Учебник выживания снайпера. «Стреляй редко, но метко!»
Шрифт:
По первому способу работают так называемые «активные» приборы ночного видения («приборы нулевого поколения», как их иногда называют). К ним относились американский «Снайперской» и германский «Вампир» времен Второй мировой войны. Оба включали «телескоп» с ЭОП, ИК прожектор и носимый блок питания напряжением около 30 кВ. При кратности увеличения от4х до 6х приборы действовали на дальности до 60 м, т. е. на дальностях ближнего боя.
Этот ранний этап развития приборов ночного видения характеризовался использованием ЭОП с кислородно-серебряно-цезиевым или кислородно-серебряно-цинковым фотокатодом и прожекторов на основе электрической лампы и ИК фильтром.
ЭОП нулевого поколения продержались на вооружении достаточно долго – тот же «Снайперской», например, оставался на вооружении армий ряда стран еще в 1960-е годы. Но к тому времени уже не были терпимы такие
Среди пассивных (бесподсветных) приборов с усилением естественной ночной освещенности выделяют несколько поколений, отличающихся прежде всего типом электронно-оптических преобразователей. Тут стоит вспомнить, что означают некоторые приводимые далее характеристики. Так, коэффициент усиления света показывает, во сколько раз световой поток, наблюдаемый на выходе из окуляра ПН В, превышает световой поток, поступающий на вход оптической системы прибора от объекта наблюдения. Как и для оптико-механических приборов, для оптико-электронных одной из главных характеристик является разрешающая способность. Разрешающую способность приборов, включающих ЭОП, чаще оценивают не в угловых величинах, а числом чередующихся светлых и темных линий (штрихов), укладывающихся на 1 мм испытательного объекта. Разрешающая способность зависит и от оптической системы прибора, и от разрешения ЭОП.
Итак, в бесподсветных приборах первого поколения (I) происходит многокаскадное усиление яркости (это был уже существенный шаг вперед по сравнению с ЭОП по схеме Зворыкина). Первые бесподсветные каскадные приборы ночного видения все еще отличались большими размерами из-за необходимости охлаждения ЭОП и высоковольтных источников питания. Решающий сдвиг здесь связан с введением многощелочного фотокатода, который имел большую чувствительность, на несколько порядков более низкий темновой ток и не требовал охлаждения. Вместе с дальнейшей работой по оптике и миниатюризацией источников питания это позволило создать новые стрелковые прицелы и при этом уместить весь комплекс прицела в одном корпусе.
Принцип работы усилителя на микроканальной пластине:
1 – фотокатод, 2 – микроканальная пластина, 3 – люминесцентный экран, 4 – стенка микроканала, 5 – электрод, 6 – выходной поток электронов, 7– попадание первичного электрона, 8 – вторичные электроны
В нашей стране система ПНВ этого поколения сформировалась к концу 1960-х годов. Вошел в эту систему и ночной прицел НСП-3 для автомата. И все же ЭОП первого поколения был свойственен ряд недостатков. Они давали недостаточно яркую и контрастную «картинку». Разрешение получалось весьма неравномерным – 25–36 штрихов на миллиметр по центру и 5 штрихов на миллиметр по краю поля зрения. Прицелы были весьма чувствительны к засветке яркими источниками света – например, вспышкой выстрела. Да и стеклянные баллоны ЭОП были чувствительны к импульсу отдачи оружия.
Дальнейшая доработка, связанная с повышением ИК чувствительности и помехозащищенности приборов, увеличением поля зрения и т. д., привели к появлению в 1970-е годы новых ПНВ того же поколения, в число которых вошел и ночной универсальный стрелковый прицел НСПУ (1ПН34, тема «Альфа») с трехкаскадным ЭОП. Для предохранения от засветки в нем служит ирисовая (лепестковая) диафрагма. Для повышения контрастности изображения при наблюдении на зеленом фоне при повышенной освещенности служит красный светофильтр, при слабом тумане или дымке – желтый. Масса прицела – 2,2 кг, кратность увеличения – 3,5х, угол поля зрения – 5,4°. НСПУ позволяет вести ночью огонь на дальности прямого выстрела оружия. В лунную ночь или при использовании подсветки дальность возрастает, при низкой облачности, задымлении – сокращается. Усовершенствование ЭОП и переход в электрической части на малогабаритную элементную базу позволил сделать ПНВ легче и экономичнее (а время непрерывной работы прибора на одном элементе питания увеличивает автономность подразделения) – пример тому унифицированный прицел 1ПН58.
В качестве аналога можно упомянуть американский AN/PVS-2, также выполненный на основе трехкаскадного ЭОП с электростатической фокусировкой. Кратность увеличения этого прицела – 4х, поле зрения – 10,4– 10,7°, масса – 2,6 кг, дальность
В ЭОП поколения «1+» уже использовались металл и керамика, а для формирования изображения и сопряжения экранов и фотокатодов смежных преобразователей ввели оборачивающие устройства на основе пластин из оптоволоконных элементов (волоконная оптика использовалась уже в упомянутом AN/PVS-2). Повысился коэффициент полезного действия усилителей и четкость изображения. Намного возросла устойчивость к импульсу отдачи. Увеличилось и разрешение – до 50 штрихов на миллиметр в центре поля зрения и до 28 по краям. Как видим, и соотношение между разрешением в средней части «картинки» и по ее краям улучшилось.
Электронно-оптический преобразователь III поколения с фотокатодом на арсениде галлия: 1 – фотокатод, 2 – микроканальная пластина, 3 – экран, 4 – волоконно-оптическая система оборота изображения на 180°, 5 – источник питания
Второе поколение (II) составили появившиеся в 1970-е годы приборы с усилителем на микроканальной пластине (МКП). МКП представляет собой плоский диск из полупроводникового материала с множеством каналов, внутренняя поверхность которых покрыта веществом, обладающим вторичной электронной эмиссией. Электроны, выбиваемые с фотокатода, попадают в открытый торец микроканала, выбивая из стенок вторичные электроны. То есть каждый микроканал МКП работает как фотоумножитель, лавинообразно увеличивающий число выбиваемых электронов. Диаметр и число каналов подбираются из соображений лучшей разрешающей способности и прочности МКП. Диаметр каналов составлял сотые доли миллиметра. Коэффициент усиления яркости вырос более чем в 20 раз по сравнению с поколением «1+» – для поколения «1+» он не превышал 1000, у поколения «II» достиг 20 000. Разрешение увеличилось до 30–50 штрихов на миллиметр практически по всему полю зрения. Исчезли характерные для поколений «I» и «1+» искажения изображения, появилась автоматическая регулировка яркости изображения. Преимуществом усилителя яркости на МКП является также меньшая чувствительность к засветкам – МКП «локализует» световые помехи, не вызывая засветки всего поля зрения. Кроме того, применение МКП уменьшает размеры прибора.
К пассивным прицелам на МКП относится отечественный НСПУ-3 (1ПН51), обеспечивающий надежное обнаружение человека на дальности до 300–600 м. Масса НСПУ-3 – 2,1 кг (вместе с источником питания на 6,25 В), полная длина – 340 мм, кратность увеличения у НСПУ-3 – 3,6х, угол поля зрения – 9,5°.
К поколению «II» относится и американский AN/ PVS-3A с кратностью увеличения 4х, полем зрения 10°, массой 1,45 кг и длиной 330 мм. Прицел обеспечивает стрельбу по живой силе на дальности до 150–250 м. А английский М1500 при кратности увеличения Зх, массе 1 кг и длине 265 мм действует на дальности до 500 м.
В середине 1990-х годов появились ПНВ на основе ЭОП поколения «П+». Создание многощелочных фотокатодов с повышенной чувствительностью, улучшение оптических систем и позволило в этом поколении качественно улучшить характеристики приборов усилительного типа, повысить разрешающую способность – не менее 45 штрихов на миллиметр. Причем высокое разрешение сохранялось даже при низкой освещенности (свет звезд, например). Появилась возможность использовать светящиеся прицельные марки.
ЭОП поколения «П+» использован, например, в экспортном прицеле NV/S-17, предлагаемом «БелОМО» для автоматического стрелкового оружия. При массе 1,2 кг этот прицел имеет кратность увеличения 3,5х и поле зрения 12°.
Поколение ЭОП «II супер» отличается еще большей чувствительностью фотокатода и разрешением около 55 штрихов на миллиметр.
Уменьшение размеров и электропотребления ЭОП позволило выполнить ночные прицелы для стрелкового оружия в меньших габаритах и с массой менее 1 кг.
Ночные бесподсветные прицелы пришли и на «коммерческое» оружие. Пример тому – прицел ПОН-5 с электронно-оптическим преобразователем I поколения, с подсветкой прицельной сетки