Прибор ночного видения незаменим на охоте. Он позволяет ориентироваться, выслеживать добычу и целиться при слабом свете луны и звезд. Возможность видеть в темноте - дополнительное преимущество, еще один шанс добыть желанный трофей.
Есть несколько вариантов конструкции: монокуляры, бинокли, окуляры и прицелы. Несмотря на различия, принцип действия неизменен - все приборы ночного видения преобразуют слабый, неразличимый свет в видимое изображение.
История создания
Приборы ночного видения появились в Германии, в середине Второй мировой войны. Первые устройства были громоздкими, действовали на расстоянии до 150 метров и было невозможно обойтись без подсветки инфракрасным прожектором. Они устанавливались на танках и помогали передвижению колонн. К концу войны появились более компактные устройства - мобильные ночные прицелы. Они работали на дистанциях до 100 метров и весили вместе с батареями для осветителя более 30 кг.
Сейчас ПНБ меньше размером и эффективнее. Они сложнее предшественников и используют различные технологии. В зависимости от типа, современные ПНВ могут:
- усиливать слабый свет освещенного луной и звездами объекта с помощью электронно-оптического преобразователя (ЭОП);
- использовать инфракрасную подсветку для наблюдения в полной темноте;
- воспринимать тепловое излучение и создавать видимую картинку разницы температур - работать как тепловизор;
- использовать полупроводниковую матрицу и передавать изображение на жидкокристаллический дисплей как сверхчувствительная видеокамера.
Технологии постоянно развиваются, но сейчас наиболее распространены приборы ночного видения на основе ЭОП. Они достаточно надежны, просты в эксплуатации и дают качественное изображение.
Устройство и принцип действия
Принцип работы обычного ПНО с электронно-оптическим преобразователем прост. Устройство усиливает яркость объекта в тысячи раз. Это может быть естественное освещение или ИК-подсветка, которая преобразуется в видимый спектр.
Прибор состоит из одного или двух объективов, окуляров и ЭОП, расположенного между ними. Именно электронно-оптический преобразователь позволяет видеть в темноте. Это "сердце" прибора ночного видения, его основа.
Как работает ЭОП
Если не вдаваться в технические детали, ЭОП - это вакуумный фотоэлектронный прибор - радиолампа, похожая на кинескоп старого телевизора, но более компактная. Он состоит из фотокатода, умножителя электронных потоков и анода, покрытого люминофором, на котором появляется изображение наблюдаемого объекта, как на рисунке.
Для работы требуется высоковольтный источник питания. Он преобразует низкое напряжение аккумулятора в необходимые прибору 4-5 тысяч вольт.
Из колбы ЭОП там, где находятся фотокатод и люминофор, откачивают воздух. Вакуум необходим, чтобы молекулы воздуха не мешали движению электронов. Вот как все это работает:
- Слабый свет попадает в объектив.
- Оптика направляет лучи на фотокатод. Под действием света появляются электроны чем ярче, тем больше.
- Высокое напряжение дает этим электронам дополнительную энергию - ускоряет их.
- Усиленный поток достигает катода, покрытого специальным веществом - люминофором. Люминофор светится от этого, а яркость пропорциональна количеству и энергии электронов.
- В результате на экране получается многократно усиленное изображение объекта, попавшего в объектив.
Цвет картинки - зеленый. Это связано с технологией изготовления люминофора, его свойствами и составом. Кроме того, зеленый неплохо воспринимается глазом, меньше утомляет. Кстати, в более новых приборах последних поколений изображение черно-белое, высшей детализации.
Поколения ЭОП
В зависимости от ЭОП, специалисты делят приборы ночного видения на поколения. Это условная классификация, связанная с развитием технологий. Принцип действия остается неизменным усиление слабого света от слабых источников.
На данный момент есть четыре поколения ЭОП. Каждое из них, за исключением нулевого, развивается и совершенствуется независимо. В результате этого модели с улучшенными характеристиками базового поколения получают знак плюс.
Нулевое поколение
Самые первые ЭОП. В их основе так называемый стакан Полотна. Имеются два полых цилиндра - стакана, вставленные друг в друга. На один нанесен фотокатод, на второй - люминофор. Изображение передается без усиления. Устройство имеет низкую чувствительность, не работает без подсветки и сейчас не применяется.
Производство ЭОП нулевого поколения прекращено, но образцы можно найти. Существует даже конструктор для самостоятельной сборки ЭОП для подростков.
Поколение I и I+
Доступный по стоимости тип ПНО. Рассчитан на дальность в пределах 100 метров, при наличии слабого освещения или инфракрасной подсветки. Имеет ряд недостатков:
Низкая чувствительность, четкое в центре, но размытое по краям изображение.
Стеклянная колба - корпус ЭОП, чувствительна, трескается к отдаче. Это ограничивает применение на гладкоствольном и крупнокалиберном оружии.
ЭОП первого поколения чувствительны к резким перепадам освещенности. Яркий источник света (фары, фонари, костер) засвечивает изображение.
В поколении I+ большинство недостатков исправлено. Применение волоконно-оптических пластин (ВОП) позволило почти полностью устранить размытость по краям. Современные модели дают картинку с одинаковым разрешением в центре и периферии, не боятся точечных засветок, а дистанция работы увеличена до 150 метров. Их корпуса изготовлены из металлокерамики и не боятся отдачи.
Поколение II и II +
Второе поколение использует ускоряющую микроканальную пластину (МКП), которая увеличивает поток электронов. Усиление изображения в этих ПНО выполняется в два этапа - сначала в разгонной камере, затем в МКП.
С развитием технологии расстояние распознавания объектов увеличилось до 400-600 метров, но в дистанции 200-300 можно вести прицельный огонь. ЭОП второго поколения имеют большую длину. Поэтому они устанавливаются в прицелы ночного видения, чаще чем в бинокли.
В ЭОП поколения II+ нет разгонной камеры. За счет этого габариты стали меньше, а четкость картинки выше. Устройство имеет меньший коэффициент усиления, но более чувствительный фотокатод. Он обеспечивает лучшую видимость на открытой местности. ИК-подсветка имеет длину волны, незаметную для зверя. Она необходима только в полной темноте, а при низком уровне освещенности преобразователь неплохо работает в пассивном режиме.
Поколение III и III+
Конструкция ОЭП третьего поколения мало отличается от второго. Главная особенность - фотокатод из арсенида галлия. Он создает четкую, хорошо проработанную картинку на расстоянии до 500 метров при очень низком освещении, например, безлунной ночью, при свете звезд, в пасмурную погоду.
Приборы третьего поколения почти не требуют дополнительного источника света. Это особенно ценится военными, которых ИК-подсветка демаскирует. Охотникам эти приборы не всегда подходят - на входе нет оптоволоконной пластины, защищающей от боковой засветки.
Защита от бокового света появилась у поколения III+, причем яркость изображения снижается на том участке, где расположен яркий источник. Пользоваться приборами можно даже днём, но качество картинки будет значительно хуже. Это достаточно дорогие изделия, для которых требуется 300 часов работы в вакуумной камере. Серийно изготавливают ПНО поколения III+ только 3 завода в мире.
Поколение IV
ЭОП IV поколения уже разработаны, существуют, но практически недоступны на рынке. Они используют фотокатоды из арсенида галлия и сложную систему синхронизации напряжения.
Другие типы ПНВ
Существуют приборы ночного видения, в которых нет электронно-оптического преобразователя:
- Тепловизоры. Улавливают тепловое излучение в условиях, когда ЭОП бесполезен, в тумане или дыму. Позволяют различить животное в камышах или высокой траве, но не подходят для охоты в жару при температуре выше 35°С.
- Цифровые устройства. Работают по принципу видеокамеры - светочувствительная матрица преобразует свет в цифровой сигнал. Он передается на экран, с которого изображение выводится в очки.
Цифровые ПНО удобны в использовании, имеют массу настроек, обеспечивают качественную картинку и ночью, и днем. Их главные недостатки - высокое энергопотребление и страх низких температур.
На что обратить внимание
Приборы ночного видения иногда выбирают поколения, но это неправильно. Не стоит покупать дорогое устройство без учета условий, в которых оно применяется. Например, ПНО 3 поколения боится бокового засвета и не подойдет для охоты вблизи трасс или жилых мест. Для этого лучше использовать устройства II+.
Нужно учитывать условия охоты и дистанцию стрельбы. Также стоит обратить внимание на потребительские характеристики:
- Чувствительность фотокатода или интегральная чувствительность. Чем она выше, тем больше коэффициент усиления изображения при слабом свете. Например, поколение I с чувствительностью до 200 мкА/лм нормально работает до 200 м при свете четверти луны, а II + 500 мкА/лм при той же яркости - до 600 метров.
- Расширение. От него зависит, насколько детальным будет изображение. Чем больше штрихов на мм, тем лучше будут видны мелкие детали на большом расстоянии.
- Кратность оптики обычно указывается в названии модели. Важно понимать, что максимальная дальность действия прибора зависит от силы объектива. Она влияет лишь на видимый размер объекта. Чем больше увеличение объектива, тем больше сужается поле зрения. Это не всегда удобно.
Остальные характеристики - вес и габариты прибора, ресурс его работы и наличие настроек каждый выбирает сам, на основе личных предпочтений и требований. Сейчас у охотников популярны недорогие модели первого поколения с достойными характеристиками и более универсальные II+. Новые, но достаточно дорогие приборы третьего поколения пока больше подходят для силовиков и охранных структур.