Noktowizory taktyczne pozostają istotnym elementem wyposażenia naziemnych jednostek desantowych prowadzących operacje ofensywne i misje rozpoznawcze.
Podejmowane są znaczące wysiłki w celu poprawy skuteczności walki nocnej przez Departament Obrony USA, który bada kilka nowych koncepcji, które mogą nie tylko oferować nowe urządzenia noktowizyjne o optymalnej wydajności, ale także integrować nowe możliwości z modelami podstawowymi w celu zwiększenia poziom świadomości sytuacyjnej pojedynczego żołnierza i małego oddziału.
Trzymaj się nocy
Według Darella Hecklera, szefa sektora noktowizorów w Harris Corporation Communications Systems, branża ma wiele krytycznych wymagań, aby wspierać programy amerykańskie i inne międzynarodowe.
Przedstawiciel Harris Corporation wyjaśnił, że rynek systemów optoelektronicznych / podczerwieni (OE / IR) jest dziś w stanie zapewnić więcej niż tylko małe działy. Noktowizory są teraz w stanie zwiększyć świadomość sytuacyjną zespołów bojowych i rozpoznawczych poprzez integrację rzeczywistości rozszerzonej, rzeczywistości wirtualnej i uczenia maszynowego.
„Widzimy, że rynek noktowizyjny staje się czymś więcej niż tylko rynkiem wizualnej świadomości sytuacyjnej, jak to miało miejsce w przeszłości. Wcześniej noktowizor po prostu pozwalał naszemu użytkownikowi widzieć w okresach ograniczonej widoczności związanej z słabym oświetleniem. Dziś przyszłość będzie polegać na tej technologii, a jednocześnie da użytkownikowi dodatkowe możliwości.”
Przypominając zmieniające się wymagania operacyjne sił zbrojnych wielu krajów, Heckler dodał: „Systemy, które obejmują technologię fuzji czujników [OE / IR], możliwość wysyłania i odbierania ważnych informacji za pośrednictwem ich systemów wizualnych (dzień i noc), systemy, które umożliwiają aby użytkownik stał się czujnikiem, wszystko to stanie się najważniejsze w przyszłości.”
Rozwiązania zintegrowane
Do podobnych potrzeb odpowiada Dowództwo Operacji Specjalnych i armia amerykańska, które już rozpoczęły badania nad specjalistycznymi koncepcjami, aby zobaczyć, jak te pilne potrzeby operacyjne można uprościć w perspektywie krótko- i średnioterminowej.
Istnieje wiele prac teoretycznych i praktycznych z zakresu technologii noktowizyjnych. Jednym z przykładów są warsztaty branżowe, które odbyły się w listopadzie ubiegłego roku w Laboratorium Fizyki Stosowanej w Baltimore, które dotyczyły integracji wyświetlaczy rzeczywistości rozszerzonej i wirtualnej z wyświetlaczami HUD noktowizyjnymi typu head-up (wyświetlacze head-up) oraz oprogramowaniem rzeczywistości rozszerzonej. poprawić właściwości optyczne” istniejących urządzeń.
Na tym seminarium, organizowanym przez Departament Technologii Szybkiego Reagowania, który jest częścią Departamentu Obrony USA, omówiono rozwój w zakresie fuzji danych z różnych czujników i ich późniejszego przetwarzania, a także problemy wyznaczania celów, m.in. przywództwo wojskowe USA opracowuje strategiczne plany powszechnego wprowadzania zaawansowanych technologii i urządzeń do noktowizora wojskowego.
Równolegle armia amerykańska pracuje nad swoim zintegrowanym systemem wspomagania wizualnego (IVAS), który otacza myśliwiec cyfrowymi danymi taktycznymi, aby zapewnić jednostkom naziemnym „zwiększoną śmiertelność, mobilność i świadomość sytuacyjną, aby osiągnąć przewagę nad obecnymi i przyszłymi przeciwnikami”.
Koncepcja IVAS, mająca na celu rozwinięcie możliwości istniejących montowanych na hełmie wyświetlaczy optotermicznych, w tym modeli PVS-5, -7, -14 i -31, PSQ-40 ENVG III oraz prototypu lornetki ENVG-B, jest miał również na celu stworzenie ultrakompaktowych modułów do obrazowania termicznego i słabego oświetlenia ze standardowymi interfejsami. Można je podłączyć do ogólnej architektury elektronicznej żołnierza i oddziału, zintegrować z wyświetlaczami projekcyjnymi, programem aktualizacji żołnierza Nett Warrior 3.0, algorytmami i oprogramowaniem rzeczywistości rozszerzonej, interfejsami uczenia maszynowego i wskaźnikami skuteczności ogniowej oddziału.
Te nowe technologie zostaną wykorzystane do zapewnienia „planowania opartego na regułach i podejmowania decyzji, rozpoznawania wzorców ilościowych, wykrywania i identyfikacji zmian” – przemawiał podczas wydarzenia rzecznik armii.
Rzecznik US Army nie był w stanie podać dalszych szczegółów dotyczących tej działalności. Jednakże. Źródła branżowe związane z programem potwierdziły, że Biuro Noktowizorów i Czujników Elektronicznych (jedna ze struktur wojskowych) kontynuuje badania „opracowania i standaryzacji modułów czujników o agresywnych wymiarach, wadze i poborze mocy do nagłownych i noszonych opcje w celu zwiększenia możliwości przyszłego żołnierza.”…
Oczekuje się, że prace rozwojowe obejmą opracowanie niechłodzonych urządzeń na podczerwień bliskiej [długofalowej] oraz połączonych czujników cyfrowych o słabym świetle i dalekiej podczerwieni w celu uzupełnienia istniejących rozwiązań OE/IR, jak wspomniano powyżej. W projekcie weźmie udział około 40 graczy, w tym BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies i SA Fotonika.
W listopadzie firma Microsoft Corporation otrzymała od Departamentu Obrony kontrakt o wartości 479 milionów dolarów na wsparcie programu IVAS. Zgodnie z oficjalnym oświadczeniem na stronie Federal Business Opportunities, firma otrzymała zadanie dostarczenia sprzętu, oprogramowania i interfejsów do obsługi programu IVAS w ciągu dwóch lat; planowana jest wstępna partia ponad 2500 prototypów w celu zademonstrowania technologii.
Ani armia, ani Microsoft nie byli w stanie ujawnić szczegółów kontraktu, chociaż przedstawiciele branży powiedzieli, że ten ostatni planuje zintegrować wyświetlacz przezierny HoloLens z koncepcją IVAS w celu zbadania dalszych ścieżek rozwoju.
Według dokumentacji firmy Microsoft technologia HoloLens łączy rzeczywistość wirtualną i rzeczywiste środowiska w mieszaną „rzeczywistość mieszaną”. Podsystemami zintegrowanymi z tym urządzeniem można sterować za pomocą „głosu, poleceń fizycznych i kierunku spojrzenia”.
Według Heckler, Harris Corporation nadal bada nowe technologie dla systemu IVAS zgodnie z własną mapą drogową dla urządzeń noktowizyjnych, aby poprawić wsparcie dla myśliwców nowej generacji. Szczególny nacisk kładziemy na „jak najszybsze” wdrożenie i integrację nowej technologii z istniejącymi urządzeniami.
„Systemy OE/IR z interfejsem sieciowym i/lub rozszerzoną rzeczywistością będą miały ogromny wpływ na klientów poszukujących lepszej świadomości sytuacyjnej na polu bitwy” – powiedział Heckler.
Na rynku noktowizorów lornetki zaczynają dominować nad monokularami
Szybki rozwój
Biorąc jednak pod uwagę, że wstępne dostawy prototypów z technologią IVAS i ich ocena przez armię amerykańską nie są spodziewane w ciągu najbliższych co najmniej dwóch lat, wielu producentów na rynku urządzeń OE/IR nadal koncentruje się na szybszych aktualizacjach istniejącego sprzętu.
Opisując obecny stan rynku noktowizyjnego i rozwiązań krótkoterminowych, Heckler powiedział: „To najlepszy czas dla globalnej branży noktowizyjnej. Widzimy duże zapotrzebowanie na noktowizor i praktycznie na całym świecie obserwujemy przejście na technologię białego luminoforu. Wydaje się, że przejście z monokularu na lornetkę również nabiera tempa, a wszyscy nasi klienci chcą lepszej wydajności. Wierzymy, że zapotrzebowanie na systemy o wyższej wydajności oraz przejście na systemy z białym luminoforem i lornetką będzie trwało przez następne kilka lat.”
Rosnące zainteresowanie lornetkami noktowizyjnymi z białym luminoforem potwierdza najnowsze wymagania Korpusu Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych, który w listopadzie 2018 r. wydał projekt RFP dla swoich Squad Binocular Night Vision Goggle (SBNVG).
Według oficjalnych dokumentów opublikowanych również na stronie Federal Business Opportunities, ILC poszukuje modułowej lornetki z luminoforem białym ze wzmocnieniem obrazu i zintegrowanym niechłodzonym czujnikiem termowizyjnym, a także zewnętrznym zasilaczem i odpowiednim mocowaniem na hełm.
Wymagania przewidują parę 18-milimetrowych przetworników obrazu, które można zmontować w konfiguracji modułowej, tak aby użytkownicy, którzy wolą patrzeć jednym okiem, mogli w razie potrzeby przekształcić urządzenie w monokular. Ponadto proponowane technologie powinny zapewniać, poza pracą z własnej baterii, połączenie poprzez złącze zewnętrzne z baterią.
Wreszcie, całkowita waga wybranego urządzenia SBNVG - łącznie z czujnikami, wzmacniaczem obrazu i czujnikiem termowizyjnym, zewnętrznym pakietem baterii, kablami, obiektywami i etui na lampy - powinna wynosić mniej niż 1,2 kg. Zapytanie ofertowe stanowi jednak, że „masa systemu nie obejmuje wsporników mocujących przymocowanych do kasku, który ma interfejs z urządzeniem pozycjonującym, ani żadnego innego interfejsu mocującego przymocowanego na stałe do kasku”.
Wymóg SBNVG jest postrzegany jako pośrednia szansa dla USMC, które do 2021 r. planuje również otrzymać 3100 gogli noktowizyjnych ENVG-B od L3 Technologies.
Urządzenie ENVG-B zostało już wybrane przez amerykańskie siły lądowe, w latach 2019-2021 zakupionych zostanie ponad 10 tys. systemów dla różnych konstrukcji wojskowych, początkowo w wersji jednookularowej, a później w konfiguracjach lornetkowych.
W czerwcu 2018 roku, w ramach trzyletniego kontraktu, armia przyznała firmie L3 Technologies kontrakt o wartości 391 milionów dolarów na dostawę gogli noktowizyjnych ENVG-B. „Biały luminofor i rozwiązanie z dwiema rurkami pozwalają użytkownikom dotrzymać kroku niemal równym konkurentom, zwiększając zwinność i poprawiając celowanie na polu bitwy” – powiedział dyrektor firmy.
Urządzenie ENVG-B, które jest również uważane za potencjalnego kandydata do koncepcji IVAS, jest w stanie zintegrować oddzielny kanał IR, który można połączyć z kanałem poprawy jasności obrazu w celu zwiększenia prawdopodobieństwa wykrycia celu. Dodatkowe wymagania obejmują łączność z urządzeniami sieciowymi, takimi jak radiotelefony programowalne i smartfony/tablety użytkowników końcowych, które są częścią programu aktualizacji Nett Warrior Soldier.
„Ta technologia poprawia zdolność operatora do lokalizowania i przechwytywania zagrożeń oraz oceny obrazów ogólnego środowiska operacyjnego” - powiedział rzecznik L3 Technologies.„ENVG-B zawiera również nowy wyświetlacz o wysokiej rozdzielczości i wbudowaną sieć bezprzewodową, szybkie namierzanie celu i algorytmy rzeczywistości rozszerzonej do interakcji z zaawansowanymi systemami żołnierza, jednocześnie poprawiając interoperacyjność i rozszerzając zakres”.
Ponadto firma L3 Technologies oferuje kolejne urządzenie w postaci montowanych na hełm panoramicznych gogli noktowizyjnych GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Firma potwierdziła jednak, że okulary GPNVG nie są jeszcze planowane do modernizacji w ramach programu IVAS.
Według firmy, GPNVG zapewniają pole widzenia 97°, co pozwala na „nadzór i/lub identyfikację celu w warunkach słabego oświetlenia, gdzie wymagana jest zwiększona wytrzymałość i odporność na wstrząsy”.
Wyrównanie kanałów
Tymczasem Harris Corporation oferuje swoje gogle noktowizyjne i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) w konfiguracjach jednookularowych i dwuokularowych. Łączą obrazy z dwóch kanałów, słabego oświetlenia i podczerwieni.
Dzięki rozwojowi technologii rozszerzonej rzeczywistości, półprzezroczysty wyświetlacz urządzenia TM-NVG wyświetla współrzędne GPS, elementy topograficzne, wiadomości tekstowe i informacje o celu. Inne możliwości umożliwiają użytkownikowi przeglądanie obrazów bezpośrednio z czujników zdalnego nadzoru i akwizycji danych, w tym obrazów ze specjalnych samolotów rozpoznawczych i dronów.
Urządzenie TM-NVG ma pole widzenia 33 °, rozdzielczość długofalowego czujnika podczerwieni 320x240, rozdzielczość wideo 640x480 z częstotliwością do 10 klatek na sekundę. TM-NVG posiada również złącze USB 2.0 i jest zasilany czterema bateriami AA, co pozwala na nieprzerwaną pracę urządzenia przez 7,5 godziny.
W październiku 2018 r. Harris Corporation i L3 Technologies ogłosiły fuzję, chociaż przedstawiciele firmy nie mogli nic powiedzieć o planach nowej firmy Harris L3 Technologies dotyczących opracowania noktowizorów.
Rynek noktowizorów nadal przechodzi od zielonych wyświetlaczy z luminoforem do białych wyświetlaczy fosforowych
Praca z zerową widocznością
Oprócz Stanów Zjednoczonych rośnie zapotrzebowanie na technologię CMOS (complementary metaloxid semiconductor), która znacząco poprawia jakość pracy w warunkach słabego i zerowego oświetlenia. Kilka firm prezentuje obecnie zaawansowane rozwiązania siłom zbrojnym wielu krajów.
Na targach Africa Aerospace and Defence w Republice Południowej Afryki we wrześniu 2018 r. Photonis zaprezentował najnowszy z rodziny aparatów cyfrowych Nocturn, zaprojektowanych z myślą o zaspokojeniu potrzeb wojska w zakresie urządzeń montowanych na hełmie i lunet celowniczych z dwukanałową fuzją…
Po raz pierwszy zaprezentowany publicznie na Eurosatory 2018, EBCMOS jest oparty na aparacie cyfrowym Nocturn CMOS firmy Photonis i charakteryzuje się mniejszą obudową i wyższą rozdzielczością obrazu niż inne noktowizory.
„Najbardziej wymagające aplikacje do obrazowania w ekstremalnych warunkach przy słabym oświetleniu wymagają zaawansowanych rozwiązań cyfrowych” - wyjaśnił rzecznik prasowy Photonis. - EBCMOS to przetwornik elektrooptyczny, w którym płytki mikrokanałowe i ekran fosforowy zostały zastąpione specjalnym fotodetektorem CMOS. Urządzenie EBCMOS, obecnie dostępne w dwóch rozdzielczościach 2 i 4 megapikseli, zapewnia użytkownikom wyższą rozdzielczość i bardziej kontrastowe obrazy.”
Inny gracz na rynku CMOS, Rochester Precision Optics, oferuje wojsku swoje urządzenie do nocnej obserwacji CMOS (CNOD). Wśród nabywców tego urządzenia są amerykańskie Dowództwo Operacji Specjalnych i Administracja ds. Walki z Narkotykami.
Rzecznik firmy powiedział, że technologia CMOS pozwala na dokładniejsze i wyraźniejsze obrazy dla użytkowników działających w trudnych warunkach bojowych, w tym na obszarach zaludnionych i w walce wręcz.
Według rzecznika Rochester Precision Optics, CNOD jest dostępny w różnych konfiguracjach, w tym model RSM dla organów ścigania, model LD dla klientów wojskowych oraz model DR dla operacji dalekiego zasięgu.„CNOD ma wysokiej rozdzielczości, w pełni cyfrową optykę dzień/noc, zoptymalizowaną do pracy jako monokular do obserwacji, samodzielny celownik do broni lub montowany celownik drugorzędowy”.
System, działający w zakresie 500-1800 nm, jest w stanie wykryć własne i cudze wskaźniki laserowe i dalmierze - funkcja przydatna i pożądana przez siły zbrojne działające w coraz gęstszej przestrzeni bojowej, gdzie eliminuje się sytuacje konfliktowe między stronami pozostają podstawowym zadaniem.
Urządzenie CNOD waży 520 gramów i jest zasilane bateriami CR123, posiada 6-krotny zoom cyfrowy, a także funkcję przesyłania zdjęć i filmów w wysokiej rozdzielczości do innych walczących.
Osiągnięcie sukcesu
Absolute Darkness to Vision (AD2V) opracowuje również podręczne, mocowane na hełmie i broń urządzenia oparte na technologii CMOS i dostarcza je niemieckiemu Ministerstwu Obrony.
W porównaniu do alternatywnych gogli noktowizyjnych dostępnych obecnie na rynku, cyfrowy system noktowizyjny AD2V Luxiter PM1 jest mniejszy. Według Wilhelma Gronauera z Griffity Defense (europejskiego dystrybutora AD2V), urządzenie cyfrowe Luxiter PM1 jest w stanie „nagrywać i eksportować strumieniowe wideo generowane przez własną matrycę, importować dane ze źródeł zewnętrznych oraz kontrolować polecenia z urządzeń i wysyłać wiadomości tekstowe."
Ważący mniej niż 300 gramów Luxiter PM1 ma rozdzielczość 795x596 pikseli i zmienne pole widzenia w zakresie od 19° do 56°. Urządzenie zostało jednak zaprojektowane na stosunkowo krótkie odległości; Gronauer potwierdził, że urządzenie zapewnia wykrywanie i identyfikację obiektów z maksymalnego zasięgu 100 metrów.
Ponadto Gronauer wyjaśnił, że czujnik CMOS minimalizuje wszelkie negatywne efekty optyczne w polu widzenia operatora podczas strzelania w ciasnych przestrzeniach, i dodał, że Luxiter PM1 jest wyposażony w oświetlacz podczerwieni do pracy przy słabym oświetleniu.
„Cyfrowe czarno-białe ekrany umożliwiają lepsze rozpoznawanie obiektów i szybsze podejmowanie decyzji, a natychmiastowe przejścia z ciemności do światła iz powrotem są kompensowane przez urządzenie i nie mają wpływu na użytkownika”.
Urządzenie można również rozbudować o zewnętrzną kamerę Luxiter EC-2H, aby zapewnić użytkownikom dodatkową korzyść w postaci strumieniowego przesyłania danych przez programowalny interfejs radiowy.
Pozostają niewielkie wątpliwości, czy noktowizor pozostanie kluczowym wymogiem dla sił lądowych w obecnych i przyszłych scenariuszach operacyjnych. Jednak potencjał takiej technologii, zintegrowany z różnymi systemami świadomości sytuacyjnej, może stanowić istotny impuls do rozwoju rozwiązań nowej generacji.
Jednak, jak wyjaśnił jeden z ekspertów branżowych, wdrażanie tego typu technologii musi być ściśle monitorowane, ze szczególnym naciskiem na minimalizację obciążenia poznawczego operatorów w już złożonym środowisku operacyjnym.
