Razvoj sistemov za nadzor, izvidovanje in označevanje ciljev za pehoto

Razvoj sistemov za nadzor, izvidovanje in označevanje ciljev za pehoto
Razvoj sistemov za nadzor, izvidovanje in označevanje ciljev za pehoto

Video: Razvoj sistemov za nadzor, izvidovanje in označevanje ciljev za pehoto

Video: Razvoj sistemov za nadzor, izvidovanje in označevanje ciljev za pehoto
Video: Miloš Biković u poseti Vojnoj akademiji 2024, Maj
Anonim
Slika
Slika

Sprva so bili prenosni sistemi za označevanje ciljev, ki lahko zajamejo cilj in pošljejo njegove koordinate izvršilnemu sistemu, na voljo le posebnim silam ali posebnim izračunom ciljev izvidništva. To še zdaleč ni tako, običajne enote so opremljene z ročnimi izvidniškimi napravami, najnaprednejša vojska te naprave razporedi do ravni voda. Običajno imajo takšni sistemi dnevne in nočne kanale, sistem za določanje položaja GPS, magnetni kompas z digitalnim zaslonom in lasersko merilo razdalje, varno za oči. Dodate lahko dodatne funkcije in orodja, na primer snemanje videa, fotografiranje, lasersko označevanje in astronomski kompas, če GPS signala ni.

Demontažne enote nedvomno pripisujejo velik pomen teži vseh sestavnih delov svoje opreme brez izjeme, zato si proizvajalci močno prizadevajo za njeno zmanjšanje. Pri napravah za opazovanje, odkrivanje in označevanje ciljev je toplotni ali nočni kanal eden ključnih podsistemov. Danes sta na voljo dve glavni možnosti-ohlajeni in nehlajeni nizi občutljivih elementov ali mikrobolometri, ki delujejo v infrardečem območju spektra srednjega vala (3-5 μm) in v infrardečem območju spektra z dolgimi valovi (8 -14 μm). Obseg delovanja je vsekakor višji pri ohlajenih senzorjih, ki pa zahtevajo močno hladilno napravo z visoko porabo energije in nekaj minut ohlajanja, medtem ko ohlajene matrice nimajo te težave, aktivirajo se v le nekaj sekundah.

Slika
Slika
Slika
Slika

V Evropi je eden ključnih akterjev na tem področju Lynred, ustanovljen sredi leta 2019 z združitvijo družbe Sofradir in njene hčerinske družbe ULIS. Družba je dosegla pomemben napredek pri zmanjševanju velikosti tako ohlajenih kot nehlajenih matric. Po besedah Lynreda "prehod na novo generacijo trenutno poteka, pri čemer se ohlajene matrice s korakom 15 µm in nehlajene matrice s premerom 17 µm zamenjajo z novimi matricami z manjšim korakom, 10 µm in 12 µm". To omogoča pri isti ločljivosti zmanjšanje velikosti matrike in posledično zmanjšanje teže ene najtežjih komponent ročne izvidniške tarče - leče. Optične steklene leče in okvir, v katerega se prilegajo, so relativno težke. Premer leče je določen z goriščno razdaljo, pa tudi z velikostjo senzorja, večji kot je slednji, večje je slikovno polje, ki ga mora ustvariti leča, in večja je velikost leče. Poleg tega ne smemo pozabiti, da bodo prej ali slej zakoni fizike ovirali zmanjšanje koraka. Po Lynredu se lahko 12 μm korak, dosežen v senzorjih LWIR (blizu [dolgih valov] IR), izkaže za najmanjšega, toda pri senzorjih MWIR (srednji [srednji val] IR) lahko pričakujemo zmanjšanje na 5-6 mikronov. Jasno je, da enako velja za senzorje tipa SWIR (daleč [kratkovalovni] IR spekter), ki delujejo v območju 0,7-2,5 μm, vendar pa se v izdelkih razreda naprav, obravnavanih v tem članku, še ne uporabljajo.

Poleg zmanjšanja velikosti matric v ohlajenih senzorjih vidimo še eno smer razvoja. Povečanje delovne temperature senzorjev zmanjša porabo energije in čas hlajenja, kar pozitivno vpliva na razpoložljivost. Matrice za visoke delovne temperature (HOT) uporabljajo nove tehnologije, ki zahtevajo višje temperature od 80-90 ° Kelvina za standardne senzorje. Lynred ponuja senzor živega srebra kadmijevega telurida z nizko močjo, ki deluje pri 110 ° K, kar prihrani več kot 10% energije, medtem ko je FLIR razvil rešitev tipa 2 Super rešetke (T2SL), ki deluje pri 120 ° K. Je pa že jasno, da bodo morali tipični HOT senzorji delovati pri temperaturah od 130 do 160 ° K; za to se razvijajo tehnologije.

Slika
Slika

Pomembno je, da lahko manjša poraba energije povzroči manjše velikosti baterij, saj je vir energije še ena "težka" komponenta v ročnem optoelektronskem sistemu. Posebne litij-ionske baterije imajo višjo specifično energijo, kar jim omogoča, da so lažje in lažje od standardnih komercialnih baterij. Nekatere stranke pa raje uporabljajo drugo rešitev, običajno na podlagi elementov velikosti AA, ki so na voljo povsod po svetu. V zadnjih dveh letih se je specifična energija litij-ionskih celic povečala za 25%, z 200 na 255 Wh / kg. Vendar pa po mnenju vodilnih proizvajalcev baterij ta tehnologija skoraj izčrpava svoj potencial. Razvijajo se nove rešitve, na primer moduli litijevega žvepla, ki zagotavljajo približno 400 Wh / kg. Da pa bi v celoti izkoristili to novo tehnologijo, je treba premagati številne ovire, na primer razgradnjo pri nizkih temperaturah, nizke (dvomestne) cikle polnjenja in težave pri proizvodnji teh baterij. Hkrati ne smemo pozabiti na še en pomemben dejavnik - stroške. Ne glede na to, kako lep in čudovit je določen model, lahko njegovi visoki stroški postanejo ovira pri uporabi v vojski.

Trg sistemov za nadzor, izvidovanje in označevanje ciljev se nenehno razvija, kar sledi potrebam strank: intenzivno se bori s težo, ločljivost se povečuje, njihova funkcionalnost se širi, dodajajo se različni podsistemi, na primer dolgoročni laserski kazalci. Čeprav po vsem svetu narašča potreba po opazovalnih sistemih, Azija velja za enega najbolj obetavnih trgov, kjer bodo v naslednjih 3 do 5 letih velika vlaganja v posodobitev vojaške opreme. Ta članek ne namerava nadomestiti celotnega kataloga, opisuje le najnovejše izdelke s tega področja. Za lažjo primerjavo so glavni podatki povzeti v tabelah.

Slika
Slika

Safran Electronics & Defense in njegova švicarska hčerinska družba Safran-Vectronix AG ponujata več sistemov s hlajenimi in nehlajenimi senzorji. Safran je razvil linijo naprav JIM, katerih vrhunski izdelek je hladilna enota JIM HR, nehlajena enota pa je označena kot JIM UC. Oblikovalci podjetja Sagem so ustvarili tudi lahek in kompakten sistem JIM Compact, ki je enostaven za uporabo. Modularni sistem dolgega dosega, ki se zlahka vključi v digitalno arhitekturo, je na trg prišel leta 2016. Naprava, katere matrika se ohladi 3 minute, ima domet zaznavanja osebe in vozila več kot 7 km oziroma 10 km. Nočni in barvni dnevni kanali imajo enako vidno polje, široko 13,5 ° in ozko 4,5 °. Tretji kanal temelji na kameri pri šibki svetlobi s širokim 6,2 ° vidnim poljem in 4,5 ° ozkim vidnim poljem. Naprava ima vgrajen laserski daljinomer z dosegom 12 km. Naprava JIM Compact je opremljena z neprekinjenim elektronskim zoomom 1x-4x, načini stabilizacije slike, poravnavo slike v več načinih in "opazovanjem laserske točke" (možnost opazovanja laserske točke s termovizijsko kamero, ko tarča je osvetljena z laserskim označevalcem). V primerjavi s prejšnjimi sistemi sta se njegova teža in prostornina zmanjšali za vsaj 40%, ta rezultat pa je dosežen tudi z zmanjšanjem teže akumulatorja za polovico ob ohranjanju časa delovanja. Nedavno je bil dodan še en izbirni način, imenovan TELD (Tireur d'Elite Longue Distance). TELD, razvit v sodelovanju s francoskim poveljstvom sil za posebne operacije, meri razdaljo do cilja in v skladu s strelno mizo izračuna popravke glede na vrsto orožja in streliva ter jih prikaže na zaslonu. Po mnenju Safrana naprava TELD poveča verjetnost, da bo pri prvem strelu zadela premikajočo se tarčo z 20% na 90% (rezultati za 10 strelov, ki so jih izstrelili ostrostrelci pripravniki na tarčo, ki se giblje s hitrostjo 8 km / h z razdalje 400 metrov). Obstoječi JIM Compact je mogoče enostavno nadgraditi s sistemom TELD z nadgradnjo programske opreme. Poleg možnosti zajemanja in shranjevanja fotografij in videoposnetkov ima JIM Compact analogni in digitalni video izhod ter je po izbiri lahko opremljen z brezžično komunikacijo Bluetooth in Wi-Fi.

Razvoj sistemov za nadzor, izvidovanje in označevanje ciljev za pehoto
Razvoj sistemov za nadzor, izvidovanje in označevanje ciljev za pehoto

Moskito, ki ga je razvila družba Safran-Vectronix AG, je verjetno najmanjša in najlažja naprava za 24-urni nadzor in pozicioniranje. Ponaša se s 5-kratnim dnevnim optičnim kanalom in 3-kratnim nočnim kanalom, ki temelji na ojačevalniku slike Photonis XR-5, njegov laserski daljinomer pa lahko meri razdalje do 10 km. Da bi dosegli sistem višje ravni, je Vectronix kanal za ojačanje svetlosti zamenjal z nehlajenim termičnim kanalom, s čimer se je rodil instrument Moskito TI. Odlikuje ga 6-kratni optični kanal za dnevno svetlobo in kanal za šibko svetlobo, ki temelji na CMOS-u, oba s 6, 25 ° vidnim poljem, medtem ko ima kanal za toplotno slikanje 12 ° vidnega polja. Sprejemnik GPS in očesni laserski kazalec razreda 1 sta neobvezna.

Sistem JIM Compact je v uporabi z 12 državami Nata, zadnje naročilo zanj je bilo z Danske oktobra 2019. Dva meseca kasneje je švicarska vojska podpisala pogodbo za dobavo več kot 1.000 večnamenskih sistemov JIM Compact in Moskito TI.

Slika
Slika

Thales je razvil celotno linijo ročnih opazovalnih sistemov, imenovanih Sophie, od ohlajenih Sophie-XF / VGA do nehlajenih Sophie MR. Najnovejši sistem v družini Sophie Ultima je bil predstavljen na Eurosatory 2018. Cilj razvoja je bil zmanjšati težo, povečati doseg, pripravljenost na skupne bojne operacije, izboljšati modularnost in razširljivost. Sistem štiri v enem temelji na hlajenem senzorju območja MWIR in je blizu teži nehlajenih sistemov. Domet odkrivanja je 12 oziroma 8 km za osebo oziroma stroj, domet prepoznavanja in identifikacije pa 4,5 km oziroma 8,5 km ter 2, 3 in 4,5 km. Čas hlajenja se je skrajšal na le 3 minute, kar je skoraj polovica časa prejšnjih sistemov. Termovizijski kanal ima optično povečavo, ki omogoča neprekinjeno vidno polje od 20 ° do 2 °. Poleg tipičnega dnevnega barvnega TV kanala je eden od dveh novih ključnih elementov integracija optičnega kanala z lečo 7x35 in 26 ° vidnim poljem, ki zagotavlja najboljšo barvno in svetlobno sliko; na voljo je tudi način termične fuzije. Kar se tiče barvnega TV kanala, omogoča snemanje video slik s termovizijskega kanala, možno je tudi snemanje na odstranljivo kartico micro-SD. Laserski daljinomer, varen za oči, ima največji doseg 8 km. Sophie Ultima je opremljena s sistemom GPS s kodo za civilni dostop C / A (grobo pridobivanje) in protokolom NMEA za povezavo z drugimi sistemi. Na voljo so tudi vmesniki USB2, Bluetooth, WiFi, Ethernet in RS232. Sophie Ultima je opremljena s načini stabilizacije slike, samodejnim ostrenjem in načini ultra visoke ločljivosti. Naprava ima visoko stopnjo modularnosti in lahko sprejme dodatne elemente plug-and-play. Na levi strani naprave lahko namestite module, kot so na primer kamera SWIR, laserski kazalec, astrokompas, telekamera z zoomom, komunikacijski modul standarda LTE (Long-Term Evolution), ki omogoča sistem prilagodite nalogam, ki so pred nami.

Slika
Slika

Za ta novi izdelek od dneva njegove predstavitve ni bilo objavljenih nobenih napovedi, toda po informacijah, pridobljenih na Eurosatory 2018, bi moral Thales prve sisteme dostaviti francoskemu direktoratu za oborožitev ali pa je blizu tega. Družba je začela razvijati nov sistem iz linije Sophie, predviden je še en sistem ročnega ciljanja, imenovan Sophie Optima. Opremljen bo z nehlajenim mikrobolometrom 1280x1024 z dvojnim vidnim poljem 10 ° ali 20 °, ki deluje v območju 8-12 mikronov. Zavrnitev neprekinjenega povečevanja in hlajenja stroja bo še dodatno zmanjšala težo, čeprav se bo seveda območje zaznavanja in identifikacije zmanjšalo.

Slika
Slika

Britansko podjetje Thermoteknix je razvilo okular za ciljanje in pozicioniranje TiCAM 1000C. Na podlagi iste zasnove podjetje dobavlja tudi TiCAM 1000B brez dnevnega barvnega kanala CCD. Vsi sistemi so v skladu s standardom MIL-STD in so razvrščeni kot vojaški sistemi za izvoz. Podjetje zaposluje približno 25 inženirjev, ki so odgovorni za vso elektroniko, programsko opremo in mehansko oblikovanje. Njegovi izdelki uporabljajo različne nehlajene dolgovalne infrardeče senzorje, pa tudi lastno patentirano tehnologijo brez oken. Proizvodnja TiCAM 1000C se je začela leta 2018 in od takrat je Thermoteknix dosegel pomemben komercialni uspeh v Južni Afriki, Evropi, Aziji in na Bližnjem vzhodu, čeprav natančni podatki o strankah trenutno niso na voljo. Oba modela TiCAM 1000B in C sta opremljena z vidnim ali "nevidnim" laserskim označevalcem, snemalnikom videa in fotografij ter standardnim 75 mm objektivom z vidnim poljem 8, 3 ° x 6, 2 ° z razponom 2900 metrov za polno številko ponoči. Namestite lahko alternativno lečo s premerom 60 mm z vidnim poljem 10,4 ° x 7,8 ° in razdaljo zaznavanja 2350 metrov, kar zmanjša težo za približno 100 gramov. Na voljo je tudi leča s premerom 100 mm, razdalja zaznavanja osebe se v tem primeru poveča na 3900 metrov, vidno polje pa se zmanjša na 6,2 ° x 4,7 °. TiCAM 1000C je mogoče integrirati z izbirnimi načini triangulacije in padca izstrelkov za nadzor ognja in podporo topništva ter predhodno načrtovanje. Poleg neposredne podpore za programsko opremo za upravljanje bitk je Thermoteknix razvil lastno aplikacijo ConnectIR Android, ki omogoča prenos slik iz toplotnih in dnevnih kamer TiCAM ter podatkov o ciljnih lokacijah na povezane mobilne, Wi-Fi ali Bluetooth naprave. Ta aplikacija uporabnikom omogoča izmenjavo podatkov brez stroškov ali zapletenosti, ki so značilni za popolnoma uveden sistem za nadzor bojev ali komunikacijsko infrastrukturo. Po razpoložljivih informacijah je nameravalo britansko podjetje na Eurosatory 2020 predstaviti svojo uspešno linijo TiCAM, pa tudi drugo dodatno opremo, vendar je koronavirus to preprečil.

Slika
Slika

Finsko podjetje Senop, ki je del skupine Patria, ima v svojem portfelju dva ohlajena monokularna sistema ciljanja z imenom Lisa in Lilly. Prvi ima dva dnevna kanala, enega na osnovi barvne CCD kamere z vidnim poljem 2,9 ° x 2,3 °, drugi optični s povečavo 4,6x pa zagotavlja optimalno dnevno sliko; termovizijski kanal z vidnim poljem 6, 2 ° x 3, 8 ° odlikuje digitalni zoom. Laserski daljinomer razreda 1 ima doseg 6 km, kar ustreza največjemu dosegu zaznavanja vozil, medtem ko je doseg zaznavanja osebe 3 km. Lisa je opremljena z vrati USB, izhodom za video izhod, vrati RS232 in brezžičnim protokolom Bluetooth. Model Lilly je lažji in manjši, ima optični dnevni kanal s povečavo 5x in vidnim poljem 8, 0 ° x 5, 9 °, iste značilnosti imajo termovizijski kanal. Zahvaljujoč prosojni prizmi se optična slika razdeli na dva dela, vidi se uporabnikovo oko, njena kopija pa je dnevna kamera visoke ločljivosti, ki se uporablja za snemanje videa in fotografij. Z enim optičnim kanalom za neposredno gledanje ni potrebna energija. Možno je združiti slike dveh dnevnih kanalov, v živo in televizije. Domet laserskega daljinomera je enak kot pri Lisi; po izbiri pa je na voljo daljinomer z dosegom 15 km. Domet zaznavanja je nekoliko zmanjšan in znaša 5 km oziroma 2 km. Sistem Lilly je opremljen z očesnim laserskim kazalcem in komunicira po istih kanalih kot Lisa z dodatkom Ethernet in WLAN.

Slika
Slika

Nemško podjetje Jenoptik je razvilo večnamenski termovizor Nixus Bird, ki ima poleg nehlajenega nočnega kanala tudi optični kanal z neposrednim pogledom s povečavo 7x in optično zaslonko 40 mm. Prvotni sistem se ponaša z nočnim kanalom z vidnim poljem 11 ° x 8 °, ki omogoča zaznavanje vozil na razdalji 5 km. Sredi leta 2010 se je podjetje odločilo, da bo začelo s proizvodnjo različice dolgega dosega, nato pa je naprava Nyxus Bird postala na voljo v različicah MR in LR. Slednji ima objektiv s povečano goriščno razdaljo in ožjim vidnim poljem 7 ° x 5 °, ki lahko zazna vozila na razdalji več kot 7 km.

Slika
Slika

Eden najnovejših dodatkov v kategoriji ročnih označevalcev je prišel v Turčijo. Transvaro je predstavil Engerek 8, ki uporablja 640x512 MWIR FPA hlajen detektor, najnovejši razvoj FLIR, ki temelji na tehnologiji T2SL z nagibom 15 μm. Optična 15 -kratna povečava omogoča neprekinjeno prilagajanje vidnega polja od 2,04 ° x 1,63 ° do 20,16 ° x 16,9 °, na voljo je tudi 8 -kratna elektronska povečava. Dnevni kanal temelji na barvni kameri 1920x1080 s 30 -kratno povečavo, njegovo vidno polje se giblje od 2,84 ° x 2,27 ° do 27,86 ° x 22,44 °. Transvaro trdi, da je doseg zaznavanja več kot 8,5 km za cilje rasti in 21 km za tipične Natove standardne cilje 2, 3x2, 3 metre in ustrezna identifikacijska območja 1, 4 in 3,5 km. Laserski daljinomer ima doseg več kot 10 km za standardne cilje Nata. Vgrajen notranji pomnilnik sistema Engerek 8 omogoča snemanje do 4 ur videa v formatih MP4 / AVI, pa tudi fotografij v formatu jpg.

Slika
Slika

Izraelsko podjetje Elbit Systems ponuja en hladilni in en nehlajen sistem. Prvi od njih, Coral-CR, je opremljen s termovizijskim kanalom s stalno povečevanjem in vidnim poljem od 2,5 ° x 2 ° do 12,5 ° x 10 °, dnevni kanal ima široko vidno polje 10 °, in ozek - 2,5 °. Doseg živih ciljev je 5 km in 11 km vozil. Bistveno lažji Mini Coral odlikujeta fiksna leča s 6 ° x 4,5 ° vidnim poljem za dnevne in nočne kanale ter laserski daljinomer z dosegom 2,5 km; doseg zaznavanja naprave je 4,8 km za avtomobile in 3 km za ljudi. Oba sistema sta opremljena z načinom mešanja dan / noč.

Slika
Slika

Čeprav je ameriška vojska blizu pridobivanja novega sistema za ciljanje skupnih učinkov (Leonardo DRS) za posebne sile (JETS) za posebne sile, številna podjetja ne mirajo in občasno uvajajo nove sisteme ročnega nadzora in izvidništva. Marine Corps ZDA so pred kratkim podpisale dve pogodbi s podjetjema Northrop Grumman in Elbit Systems of America za razvoj prototipov za ročni sistem ciljanja naslednje generacije. BAE Systems je razvil napravo HAMMER (Handheld Azimuth Measuring, Marking, Electro-Optic Imaging & Ranging), ki vključuje astronomski kompas za natančno pozicioniranje tudi v odsotnosti signalnega GPS.

Slika
Slika

Najnovejši razvoj FLIR sta ohlajen Recon V in nehlajen Recon V Ultra Lite. Termovizijski kanal ima povečavo 10x in spreminja vidno polje od 20 ° x 15 ° do 2 ° x 1,5 °, model Recon V ima vgrajen elektronski stabilizacijski sistem. Vse lastnosti naprave niso na voljo, čeprav je doseg laserskega daljinomera 10 km. Recon V je zamenljiv na vročo baterijo, kar pomeni, da lahko baterije zamenjate brez zaustavitve sistema. Notranji pomnilnik lahko shrani do 1000 slik. Model Recon V Ultra Lite temelji na najnovejši matriki 640x480 FPA z naklonom 12 mikronov po lastni zasnovi, zato je sistem kompakten in tehta relativno malo, dnevni kanal pa ima ločljivost 5 milijonov slikovnih pik. Izjemno široko vidno polje 12,2 ° x 6,9 °, široko vidno polje 6 ° x 3,3 ° in ozko vidno polje 4,5 ° x 1,6 °, ki je na voljo v kanalu za toplotno slikanje, vidna polja 6 ° x 3,3 ° in 3 ° x 1,7 ° so na voljo na dnevnem kanalu. Domet laserskega daljinomera, ki deluje pri valovni dolžini 850 nm, presega 10 km. Recon V Ultra Lite ima vgrajen digitalni video izhod ter brezžično povezavo Wi-Fi, Bluetooth in NFC.

Priporočena: