ПНО — прибор ночного видения¶
ПНО (прибор ночного видения) — оптико-электронное устройство, усиливающее имеющееся естественное излучение (солнечный лунный свет, звёздное свечение, свечение атмосферы) или искусственную инфракрасную подсветку до уровня, обеспечивающего наблюдение в условиях недостаточной освещённости и полной темноте. ПНО широко применяется в военном деле, охоте, охране, туризме и научных исследованиях.
¶Принцип работы
Основу большинства ПНО составляет фотоэлектронный усилитель (ФЭУ), также называемый электронно-оптическим преобразователем (ЭОП). Принцип действия:
- Оптическая система собирает слабое излучение и направляет его на фотокатод.
- Фотокатод преобразует фотоны в электроны.
- Электроны ускоряются электрическим полем и попадают на микроэлектронную сетку (микроканальную пластину), где происходит их многократное усиление.
- Ускоренные электроны бомбардируют люминофор экрана, который светится зелёным (или белым) светом, создаваемое изображение наблюдается через окуляр.
В зависимости от источника излучения различают ПНО первого поколения (работают на пассивном приёме естественного света), второго поколения (оснащены микроканальной пластиной, усиливающей поток электронов) и третьего поколения (используют фотокатоды на основе арсенида галлия, обеспечивающие повышенную чувствительность). Отдельную категорию составляют цифровые ПНО, в которых вместо аналогового ЭОП применяется матрица КМОП или ПЗС, а изображение выводится на миниатюрный ЖК-дисплей.
¶Классификация
ПНО подразделяются по нескольким признакам:
- По способу наблюдения — монокулярные (одноглазные), бинокулярные (двуокулярные), стереоскопические, панорамные.
- По назначению — индивидуальные (шлемовые, очковые, перископные), групповые (для нескольких наблюдателей), прицельные (устанавливаются на оружие), встроенные в приборы наблюдения и оптику.
- По поколению — I, II, III, а также цифровые.
- По типу подсветки — пассивные (только приём внешнего излучения) и активные (оснащены инфракрасным осветителем, работающим в невидимом для человеческого глаза диапазоне).
¶Основные характеристики
Ключевые параметры ПНО:
| Характеристика | Описание |
|---|---|
| Чувствительность фотокатода | Способность преобразовывать слабый световой поток в электрический сигнал, измеряется в мкА/лм |
| Разрешающая способность | Число пар линий на миллиметр экрана, определяет чёткость изображения |
| Светосила объектива | Отношение диаметра объектива к фокусному расстоянию, влияет на количество собираемого света |
| Поле зрения | Угол обзора, обычно 30–50° |
| Дальность обнаружения | Максимальная дистанция, на которой различим объект заданных размеров |
| Время автономной работы | Определяется типом и ёмкостью источника питания |
Дальность обнаружения сильно зависит от фазы Луны, облачности, наличия засветки от населённых пунктов и состояния атмосферы. В ясную ночь с молодой Луной пассивные ПНО обеспечивают обнаружение человека на расстоянии до 300–400 м, а в безлунную ночь этот показатель снижается до 50–100 м. Активные ПНО с инфракрасной подсветкой позволяют увеличить дальность, но делают носителя уязвимым для других ПНО.
¶История
Идея усиления слабого излучения возникла в начале XX века. Первые работы по фотоумножителям в СССР и Германии относятся к 1930-м годам. Систематические исследования в области ночного видения начались незадолго до Второй мировой войны.
В СССР разработкой ПНО активно занимались в 1940-е годы. К концу войны в РККА появились первые образцы — например, снайперский винтовочный прицел ПНВ-1, созданный под руководством В. К. Толмачёва. Серийное производство ПНО развёрнулось в 1950-е годы.
В США и Западной Европе массовое применение ПНО началось во время Корейской войны, а расцвет пришёлся на 1960–1970-е годы, когда во Вьетнаме активно использовались шлемовые ПНО AN/PVS-2 «Starlight Scope». В СССР ПНО состояли на вооружении сухопутных войск, ВВС и ВМФ, выпускались шлемовые приборы (ТПН-1, ТПН-3, ТПН-4), прицельные приспособления для танков и вертолётов.
После распада СССР российские предприятия (Новосибирский приборостроительный завод «Катод», «АСФОТ», «Ломо» и другие) продолжили производство и модернизацию ПНО. В 2000-е годы в России разработаны цифровые приборы, а также системы ночного видения третьего поколения.
¶Применение
- Военное дело — основная область применения: ночные прицелы, шлемовые приборы для пилотов и десантников, приборы наблюдения на бронетехнике и кораблях.
- Охота — ПНО и ночные прицелы позволяют вести наблюдение и охоту на животных в тёмное время суток, что особенно актуально для охоты на хищников и вредителей.
- Охрана и правоохранительные органы — патрулирование периметров, наблюдение за объектами.
- Туризм и спелеология — перемещение в темноте, ночные походы.
- Наука и техника — астрономия, биология (наблюдение за ночными животными), поиск людей на местности.
¶Ограничения
ПНО не даёт цветного изображения (традиционные аналоговые приборы выводят монохромную картинку, обычно зелёного цвета). При резком перепаде освещённости (вспышка фары, залп) возможен временный «пересвет» экрана. Пассивные ПНО чувствительны к дыму, туману и осадкам. Активные ПНО с ИК-подсветкой обнаруживаются любым другим ПНО, что ограничивает их применение в условиях встречного применения ночных приборов противником.
¶Источники
- Энциклопедия «Военная энциклопедия» С. Б. Иванова, 2003
- Журнал «Вооружение и экономика», публикации по приборостроению
- Справочник «Оптико-электронные приборы», под редакцией А. И. Апанасенко
- Материалы ГОСТ Р и отраслевые стандарты на приборы ночного видения