熱成像瞄準(zhǔn)鏡與微光瞄準(zhǔn)鏡的比較
與采用像增強(qiáng)技術(shù)的微光夜視儀相比,熱成像觀察瞄準(zhǔn)裝置是后起之秀。其主要優(yōu)點(diǎn)有:
(1) 熱成像儀依靠目標(biāo)本身發(fā)出的熱輻射工作,不依賴于月光、星光、夜天光照明景物,因此既可以在“全黑”的條件下起作用,又可以在白天使用,觀察效果不受環(huán)境光照影響。而微光器材的觀察效果受環(huán)境光照條件影響較大,白天一般不能使用。
(2) 熱成像儀在某種程度上可以穿透煙霧進(jìn)行觀察,可以透過(guò)某些偽裝發(fā)現(xiàn)目標(biāo),如發(fā)現(xiàn)蓋有樹枝的車輛,很容易找出草叢中的人,甚至還可以顯示剛剛離開的目標(biāo)留下的熱輪廓,比微光觀瞄裝置觀察能力強(qiáng)。
正是由于熱成像裝置有以上優(yōu)勢(shì),近年來(lái)得到較快的發(fā)展。但是在近期內(nèi)熱成像裝置還不會(huì)完全取代像增強(qiáng)裝置,其原因主要是熱成像裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,價(jià)格較高,而且目前其分辨率還比不上微光裝置。相信隨著熱成像技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,其性能將會(huì)更加完善,價(jià)格也將會(huì)下降,應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。
典型熱成像觀瞄裝置
美國(guó)AN/PAS-7手持熱像觀察儀
AN/PAS-7是美國(guó)20世紀(jì)70年代初研制的手持式熱像觀察儀,于1976年裝備美軍,是世界上最先交付軍隊(duì)使用的熱像儀之一。它采用40元硒化鉛探測(cè)器和熱電致冷器,質(zhì)量偏大,觀察距離也較近。
主要諸元
工作波長(zhǎng) 3~5μm
視 場(chǎng) 水平12°,垂直6°
空間分辨率 2毫弧度
最小可分辨溫差 0.18℃
觀察距離 對(duì)人發(fā)現(xiàn)400m
識(shí)別200m
質(zhì) 量 5.44kg
英國(guó)EWI多用途熱像儀
這種多用途熱像儀是英國(guó)THORN EMI 電子公司于20世紀(jì)80年代研制的產(chǎn)品??捎糜谥鄙湮淦骱头刺箍酥茖?dǎo)武器的瞄準(zhǔn)、戰(zhàn)場(chǎng)觀察,或作為坦克火控系統(tǒng)的部件,也可機(jī)載或艦載使用。
該熱像儀使用英國(guó)國(guó)防部的Ⅰ級(jí)通用組件,探測(cè)器材料為碲鎘汞,致冷器為氣體節(jié)流式,顯示部件為紅色發(fā)光二極管光柵,能夠用目鏡直接觀察,也能夠在遠(yuǎn)距離間接觀察。其體積和質(zhì)量均較大。
主要諸元
放大倍率 2.6×或7×
視 場(chǎng) 水平12.9°,垂直7.9°
(倍率為2.6倍時(shí))
水平4.9°,垂直3.2°
(倍率為7倍時(shí))
調(diào)焦范圍 30m~∞
外形尺寸 500mm×250mm×200mm
質(zhì) 量 10.7kg(含電池和氣瓶)
工作波長(zhǎng) 8~13μm
最小可分辨溫差 0.3℃
電 源 10~30V電源,可用標(biāo)準(zhǔn)軍用電池
工作溫度 -35℃~70℃
貯存溫度 -46℃~85℃
間接觀察裝置
外形尺寸 460mm×250mm×200mm
附加質(zhì)量 1.3kg
法國(guó)SAGEM ALIS熱像儀
這是法國(guó)SAGEM公司生產(chǎn)的一種熱像儀,“ALIS\" 意為先進(jìn)的輕型紅外系統(tǒng)。適用于海、陸、空軍部隊(duì),生產(chǎn)數(shù)量已超過(guò)1 000套。
ALIS有兩種使用方式:可將信號(hào)輸出到CCIR標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)視器上顯示,主要用于坦克和裝甲車的火控系統(tǒng)和海軍的水面艦艇;可攜行或手持,用雙目觀察,主要供步兵、排指揮員、炮兵觀察員使用。
主要諸元
工作波長(zhǎng) 8~12μm
制 冷 器 整體式微型斯特林循環(huán)致冷器
到達(dá)低溫的時(shí)間 <3分鐘
分 劃 電子分劃
質(zhì) 量 2.8kg
最小可分辨溫差 <0.1℃
無(wú)故障工作時(shí)間 2 000小時(shí)
美國(guó)AN/PAS-19熱成像瞄準(zhǔn)鏡
AN/PAS-19是一種質(zhì)量輕的多用途熱成像瞄準(zhǔn)鏡,可用于各種單兵及班組武器,也可作通用觀察鏡。
AN/PAS-19為使用者提供搜索和瞄準(zhǔn)目標(biāo)的能力。它裝有2倍/4倍電子變焦裝置。此裝置也是記憶器,可儲(chǔ)存多種用電子學(xué)方法產(chǎn)生的分劃。瞄準(zhǔn)鏡與分劃可進(jìn)行軸線校正,因此瞄準(zhǔn)鏡可適配其他武器系統(tǒng)。
該瞄準(zhǔn)鏡用按鈕控制,由標(biāo)準(zhǔn)的一次性使用的軍用鋰電池供電??奢敵鲆曨l信號(hào)供遠(yuǎn)距離觀看,也可將圖像記錄在錄像帶上,供事后分析研究。
有2.5倍望遠(yuǎn)鏡頭和1倍/7倍雙視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡頭供選擇。
主要諸元
視 場(chǎng) 水平15.3°,垂直7.6°
電子變焦 2~4倍
工作波長(zhǎng) 3~5μm
冷 卻 熱電致冷
工作時(shí)間 10小時(shí)(使用內(nèi)裝電池)
外形尺寸 355mm×114mm×114mm
質(zhì) 量 <1.8kg
美國(guó)AN/PAS-13熱成像武器瞄準(zhǔn)鏡
AN/PAS-13是美國(guó)陸軍夜視和電子光學(xué)局開發(fā)、美國(guó)雷西昂公司生產(chǎn)的產(chǎn)品,名為熱成像武器瞄準(zhǔn)鏡(Thermal Weapon Sight),英文首字母縮寫為TWS。它是為單兵武器和班組武器設(shè)計(jì)的,適用于步槍、機(jī)槍等,1996年開始裝備美國(guó)陸軍。目前該瞄準(zhǔn)鏡正在逐步取代美國(guó)陸軍的AN/PVS-4和AN/TVS-5微光瞄準(zhǔn)鏡。它還被選作美國(guó)陸軍陸地勇士計(jì)劃(士兵系統(tǒng))的標(biāo)準(zhǔn)紅外瞄準(zhǔn)鏡。
TWS采用模塊式結(jié)構(gòu),有3種型號(hào):輕型、中型和重型。輕型包括電池在內(nèi)質(zhì)量1.72kg,是基本的型號(hào),除用于“毒刺”防空導(dǎo)彈的瞄準(zhǔn)外,還有多種其他用途。中型TWS 質(zhì)量2.04kg,可用于M16步槍、M60機(jī)槍等各種槍械,對(duì)人形目標(biāo)的觀察距離為1 100m。重型TWS質(zhì)量2.27kg,可用于12.7mm大口徑機(jī)槍、40mm自動(dòng)榴彈發(fā)射器、狙擊步槍等武器,對(duì)車輛目標(biāo)的觀察距離為 2 200m。3種型號(hào)的差別僅在于它們各自的光學(xué)組件不同。它的探測(cè)器等基本部件,還可以用于周邊監(jiān)視器、裝甲車火控系統(tǒng)、遙控飛行器的監(jiān)視器等。
TWS采用碲鎘汞探測(cè)器,工作波長(zhǎng)3~5μm,屬于需要致冷的光機(jī)掃描型熱成像儀。
TWS系統(tǒng)內(nèi)的熱電致冷器仿佛是一個(gè)縮小的金字塔,由6層結(jié)構(gòu)組成,自上至下,一層比一層大,較低一層在進(jìn)行自身冷卻的同時(shí)還要負(fù)責(zé)冷卻其上面的一層。
采用集成電路使得TWS的質(zhì)量大幅度減小。8個(gè)特制的大規(guī)模集成電路使其線路的總體積減小60%。由于所需電源不到12W,因此只用1節(jié)電池就可工作。
TWS系統(tǒng)的質(zhì)量和尺寸之所以能夠大幅度減小,還由于它采用了衍射光學(xué)透鏡。衍射光學(xué)透鏡與具有光滑連續(xù)表面的常規(guī)透鏡不同。衍射光透鏡上面有許多圓槽,它們是一些可以看得見的同心圓。正是這些槽的棱使各種波長(zhǎng)的光進(jìn)入透鏡時(shí)發(fā)生折射,聚集于一點(diǎn)。這一技術(shù)的應(yīng)用不僅降低了透鏡的成本,而且減輕了透鏡的質(zhì)量。衍射光學(xué)透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng)可以用塑料做外殼,透鏡定位精度要求不高,又進(jìn)一步降低了TWS系統(tǒng)的成本和質(zhì)量。
TWS的鏡體采用最新的PEEK(聚醚-酮醚)材料,這種材料不僅質(zhì)量輕,而且強(qiáng)度高,可以承受武器強(qiáng)烈的后坐沖擊力。
主要諸元
質(zhì) 量
基 本 型 1.72kg
中 型 2.04kg
重 型 2.27kg
視 場(chǎng)
基 本 型 水平30°,垂直18°
中 型 水平15°,垂直9°(寬視場(chǎng))
水平9°,垂直5.5°(窄視場(chǎng))
重 型 水平9°,垂直5.5°(寬視場(chǎng))
水平3°,垂直1.8°(窄視場(chǎng))
觀察距離
中型對(duì)人 1 100m
重型對(duì)車輛 2 200m
探 測(cè) 器 碲鎘汞
探測(cè)器工作溫度 -98℃
電 源 標(biāo)準(zhǔn)BA-5847干電池或可充電
BB-2847電池
電池使用時(shí)間 >10小時(shí)
(待續(xù))
(編輯/王曉濤)