3. Приборы ночного видения и их назначение

Приборы ночного видения устанавливаются на боевых, базовых и вспомогательных машинах бронетанкового вооружения и техники на рабочих местах командиров, наводчиков и механиков-водителей машин.

Приборы ночного видения командиров предназначены для наблюдения за местностью, поиска и обнаружения целей и для осуществления командирского управления при действиях машин в ночных условиях.

Ночные прицелы предназначены для наблюдения за местностью, поиска и обнаружения целей, прицеливания и ведения огня из оружия машин при действиях ночью.

Приборы ночного видения механиков-водителей предназначены для наблюдения за местностью (дорогой) при вождении машин ночью.

К приборам ночного видения относятся также комбинированные приборы, основу которых составляют приборы ночного видения со встроенными оптическими системами для наблюдения в дневное время.

Эффективное использование приборов (прицелов) ночного видения обеспечивается твердым знанием экипажем принципа их действия, устройства и строгим соблюдением правил эксплуатации, Приборы подразделяются на активные и пассивные.

3.1. Принцип действия

Принцип действия активного прибора ночного видения заключается в следующем: объект наблюдения освещают невидимыми инфракрасными лучами, отраженные от объекта лучи попадают в объектив прибора, который формирует невидимое изображение на фотокатоде электронно-оптического преобразователя (ЭОП), ЭОП преобразует невидимое изображение в видимое, изображение объекта наблюдения на экране рассматривают через окуляр прибора. Принцип действия пассивных приборов ночного видения отличается тем, что объект наблюдения освещается за счет естественной ночной освещенности видимого света, а яркость изображения объекта усиливается электронно-оптическим усилителем (ЭОУ).

3.2. Основы устройства и работы

В комплект активного прибора ночного видения входят инфракрасный осветитель, прибор наблюдения и источник питания.

Инфракрасный осветитель 14 (рис. 16) предназначен для облучения объектов наблюдения инфракрасными лучами. Основными элементами осветителя являются: лампа накаливания, отражатель и инфракрасный фильтр.

Прибор 9 наблюдения предназначен для приема отраженных от объекта наблюдения инфракрасных лучей и преобразования их в видимое изображение объекта.

Рис. 16. Принципиальная схема прибора ночного видения:

1 — объект наблюдения; 2 — объектив; 3 — фотокатод; 4 — электронно-оптический преобразователь; 5 — диафрагма; 6 — анодный цилиндр; 7 — экран; 8 — окуляр; 9 — прибор наблюдения; 10 — блок питания; Л — лампа накаливания; 12 — отражатель; 13 — инфракрасный фильтр; 14 — инфракрасный осветитель

объектив 2, электронно-оптический преобразователь 4 и окуляр 8.

Объектив предназначен для приема инфракрасных лучей и формирования изображения объекта в этих лучах.

Электронно-оптический преобразователь — главный элемент прибора наблюдения. С помощью ЭОП невидимое инфракрасное изображение преобразуется сначала в электронное, а затем в видимое изображение.

ЭОП представляет собой стеклянную колбу, из которой удален воздух. Внутри колбы имеются фотокатод и анод. Анод состоит из диафрагмы, анодного цилиндра и экрана.

Окуляр предназначен для наблюдения изображения на экране ЭОП.

Источники питания предназначены для обеспечения электрической энергией инфракрасного осветителя и ЭОП прибора наблюдения. Источником питания для осветителя является бортовая сеть машины. Источник питания ЭОП—высоковольтный блок питания, который преобразует постоянное низкое напряжение бортовой сети в постоянное высокое напряжение, необходимое для работы преобразователя.

В качестве источника света в осветителях применяют лампы 11 накаливания. Лампа 11 при прохождении по ее нити накала электрического тока излучает видимые и инфракрасные лучи.

Так как отражатель 12 осветителя представляет собой параболическое зеркало, а нить накала лампы расположена в его фокусе, отражатель формирует направленный поток видимых и инфракрасных лучей.

На пути лучистого потока в осветителе установлен инфракрасный фильтр 13, который поглощает (задерживает) видимые и пропускает инфракрасные лучи. Инфракрасный фильтр представляет собой или стеклянный диск из бесцветного стекла, на поверхности которого нанесена специальная окрашенная пленка, или стекло, окрашенное в массе.

Осветитель 14, направленный на объект наблюдения, облучает его инфракрасными лучами. Обладая теми же физическими свойствами, что и лучи видимого света (прямолинейное распространение, поглощение, преломление, отражение и т. п.), инфракрасные лучи вместе с тем невидимы для человеческого глаза.

Часть инфракрасного излучения поглощается поверхностью объекта наблюдения, а часть отражается от нее и поступает в объектив 2 прибора.

Объектив в соответствии с законами оптики формирует в своей фокальной плоскости действительное, уменьшенное и перевернутое инфракрасное изображение объекта. Фокальная плоскость объектива в приборе совмещена с плоскостью фотокатода ЭОП. Поэтому объектив проецирует на фотокатод четкое инфракрасное изображение объекта наблюдения.

Фотокатод 3 представляет собой полупрозрачную токопроводящую пленку специального состава, нанесенную на внутреннюю поверхность передней-стенки стеклянной колбы ЭОП.

Из каждой точки фотокатода под действием энергии инфракрасных лучей в результате внешнего фотоэффекта испускается поток электронов. Плотность потока электронов, выходящих из данной точки фотокатода, соответствует плотности инфракрасных лучей, направленных объективом в эту точку фотокатода.

Так как в инфракрасном изображении в различных его точках сконцентрировано различное количество инфракрасных лучей, плотность выхода электронов из различных точек фотокатода будет различной. Вследствие этого над поверхностью фотокатода образуется электронное изображение—точная копия инфракрасного изображения объекта наблюдения.

К ЭОП с помощью соответствующих вводов подключен высоковольтный блок 10 питания. При включении блока питания между фотокатодом (—) и анодом (+) за счет приложенного высокого напряжения образуется электростатическое поле, форма которого обусловлена конструкцией преобразователя. Это поле обладает свойством переносить электронное изображение с фотокатода в плоскость экрана, придавая каждому электрону запас кинетической энергии.

Из электронов, покинувших каждую точку фотокатода, под действием электростатического поля формируются сконцентрированные потоки электронов (электронные лучи), направленные в сторону диафрагмы. Пройдя сквозь отверстие диафрагмы,

электронные лучи попадают на экран 7.

Так как каждая точка плоскости фотокатода имеет сопряженную точку в плоскости экрана, на экране образуется четкое, перевернутое по отношению к фотокатоду электронное изображение.

При наличии на фотокатоде инфракрасного изображения экран непрерывно бомбардируется потоками электронов, выходящих из фотокатода.

Экран 7—прозрачная пластинка, у которой на поверхность, обращенную к фотокатоду, нанесен слой люминофора, обладающий свойством излучать видимый свет при бомбардировке его электронами.

В плоскости экрана электронное изображение преобразуется в видимое, так как яркость свечения каждой точки люминофора соответствует плотности бомбардирующих ее электронов. Так ЭОП преобразует невидимое инфракрасное изображение объекта сначала в электронное, а затем в видимое,

Окуляр 5, расположенный на выходе прибора, позволяет видеть изображение на экране в увеличенном виде. Наблюдатель через окуляр видит одноцветное, с зеленоватым оттенком изображение объекта наблюдения.

Электрическая часть блока питания состоит из прерывателя, трансформатора и выпрямителя. Подводимое к блоку питания низкое постоянное напряжение бортовой сети с помощью прерывателя преобразуется в импульсное напряжение, которое трансформатором преобразуется в переменное высокое напряжение, а затем высоковольтным выпрямителем—в постоянное высокое напряжение и подводится к ЭОП прибора.