Volgens experts uit de industrie zijn nachtzichttechnologieën, zowel beeldintensivering als warmtebeeldvorming, klaar om zich de komende jaren in een aantal richtingen te ontwikkelen, van resolutie tot aansluiting op één netwerk. Deze ontwikkeling moet echter worden afgewogen tegen het verkrijgen van de kleinste kenmerken van gewicht en grootte en energieverbruik
Nachtzichtsystemen zijn er in verschillende vormen, van brillen tot wapenvizieren. Er is echter aanzienlijke vooruitgang op dit gebied, aangezien 's werelds toonaangevende fabrikanten ernaar streven om in te spelen op de behoeften van gebruikers.
Wijzigingen en combinaties
Christian Johnson, directeur bedrijfsontwikkeling bij Harris Corporation, heeft in het bijzonder de aandacht gevestigd op de groeiende vraag naar nachtkijkers met twee oculairs (NVG's). “Ze zijn relatief nieuw. Het Amerikaanse leger heeft het afgelopen half jaar serieuze druk uitgeoefend op fabrikanten om massaal tweeogige apparaten te gaan leveren, de grondtroepen moeten overstappen van een monoculair naar een verrekijker."
De Lightweight Night Vision Binocular (F5032), gelanceerd door Harris eind 2016, is lichter dan alle voorgaande modellen. Het vermindert de vermoeidheid van de ogen bij langdurige taken aanzienlijk dankzij de verstelbare dioptrielenzen, wat betekent dat het systeem zich snel kan aanpassen aan het gezichtsvermogen van de gebruiker.
Harris ziet ook een verschuiving in de marktdynamiek met witte fosforsystemen die aan populariteit winnen. Aanvankelijk werd de release van dergelijke systemen bepaald door de behoefte aan speciale troepen, maar nu is het een algemene trend geworden. Het bedrijf heeft geen uitgesproken mening over de voordelen van wit versus groen en vice versa, hoewel het in toenemende mate systemen met witte fosfor produceert. De groene fosfor is tegenwoordig echter zeer wijdverbreid.
De bedrijfsdocumenten leggen uit dat "witte fosfor een zwart-witbeeld produceert dat voor het oog misschien bekender lijkt. In sommige situaties claimen gebruikers een beter contrast tussen objecten, samen met een hogere resolutie van de afbeelding van 6 Olangere afstanden".
“Aan de andere kant maakt groene fosfor gebruik van golflengten die de perceptie van contrast en scènedetails door de hersenen optimaliseren. Groen valt precies in het midden van het kleurenspectrum van het oog, waardoor gebruikers hun omgeving 's nachts beter kunnen identificeren en interpreteren.”
Johnson legde uit dat Harris zich sterk richt op beeldverbeteringstechnologie (VL), hoewel het fusietechnologie gebruikt in de i-Aware TM-NVG Fusion (F6045) reeks verrekijkers, waarbij VL en thermische beeldvorming (TPV) fusie wordt bereikt door optische overlay. “We hebben het situationeel bewustzijn verbeterd, omdat de operator beide kanalen tegelijk kan bekijken. Met beeldfusie kun je bijvoorbeeld door mist en andere obstakels heen kijken, wat OY niet toestaat. Maar met UY kun je door glas kijken, wat warmtebeeldtechnologie niet kan bieden. Daarom verhoogt hun combinatie het situationele bewustzijn van de operator van wat er om hem heen gebeurt."
Als gevolg hiervan verhoogt de verrekijker van de F6045-familie de gevechtseffectiviteit bij nacht- en dagmissies en biedt realtime videotransmissie voor tactische verkenningsmiddelen. Met deze verrekijker kan de gebruiker verbinding maken met verschillende elementen van de gevechtsformatie, tot aan het hoofdkantoor van het bedrijf.
Volgens Andrew Owen, een woordvoerder van FLIR Surveillance, zijn de mogelijkheden voor warmtebeeldcamera's de afgelopen jaren snel gegroeid, met de nadruk op hogere resolutie en kleinere pixelgroottes in HD-formaten, terwijl bijna dezelfde fysieke afmetingen behouden blijven als sensoren met standaardresolutie. Deze laatste hebben ook geprofiteerd van dit proces, omdat kleinere pixelgroottes de grootte en uiteindelijke kosten van systemen kunnen verminderen. Het resultaat is duidelijk zichtbaar in moderne nabij-, middellange en lange afstand infraroodsensoren.
FLIR produceert een reeks overlay-kijkers, waaronder de ThermoSight T75 geavanceerde thermische vizier, HISS-XLR (High-Performance Sniper Sight) sniper-scope en ADUNS-S (Advanced Dual-Band Night Sight) nachtvizier.
Opzettelijk
BAE Systems is een van de toonaangevende spelers op het gebied van visualisatiesystemen, met name door de samenwerking met het Amerikaanse leger. Dave Harrold, Head of Sensing and Aiming Systems bij het bedrijf, noemde de ontwikkeling van de technologie van de zogenaamde rapid target acquisition (RTA) als een van de prioriteitsgebieden. Het idee is gebaseerd op een draadloze video-interface tussen de bril en de richtkijker, waar beelden met een hoge resolutie kunnen worden verzonden naar nachtkijkers en in realtime kunnen worden bekeken op een high-definition display. Dit elimineert de afhankelijkheid van de operator van laserverlichting, die hem aan de vijand kan geven.
"De ontwikkeling van draadloze RTA-technologie stelt gebruikers in staat om overal snel doelen te detecteren en vast te leggen zonder het wapen in hun ogen te brengen, wat de veiligheid en efficiëntie van de soldaat verhoogt tijdens het richten," zei Harrold.
De RTA wordt gebruikt in het ENVG III / FVTS-I (Enhanced Night Vision Goggle III and Family of Weapon Sights - Individual) programma voor verbeterde nachtkijkers en de ENVG III / FVTS-I wapenvizieren-familie, waarin BAE samenwerkt met de Amerikaans leger. Deze systemen combineren de UYa- en TPV-technologieën: de eerste biedt controle over de situatie en de tweede verhoogt de richtnauwkeurigheid. De Family of Weapon Sights-Crew Served (FWS-CS) familie van wapenkijkers biedt machinegeweren de mogelijkheid om doelen op lange afstanden aan te vallen.
De nachtzichtmogelijkheden zijn verbeterd en "zijn niet langer beperkt tot een paar gelukkige landen", zei een woordvoerder van Thales. Hij vestigde de aandacht op een aantal nieuwe trends, zoals de verbetering van ongekoelde infraroodsystemen, die nu al beelden met een hoge resolutie opleveren. Hij is ervan overtuigd dat Thales over een paar jaar "een lijn van huidige langeafstandsdoeldetectieapparaten zal aanbieden, maar met alle voordelen van ongekoelde apparaten: snelle opstarttijd, stilte, lagere kosten, hoge betrouwbaarheid."
Het Israëlische bedrijf Meprolight produceert een reeks nachtzichtapparaten van verschillende typen - UYa, TPV en digitaal. Productmanager Avi Katz zei dat ongekoelde richtkijkers van de NOA-familie aan populariteit hebben gewonnen op de markt voor langeafstandssluipschuttersgeweren. Systemen met UYa zijn echter goedkoper en worden in vergelijking met warmtebeeldcamera's vaker gebruikt bij het werken op doelen op middellange afstand.
“Zodra je het pad van waardevermeerdering bewandelt, begint het leger producten te gebruiken, afhankelijk van hun specifieke behoeften. Naar mijn mening worden helderheidsversterkers vaker gebruikt dan warmtebeeldcamera's, vooral vanwege de kosten."
In januari onthulde Meprolight op de Shot Show 2018 in Las Vegas de NYX-200. Deze multispectrale richtkijker combineert een ongekoelde warmtebeeldcamera en een digitale dag-/nachtcamera om uw situationeel bewustzijn te vergroten door gebruik te maken van RTA-technologie in alle lichtniveaus of omstandigheden.
"De eisen van het moderne slagveld dwingen soldaten om een groot aantal systemen, sensoren en apparatuur te dragen", zei een woordvoerder van Meprolight. - Het gewicht van deze uitrusting en de noodzaak om met een groot aantal apparaten te werken, verminderen de effectiviteit van de gevechten en kunnen de veiligheid van de soldaat negatief beïnvloeden. Om deze uitdagingen aan te gaan en de prestaties van de moderne soldaat te verbeteren, hebben we de NYX-200 scope ontwikkeld.”
Machtsevenwicht
De kenmerken van kosten en gewicht, grootte en stroomverbruik (MGEH) moeten worden afgestemd op de gevechtsvereisten voor soldaatsystemen, waarbij de belangrijkste vereisten massa en levensduur van de batterij zijn.
Harrol zei dat de soldaten overweldigd worden door het feit dat ze veel batterijen moeten dragen om hun apparaten van stroom te voorzien. Ze willen lichte, kleine wapenvizieren van hoge kwaliteit om hun mobiliteit op de grond te maximaliseren. BAE minimaliseert grootte en gewicht door gebruik te maken van 12 micron technologie. “Hierdoor zijn lichtere en compactere systemen mogelijk. Onze systemen verbruiken ook minder energie dan traditionele gekoelde systemen, wat uiteindelijk het draagbaar gewicht vermindert omdat er minder batterijen nodig zijn.”
Harris is echter van mening dat het moeilijk zal zijn om een systeem aanzienlijk lichter te maken dan zijn F5032 verrekijker (met een gewicht van minder dan 500 gram) zonder de structurele integriteit van het systeem in gevaar te brengen. "Tot op zekere hoogte hebben we een middenweg gevonden, als je het pad van opluchting volgt, verlies je in de kracht van het systeem", zei Johnson. “Onze producten ondergaan een uitgebreid testprogramma dat is goedgekeurd door het Amerikaanse leger. Onze brillen en tubes moeten zeer zware tests doorstaan. Als we ze beginnen te verlichten, zullen ze beginnen te breken."
Het stroomverbruik van basissystemen met UC is relatief laag. De Harris AN/PVS-14 monoculaire kan bijvoorbeeld meer dan 24 uur werken op een enkele AA-batterij.
Johnson legde echter uit dat de stand van zaken verandert met de ontwikkeling van technologie. “Je wordt geconfronteerd met het toegenomen stroomverbruik van beeldfusiesystemen wanneer je een warmtebeeldcamera toevoegt, wanneer je augmented reality toevoegt. Al deze technologieën verbruiken energie en dragen daarmee het probleem over aan de gebruiker. Harris werkt eraan om de levensduur van op de helm gemonteerde systemen te verlengen.
"Omvang, massa en energie zijn altijd een probleem, we werken constant in deze richting", vervolgde Johnson. - Maar naar mijn mening zullen we geen brillen zien die veel lichter zijn dan die waaraan we nu werken, en dit is minder dan 500 gram.
Hij benadrukte dat de optimalisatie van de IHEC niet ten koste mag gaan van hoge prestaties - een mantra die FLIR Surveillance aan de basis van zijn projecten legt. Hij voegde eraan toe dat ontwikkelingen gericht op een hogere resolutie, kleinere pixelgrootte en een groter bedrijfstemperatuurbereik helpen om dit evenwicht te behouden en de levensduur van systemen te verlengen. Vooruitgang hier wordt voornamelijk geassocieerd met het gebruik van multi-element fotodetectoren die werken in de middengolf en lange golf infrarode gebieden van het spectrum.
Het Italiaanse defensiebedrijf Leonardo is van mening dat, ondanks de voordelen van het gebruik van nieuwe materialen of nieuwe soorten batterijen, er bepaalde grenzen zijn aan de verbetering van de IHEC, vooral wanneer wordt voldaan aan nieuwe klantverzoeken voor netwerkconnectiviteit.
Volledig elektro-optisch
Beeldversterkerbuizen of beeldversterkerbuizen zijn een belangrijk onderdeel van nachtkijkers. Volgens Photonis zijn deze systemen de afgelopen jaren in verschillende richtingen geëvolueerd.
Volgens de vertegenwoordiger van dit bedrijf, Mark Denes, is MGEH een sleutelfactor. De nadruk op massa is tegenwoordig vooral relevant, gezien de toegenomen vraag naar verrekijkers, die van nature zwaarder zijn dan verrekijkers. "MGEH is erg belangrijk, omdat elke gram op de schouders van de operator valt", zegt Denes.
Photonis produceert transducers met een diameter van 16 mm, wat tot 40% gewichtsbesparing oplevert ten opzichte van 18 mm buizen en waardoor fabrikanten van eindproducten het gewicht van hun systemen kunnen verminderen. Het bedrijf heeft ook het stroomverbruik van zijn handsets verminderd en de automatische flitsfunctie verbeterd om de levensduur van de batterij te verlengen.
Photonis produceert een verscheidenheid aan beeldversterkerbuizen, waaronder de XD-4- en XR5-buizen, evenals de 4G-buis die op Eurosatory 2014 werd getoond. Het bedrijf zegt dat de prestatienorm voor 4G-buizen een groter detectiebereik heeft. Photonis heeft verschillende grote projecten gewonnen voor zijn 4G-technologie, omdat het nauw samenwerkte met de Special Operations-gemeenschap en andere militaire operators om de mogelijkheden van het apparaat te verbeteren, waaronder snellere auto-gating en langere herkennings- en identificatiedetectiebereiken.
Deze buizen worden geleverd aan fabrikanten voor integratie in optische bezienswaardigheden, verrekijkers, verrekijkers en andere systemen met beeldverbetering. Het bedrijf werkt momenteel aan het verder verbeteren van de prestaties van zijn 4G-buizen en ontwikkelt ook digitale nachtzichtsensoren die het integreert in overlay-systemen en scopes, land- en offshore-platforms.
Beide zijn goed
Volgens Denes worden warmtebeeldsystemen steeds populairder dan UY-technologie, omdat met een toename van de productievolumes hun kosten aanzienlijk dalen. Beide technologieën hebben verschillende doelstellingen en verschillende voordelen, en hun mogelijkheden zijn afhankelijk van het terrein, het weer en andere factoren. TPV was populair voor detectie - en tot op zekere hoogte herkenning, maar VL-systemen "zijn nog steeds in trek vanwege betere identificatie en situationeel bewustzijn."
"Idealiter hebben soldaten beide nachtzichttechnologieën nodig", gaf Denes toe. "Ze moeten eerder worden gezien als een verlengstuk van elkaar, dan als een vervanging van de een door de ander."
Fusion kan "het beste van twee werelden" bieden. Krachtige beeldversterkers leveren nog steeds betere beelden dan hun digitale tegenhangers, "maar het is alsof je rond en zacht vergelijkt."
"Digitale systemen worden populair op grond- en luchtplatforms," voegde Denes eraan toe, "omdat IHEC's hier niet zo'n serieus probleem zijn als bij gedemonteerd personeel." Hij verwacht dat soldaten OU-technologie blijven gebruiken vanwege de mogelijkheden, het lage gewicht en de relatief lage prijs.
Volgens Denes zijn de markten voor digitale systemen en beeldversterkerbuizen gewoon anders. Photonis en zijn militaire klanten zijn van mening dat beeldversterkerbuizen "nog minstens 10 jaar in trek zullen zijn, en als resultaat van wetenschappelijk onderzoek zullen er veel verbeteringen worden doorgevoerd op een aantal gebieden, van gevoeligheid tot thermische beeldvorming."
Op zoek naar verbinding
Volgens Leonardo bepaalt de behoefte aan constante communicatie op het slagveld de beschikbaarheid van componenten die netwerkgerichte mogelijkheden mogelijk maken. In de toekomst verwacht het bedrijf een wijdverbreid gebruik van Wi-Fi-, Bluetooth- en GPS-technologieën in optische componenten, waardoor ze beter zullen worden geïntegreerd in de operationele controleketen.
Het draagbare Linx-verkennings- en richtapparaat van het bedrijf is gebaseerd op een gekoelde matrix en is ontworpen voor bewaking en detectie bij alle weersomstandigheden. Het apparaat behoort tot netwerkgerichte systemen, waardoor de gebruiker afbeeldingen en gegevens via het netwerk kan uitwisselen.
FLIR beschouwt klantinteroperabiliteit als een belangrijk kenmerk van militaire toepassingen. "De systemen van de soldaat zijn nu geïntegreerd met goedkope, energiezuinige communicatiechips", legt haar woordvoerder uit. "Tweerichtingscommunicatie biedt ondersteuning voor gebruikers op afstand en vergroot het situationeel bewustzijn, inclusief informatie van naburige inlichtingendiensten."
Volgens Johnson worden systemen steeds slimmer. Augmented reality wordt bijvoorbeeld geïntegreerd in displays, waardoor een nieuwe informatielaag voor de soldaat wordt toegevoegd, terwijl de technologie meer genetwerkt raakt."Nachtzichtsystemen maken deel uit van de netwerkomgeving van de soldaat en delen wat ze zien om een algeheel operationeel beeld te vormen dat aan de hele eenheid wordt afgegeven of naar een hoger niveau wordt verzonden."
Een woordvoerder van Thales wees ook op de toenemende digitalisering van systemen, die de deur opent naar augmented reality. Het aanbod van het bedrijf op de markt omvat het BONIE-DI / IRR I2 nachtzichtapparaat, een slim netwerksysteem dat twee soorten afbeeldingen combineert. Het systeem stelt gebruikers in staat om specifieke gegevens, zoals GPS, in augmented reality te visualiseren, wat het eigendomsniveau en de interactie verhoogt.
Er is serieuze aandacht besteed aan het potentieel van volledig digitale nachtkijkers, hoewel de technologie volgens Johnson "nog niet volledig is ontwikkeld. Het lijkt me dat je nog geen volledig rendement van haar moet verwachten. Harris doet veel onderzoek op dit gebied. We hebben een echte technologische doorbraak nodig voordat we een op het hoofd gedragen digitale sensor krijgen. Analoge optische converters zullen de komende 15-20 jaar de nachtzichtmarkt domineren, totdat er een doorbraak komt om ze te vervangen."
Johnson bevestigde echter dat het mogelijk is om een soort van digitale elementen in analoge systemen op te nemen. “In ons F6045-soldaatsysteem hebben we een analoog systeem genomen en dit op het netwerk aangesloten, waardoor we digitale mogelijkheden kregen, maar we gebruiken nog steeds analoge beeldversterkerbuizen omdat er op dit moment niets beters is. Dit is een bewezen en betrouwbare technologie, die zijn posities nog niet zal opgeven”.
Dhr. Katz was het ermee eens dat digitale nachtzichttechnologie helemaal aan het begin van de reis staat, maar gelooft dat deze zich de komende jaren snel zal ontwikkelen.
Harrold voorspelt ook dat OU-systemen uiteindelijk verouderd zullen raken en volledig zullen worden vervangen door digitale systemen die zichzelf kunnen updaten met hun eigen algoritmen. Hij voegde eraan toe dat de industrie waarschijnlijk zal evolueren naar volledig geïntegreerde draadloze voedingssystemen die draagbare voedingen, richtkijkers en nachtkijkers integreren en die dag en nacht zonder rust kunnen werken.
Voorwaartse beweging
Met een duidelijk begrip van andere marktsegmenten, gelooft Katz dat "er een revolutie zal komen in de resolutie van warmtebeeldsystemen".
FLIR verwacht op zijn beurt een sterkere nadruk op beeldverwerking en energiebeheer om de afhankelijkheid van optica met lange brandpuntsafstanden voor lange afstanden te verminderen en de kans op doelidentificatie te vergroten. Ze zijn van mening dat "beeldverwerking met een laag stroomverbruik, wat de beeldkwaliteit in realtime verbetert, het vertrouwen in objectidentificatie en detectie van bedreigingen kan vergroten."
In de afgelopen jaren hebben standaardsystemen functies toegevoegd zoals histogramvereffening, digitale detailverbetering en elektronische stabilisatie. "Dit proces zal doorgaan naarmate de verwerkingsalgoritmen evolueren, wat resulteert in minder werkdruk voor gebruikers en snellere herkenning en identificatie van doelen."
Het gebruik van microdisplays met hoge resolutie in combinatie met kleinere pixelsensoren, energiezuinige beeldverwerking en draadloze communicatie verbetert MEGC en verbetert de intelligentie, bewaking en targetingmogelijkheden.
Harrold zei dat augmented reality de komende jaren "de belangrijkste technologie voor deze systemen zal worden, het zal worden geïntegreerd in toekomstige scopes en brillen." In een nachtzichtapparaat dat fungeert als het hoofdscherm van de soldaat, zal augmented reality hem belangrijke informatie verschaffen en daardoor zijn gevechtseffectiviteit vergroten.
Dit zal een aantal voordelen opleveren. Het algemene operationele beeld met augmented reality stelt gebruikers in staat om hun eigendom van de omgeving te vergroten. Deze informatie kan helpen bij een aantal taken, bijvoorbeeld toegang tot video van een drone, geschiedenis van het gebruik van explosieven in een bepaald gebied, identificatie van geallieerde en bevriende troepen, een driedimensionale kaart van het gebied, enz. platformen.