби таких пристроїв складає 1500 годин.
- Generation 2 і 2+. Пристрої, які були розроблені в 70-х роках минулого століття, маючи у своєму складі мікроканальну пластинку для посилення електронного потоку. Вироби характеризуються більш компактними розмірами, забезпечуючи видимість об'єкту на відстані 400-600 метрів. Посилення зображення сягає показника вище 20 000, а термін роботи приладу складає 2500-5000 годин.
- Generation 3 і 3+. Пристрої цього покоління працюють фактично так само, як і попередні версії. Головною відмінністю є застосування фотокатоду на основі арсеніду галію, завдяки якому забезпечується краща чутливість пристроїв. Прилади генерують чітке та яскраве зображення на відстані до 1000 м. Картинка посилюється до 50 000, а працювати модель може до 10 000 годин. Цей формат вважається золотим стандартом і широко застосовується в армії НАТО.
Моделі generation 4, про які інколи можуть казати деякі виробники, фактично не існують. Таким чином можна вважати, що маркування четвертого покоління є нічим інакшим, як маркетинговим ходом.
Функціональне призначення приладів нічного бачення
Враховуючи конструкційні особливості приладів, необхідно відзначити їх розподіл на:
- Біноклі - мають два комплекти вхідних лінз та окулярів.
- Монокуляри - забезпечують спостереження одним оком та зовні схожі на підзорну трубу
- Окуляри – прилади, які мають одну трубку. Проте ці моделі дають можливість здійснювати спостереження двома очима.
Цифрові ПНБ функціонують подібно до дуже чутливої відеокамери. Вони не бояться засвічення, можуть використовуватися вдень та записувати відео. Проте при цьому часто мають затримку картинки, поступаючись аналоговим моделям 2 та 3 покоління при низькій освітленості.
Незначне збільшення картинки спостерігається в біноклях. Що стосується монокулярів та окулярів, то там така опція виробниками не передбачається. Окремо потрібно відзначити оптику для спостереження в темряві у вигляді нічних прицілів. Такі прилади добре захищені від механічних пошкоджень, забруднень, відзначаються компактністю, та можуть кріпитися на шолом чи зброю.
Що враховується при виборі оптимального приладу нічного бачення
- Описуючи коротко основні принципи пошуку потрібної моделі, необхідно зазначити таке:
- Розподільча здатність. Прилади, які гарантуватимуть найвищий цей показник, забезпечать детальне зображення. Загалом фахівці рекомендують варіації з характеристиками в 50-60 штрихів на міліметр.
- Збільшення. Прилади нічного бачення приближують об'єкти в потрібну кількість разів, але при цьому варто врахувати, що подібне масштабування буде обмежувати поле зору. А тому є ризик для користувача загубити з виду цілі, що пересуваються.
- Поле зору. Цей показник надається в градусах. Чим він вищий тим, ширшим буде огляд.
- Світлове посилення. За необхідності працювати лише при повній темряві потрібно шукати пристрій, де коефіцієнт підсилення світла буде максимально високим.
- Тривалість експлуатації. Пристрої, які дають яскраве та чітке зображення, швидко розряджають акумулятор. Тому цей фактор обов'язково потрібно врахувати під час пошуку та вибору потрібного джерела енергії.
- Габарити. Чим вищі показники пристрою, тим важчою буде оптика. За необхідністю вести статичні спостереження можна надавати перевагу важким моделям пристроїв. Якщо ж планується вільне пересування, то для таких ситуацій неодмінно знадобляться більш полегшені моделі.
Не менш важливим моментом в процесі вибору є репутація торговельної марки. Лідерами оптичних засобів є декілька компаній, включно з американськими. Такі виробники застосовують передові технології та інноваційні конструкційні матеріали.
Якщо спорядження потрібно для регулярного мисливства, нічних тренувань чи для використання в суворих погодних умовах, то варто звертати увагу на базові пристрої 2-3 поколінь. Професійне застосування та використання в польових умовах передбачає необхідність купівлі приладу нічного бачення лише 3-го вдосконаленого покоління.