 |
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.
|
|
|
3.3. Конструктивные особенности танковых приборов ночного видения
Танковые приборы наблюдения (прицелы) выполнены, как правило, по перископической схеме.
У перископических приборов в оптическую схему включены верхние (головные) и нижние зеркала или призмы, определяющие перископичность прибора. Перископический прибор легко разместить в машине и обеспечить защиту его основных частей от внешних поражений, так как вне машины выступает лишь головная легкосъемная часть прибора.
Электрическая часть танковых приборов ночного видения (прицелов), их блоков питания и осветителей выполнена по однопроводной схеме. Минусовым проводом является корпус машины.
В качестве осветителей в комплекты приборов ночного видения командира входят инфракрасные осветители, а приборов ночного видения водителя — инфракрасные фары.
3.4. ПРИБОР НАБЛЮДЕНИЯ КОМАНДИРА МАШИНЫ
Прибор ТКН-3
Прибор ТКН-3 предназначен для наблюдения за местностью, целеуказания и корректирования огня, разведки целей и ориентировочного определения дальности до них. В комплект прибора ТКН-3 входят прибор наблюдения, осветитель, запасные части и принадлежности.
Прибор наблюдения ТКН-3 представляет собой бинокулярный комбинированный перископ, электронно-оптическая система которого обеспечивает возможность наблюдения в прибор как днем, так и ночью,
Прибор состоит из следующих основных частей: корпуса, головки,
оптической (дневной) и электронно-оптической (ночной) систем и блока питания, смонтированных внутри корпуса
Корпус снаружи в верхней части имеет вид срезанного цилиндра, на боковых стойках которого запрессованы фланцы, имеющие глухие отверстия, являющиеся посадочными местами для установки прибора в цапфах.
На задней стенке корпуса вверху закреплен замок 6, связывающий прибор с осветителем ОУ-ЗГК (ОУ-ЗГКМ). На передней стенке закреплен упор. На корпусе прибора установлены рукоятка диафрагмы и рукоятка шторки.
Диафрагма предназначена для ограничения количества света, поступающего в прибор, при большом уровне освещенности местности ночью, а также при проверках прибора в дневное время. Шторка предназначена для устранения действия встречных засветок от фар, ракет, пожаров.
На корпусе приборов около рукояток и имеются надписи ОТКР. и ЗАКР., показывающие положение диафрагмы и шторки. Кроме того, снаружи на корпусе находятся разъем, выключатель прибора, патрон осушки, налобник, рукоятки.
|
|
|
Окуляры с призмами установлены в специальных оправах, позволяющих изменять расстояние между их осями (установка окуляров по базе глаз). Кроме того, конструкция окуляров позволяет осуществлять их диоптрийную настройку. Окуляры прибора работают как в дневной, так и в ночной оптических системах. Переключение окуляров из одной системы в другую осуществляется зеркалом (расположенным внутри корпуса) с помощью рукоятки 9, расположенной на правой стороне корпуса прибора. Надписи Д (день) и Н (ночь) указывают положение рукоятки переключения зеркала.
Патрон осушки служит для поглощения влаги внутри прибора, что препятствует запотеванию внутренних стекол и механических деталей при изменении окружающей температуры.
В ЗИП прибора имеются два запасных осушительных патрона и ключ для их замены. Для удобства наблюдения на корпусе прибора укреплен налобник.
Рукоятки предназначены для наведения прибора командиром путем наклона прибора или поворота командирской башенки. В рукоятках размещены кнопки управления:
в левой рукоятке кнопка целеуказания (переброс башни);
в правой рукоятке кнопка удержания поля зрения прибора на цели во время вращения башни и кратковременного включения осветителя ОУ-ЗГК (ОУ-ЗГКМ),
Осветитель предназначен для освещения дороги, местности и объектов инфракрасным или видимым светом при наблюдении в прибор ТКН-3 ночью соответственно через ночную или дневную систему. Он представляет собой светооптическое устройство, основными частями которого являются отражатель, электрическая лампа накаливания типа НЖЗ-27Х110, фокусирующее устройство. инфракрасный светофильтр.
Осветитель включается переключателем, расположенным на блоке люка слева от прибора ТКН-3.
В ЗИП осветителя имеется бесцветное защитное стекло в оправе, которое устанавливается вместо инфракрасного фильтра в случае применения осветителя при работе в режиме видимого света. В нерабочее время осветитель закрывается защитной металлической крышкой.
|
|
|
