Приціли нічного бачення

Приціли нічного бачення (ПНВ) – це один з класів оптико-електронних спостережних приладів, що забезпечують можливість отримання зображення місцевості в умовах недостатньої освітленості і повної темряви. Вони виконуються у вигляді монокулярів з кріпленням на зброю і використовуються для ведення прицільної стрільби, а так само прихованих спостережень в глибоких сутінках і вночі. Дані пристрої оснащуються оптичною системою з високою світлопропускною здатністю у видимому і ближньому інфрачервоному діапазоні, приймачами-перетворювачами випромінювання і пристроями відображають зображення. У них є підсвічуються прицільні знаки різних видів і кутових розмірів.

Оптична система

Оптична частина прицілів складається з об'єктива і окуляра. Основна вимога, що пред'являється до об'єктивам ПНВ – це висока світлосила. У чисельному вираженні її прийнято характеризувати діафрагмовим числом з ряду 1,0 – 1,4 – 2,0 – 2,4 – 2,8 і далі. Збільшення даного показника на один щабель призводить до зменшення світлосили приблизно в два рази. Кращими будуть вважатися прилади з меншими значеннями 1,4. Якщо світлосила дорівнює 2,4 і вище, то через пристрій в пасивному режимі буде видно гірше, ніж взагалі неозброєним оком. Багато виробники в гонитві за некваліфікованим покупцем для отримання високої кратності зображення – 3,5 х – 5,0 х застосовують об'єктиви зі збільшеним фокусною відстанню, в результаті чого йде втрата в світлосилі. Тому іноді виходить парадокс – в граничній темряві серед двох пристроїв одного покоління в прилад з меншою кратністю і більшою світлосилою буде видно значно краще і далі, ніж у высокократный приціл. Для ПНВ так само застосовують дзеркально-лінзові об'єктиви. Вони зменшують осьовий розмір моделі, але мають демаскирующий ефект і незначну світлосилу.
Конструкція окулярів практично ніякого значення на дальність роботи не має, але особливо сильно впливає на комфортність спостереження. Спрощена конструкція іноді значно спотворює форму об'єкта спостереження і знижує дозвіл по краях картинки. Як і у звичайних прицілів для безпечної стрільби, окуляр ПНВ повинен бути досить віддалений від очей людини (видалення вихідної зіниці - не менше 40 мм).
В основному застосовуються об'єктиви і окуляри, виготовлені з високоякісного оптичного скла, але для дешевих прицілів I-го покоління і деяких цивільних приладів використовують пластикові елементи.

Приймачі-перетворювачі

Для багатьох сучасних пристроїв нічного бачення в якості приймача-підсилювача застосовують електронно-оптичні перетворювачі (ЕОП), можуть також використовуватися цифрові приймачі, укомплектовані матрицею ПЗС. Якість ПНВ в основному визначається характеристиками перетворювачів. Сучасні електронно-оптичні перетворювачі випускаються в трьох поколіннях з деякими проміжними ступенями

ЕОП I та I+

Мають технологію, засновану на застосуванні фотоумножителей, встановлених між фотокатодом і окуляром. В I-покоління застосовуються скляні вакуумні колби. В результаті чого вдалося домогтися багаторазового посилення видимого спектра інфрачервоного випромінювання з коефіцієнтом - 120 – 900, чутливості фотокатода – 120 – 250 мА/лм і дозволу в центрі 25 – 35 штр/мм В I+ використовують волоконно-оптичні шайби, що дозволяє досягти більш чіткої картинки (підсилення світла до 1000, чутливості до 280 іа/лм, дозволу до 45 штр/мм). Практикується так само послідовна установка декількох подібних приймачів в одному корпусі – многокаскадные електронно-оптичні перетворювачі. ПНВ I-го покоління і I+ володіють базовими функціями, але мають досить скромні можливості. У них можна спостерігати на відстанях від 100 до 200 м. Основні їх недоліки – це підвищена чутливість до засветкам різного роду (яскраві промені ліхтарів, автомобільних фар, світяться вікон), розмитість зображення по периферії, необхідність використання потужної додаткової ІК підсвічування.

ЕОП II і II+

Засновані на микроканальной технології. У пристрої застосовується спеціальний підсилювач електронів – микроканальная пластина (МКП). Він дозволив позбутися від паразитної засвітки і отримати підсилення світла з коефіцієнтом - 25000 до 50000, чутливість фотокатода збільшилася до 240мА/лм (мінімальна), роздільна здатність в центрі – 32 – 35 штр/мм Ресурс роботи таких перетворювачів не менше 1000 – 3000 годин. Зустрічаються два типорозміру МПК – 25 мм і 18 мм Приймачі II+ відрізняються відсутністю розгінної камери, в результаті чого коефіцієнт підсилення світла падає до 25000 – 35000, а чутливість катода і дозвіл збільшуються - до 600 мА/лм і до 40-45 штр/мм, відповідно. Всі ПНВ з ЕОП II і II+ мають автоматичне регулювання яскравості, добре захищені від прямих та бокових засвіток, відтворюють прекрасне якісне зображення без спотворень по краях, чудово працюють при дуже низькому рівні освітлення (зоряне небо або зоряне небо в хмарах). Дані пристосування вже відносяться до класу професійної техніки для спостереження і допомагають добре розглянути мету на відстанях від 250 до 450 м. Вони використовуються в армійських підрозділах більшості західних країн. На практиці помічено, що приціли з ЕОП II+ практичніше для використання на відкритій місцевості, а з II більше підходять для нічної фото - і відеозйомки.

ЕОП III

Відрізняються від пристроїв II–покоління застосуванням в якості фотокатода пластини на основі арсеніду галію. Він зміщує пік чутливості перетворювача у велику інфрачервону область, за рахунок чого досягаються показники від 900 до 1600 мА/лм, роздільна здатність в центрі збільшується до 32 – 64 штр/мм, а ресурс до 10000 годин. Всі приціли нічного бачення з такими ЕОП можуть працювати в умовах досить низької освітленості. Вони видають чітку, насичену картинку з прекрасним контрастом і деталюванням. Допоможуть проводити спостереження на відстані 600 - 800 м. Єдиний їх недолік – це відсутність захисту від бічного засвічення. Їх не рекомендується застосовувати в населених пунктах.

Цифрові приціли нічного бачення

Окремою групою можна виділити прилади нового покоління з цифровими приймачами-перетворювачами на основі матриці ПЗЗ. Такі пристрої вміють коефіцієнт підсилення світла до 60000, не бояться засвіток і можуть працювати, як в нічний, так і денний час. Вони здатні витримувати велику віддачу при використанні зі зброєю великого калібру, мають можливість запису, зберігання та передачі зображення. Вартість ЦПНВ на порядок нижче, ніж у прицілів з ЕОП. Їх основними недоліками є необхідність використання великої кількості елементів живлення і більш потужних ІЧ-підсвічування.

Деякі особливості конструкції

 Практично всі приціли нічного бачення мають заповнення внутрішніх порожнин сухим азотом. Це дозволяє захистити всі оптичні елементи від запотівання при різкому перепаді оточуючих температур. Прилади, так само виготовляють повністю герметичними, для працездатності в умовах підвищеної вологості. Всі пристрої мають клас захищеності по IEC 60529 не нижче IPX6

 Вивірка ПНВ по дальності і напрямку проводиться за допомогою маховиків-барабанів зі спеціальною шкалою, макет якої виробляється в тисячних частках поділу дистанції

Практично у всіх пристроїв на оптичні елементи наноситься багатошарове покриття

Прицільні мітки можуть мати різні кутові розміри та вигляд. Вони проектуються у полі зору приладу або встановлюються в проміжному фокусі. Практично у всіх ПНВ є в наявності підсвічування прицільної сітки. У більш дорогих пристроях передбачено плавне регулювання яскравості підсвічених міток. У всіх приладах відсутня далекомірна шкала і тому дальність можна визначити за допомогою порівняльного аналізу розмірів окремих елементів, сітки з передбачуваними характеристиками об'єкта спостереження

 Для більш якісного спостереження в умовах близьких до повній темряві практично всі ПНВ забезпечені додатковою інфрачервоною підсвіткою. Режим спостереження без підсвічування прийнято називати пасивним, при її використанні активним. Ік-освітлювачі, використовувані в прицілах нічного бачення можуть виготовлятися на основі спеціальних ламп, світлодіодів і лазерів. Слід обов'язково враховувати, що лазерна підсвічування дуже небезпечна для зору, тому заборонена у ряді європейських країн для цивільного використання. Сьогодні найбезпечнішими і досить ефективними прийнято вважати освітлювачі з використанням іч-світлодіодів потужністю від 3 до 12 мВт. Вони забезпечують відносно рівномірне поле світіння.

 Матеріали для корпусів ПНВ використовуються різних видів, починаючи від вуглецевого волокна, армованого ABS пластика і закінчуючи металокерамікою або авіаційним алюмінієм. Їх конструкція повинна бути вологостійкою, міцною - витримувати осьові ударні навантаження до 0,5 кг, з невеликими габаритними розмірами і вагою, щоб не чинити негативного впливу на якість стрільби і балансування зброї

 Кріплення пристроїв до зброї в основному проводиться за допомогою вбудованих кронштейнів під планку типу Weaver/Picatinny

При виборі прицілів даного виду, насамперед, необхідно враховувати наступні нюанси

• Визначитися які завдання вам необхідно вирішувати при використанні приладу
• Яке покоління зможе реалізувати бажану дальність спостереження, чіткість переданого зображення і рівень яскравості зображення
• Оцінити експлуатаційні якості – міцність і довговічність, габаритні розміри, оптичні показники (кратність збільшення, поле зору, світлосилу, фокусування)
• Перевірити можливість поєднання пристроїв з наявним зброєю (можливість правильного кріплення, ударостійкість, ергономіка)
• Якщо є можливість, то обов'язково протестувати виріб в реальних умовах