Termisk billeddannelsesenhed (militær)

Amerikansk film (1974) om apparater til nattesyn, fra minut 14 vises en bærbar termisk billedbehandlingsenhed
US Army ENVG night vision-enhed med termografisk fremhævede mennesker
Visning fra EMES 15 med termisk billedbehandlingsenhed fra optikken til en Leopard 2
Gunner position på Leopard 1 kamptank med måloptik
Gunnery-område på Leopard 2 kamptank med måloptik
Moderne fusionsenheder på hovedet - IEA MIL-OPTICS GmbH

Termiske billeddannelsesenheder (WBG) er optiske eller optoelektroniske nattesynsenheder med termiske billedkameraer (også kaldet termiske billeddannere ).

Blandt andet bruges de i kampvogne og muliggør et kampkøretøj til nattekamp.

En WBG er en passiv nattsynsanordning, der adskiller sig fra en aktiv nattesynsenhed, da den ikke kræver et infrarødt forlygte.

historie

Evnen til at kæmpe om natten og kæmpe i dårlig synlighed er ønsket af militæret. At opleve miljøet i mørket uden at blive set erstatter slagmarkens belysning . Natkampfunktion er en militær fordel.

På tidspunktet for den kolde krig var der i nogen tid et teknologisk forspring fra NATO's side over de underskrivende stater i Warszawa . Mens resterende lysforstærkere med billedforstærkerrør stadig blev brugt i øst , blev de første komplekse passive termiske billedbehandlingsenheder brugt i vest for at være i stand til at opdage og bekæmpe mål selv i fuldstændigt mørke.

I 1971 var militærets første termiske billedbehandlingsenheder klar til serieproduktion. Men indtil begyndelsen af ​​1980'erne var NATO-hæren stadig overvejende udstyret med aktive nattesynsanordninger såsom periskopiske IR-riflescopes, der arbejdede i det nærmeste infrarøde interval fra 0,76 til 1,20  mikrometer . Den Leopard 1 havde en skydning lys med en xenon -lampe, der kunne skiftes fra hvidt lys til infrarødt. Den infrarøde stråling er usynlig for det menneskelige øje, men ikke for fjendens nattesyn.

Natriffelområdet TPN-1 blev brugt på den sovjetiske side i lang tid. Også her blev mål oplyst med et infrarødt spotlight for at være i stand til at bekæmpe dem. Ulempen ved IR-mållygterne var foruden den lette detektering også den utilstrækkelige splinterbeskyttelse.

I begyndelsen af ​​udviklingen af Bundeswehrs pansrede infanteritropper var kun pelotonkommandotanks oprindeligt udstyret med WBG. Den pansrede personelbærer "Marder" oplevede en betydelig stigning i kampværdien gennem WBG.

Basisenheden i WBG-X med høj opløsning var blevet udstyret af det amerikanske selskab Common Modules (datterselskab af Texas Instruments ) siden 1979 . Fra 2000 blev WBG-X erstattet af OPHELIOS-systemet og senere af ATTICA.

Der er nu afkølede og ukølede termiske billedkameraer. Ikke-afkølede enheder bruger bolometre - arrays . Afkølede termiske billedbehandlingsenheder kan løse små temperaturforskelle, men de er dyrere, tungere og ikke umiddelbart operationelle.

teknologi

Termiske billeddannelsesenheder fungerer som termografi og har et termisk billedkamera . WBG registrerer varmestrålingen i det infrarøde middel, dvs. H. i et område på 3 til 14  mikrometer bølgelængde. I modsætning til resterende lysforstærkere og infrarøde synsenheder kan en WBG konvertere temperaturforskelle til et termisk billede selv i fuldstændigt mørke og uden belysning (dvs. passiv). Termiske billedbehandlingsenheder gengiver varmesignaturen for mennesker og køretøjer om natten og med dårlig sigtbarhed (tåge, røgudvikling under en kamp).

Funktionen af ​​en WBG er knyttet til temperaturforskelle. Billederne vises i falske farver eller gråtoner . Refleksioner fra solen, brande på slagmarken eller snefald kan have stor indflydelse på dette.

Glas er uigennemsigtigt i midten af ​​infrarødt, hvorfor f.eks. Ikke mennesker bag en forrude ikke kan ses.

Selv i dagslys giver WBG ofte yderligere oplysninger og forbliver derfor ofte tændt.

Typer / modeller

WBG-X

I 1981 blev den første generation af WBG udviklet af firmaet Hensoldt , Optronik-divisionen (tidligere Zeiss-Eltro Optronic ) og introduceret til kamptropperne fra de tyske væbnede styrker som WBG-X. Med WBG-X kamptanke var Leopard 1 , Leopard 2 , pansrede personelbærere Marder , Spähpanzer Luchs og andre kampvogne fra hæren udstyret til at kunne kæmpe om natten.

Andre anvendelsesområder var marine (MEOS, EOBA, SERO) og luftvåben ( Hawk , Tornado ECR ).

Over 10.000 WBG-X blev bygget. Modellen blev erstattet af mere moderne enheder som Ophelios og Attica og er ikke blevet produceret siden 2015 .

Termiske billeddannelsesindretninger, der er indbygget i tanke, er for det meste telebeskyttede termiske billeddannelser, der samtidig er forbundet med brandstyringssystemet på den indbyggede kanon og kan betjenes uafhængigt af kommandører og skytten. WBG-X har 4 til 12 gange forstørrelse med en forlængelse på op til 36 gange.

Efter tænding er WBG-X klar til drift efter ti minutter, fordi billedsensoren lavet af cadmium - kviksølv - tellurid (CdHgTe eller MCT) først skal afkøles til en driftstemperatur på -196 ° C.

WBG-X fungerer ved bølgelængder på 8 til 14 mikrometer og modtager varmestrålingen fra objekterne. Som alle varmekameraer kræver det ingen belysning.

WBG bruger næsten det samme linjemønster som måloptikken i dagtimedrift (f.eks. EMES PERI-R17). I begyndelsen af ​​tjenesten bruger bevæbnede mænd eller kommandører normalt 12x forstørrelse, som derefter skiftes til 4x for vidtrækkende observation af slagmarken.

Den maksimale rekognosceringsafstand er ca. 3 kilometer.

Displayets lys-mørke polaritet kan justeres afhængigt af forholdene i observationsmiljøet. Billedet af WBG falmet ind via en optisk kanal af et okularenhed i synsfeltet for dagkanalen for at opnå observation og brandkontrol som under dagtimeforhold. Et håndtag kan bruges til at skifte mellem dagtimekanaler og termiske billedkanaler.

Den modulære Zeiss WBX-X er optisk forbundet med befalingsmandens panoramiske periskop Zeiss PERI R17. Du kan skifte mellem et stort synsfelt og en udskæring for tydelig målgenkendelse og identifikation.

WBG-X havde et strømforbrug på 180 watt, havde en arbejdstemperatur på -35 til +63 ° C og vejede omkring 18 kg med massen af ​​dets basisenhed.

Aktivering af WBG er en del af forberedelsen til kampberedskab i tanken. Den termiske billedbehandlingsenhed er klar til drift, så snart køle-maskinen har afkølet billedsensoren, og et tydeligt billede vises.

WBG's rekognosceringsområde strækker sig ud over det operationelle interval for våben om bord. Skyttere, der er i en afstand af 1500 meter, kan normalt genkendes, selv når tårnet roterer hurtigt. I et vist omfang kan varmesignaturer også ryddes op bag lysdækslet. Identifikation af skydespil er derimod normalt kun mulig med optik i dagtimerne.

Slagmarkobservation fra en position er en af ​​WBG's hovedopgaver. Dagsynsoptikken bruges derimod mere til målidentifikation eller til mål uden varmesignatur.

fusion

En løsning på ulemperne ved resterende lysforstærker og termisk billeddannelsesteknologi er at kombinere de enkelte teknologier til et billede. "Fusion" -tilgangen er afhængig af at overlejre det optiske eller resterende lysforstærkede billede oven på det termiske billede. Ideen bag denne tilgang er at flette mindst to billedkilder til et "mere nyttigt" billede. Særlige taktiske udfordringer på slagmarken kan således lettere styres.

For eksempel er det ekstremt vanskeligt at opdage personer, der ikke bevæger sig, ved hjælp af resterende lysforstærkere i skoven, selv på afstande på 50 m. Især når de lægges mod træer eller buske. Overlejringen af ​​det resterende lysbillede med det termiske billede betyder, at de klare temperaturforskelle mellem bygninger og vegetation sammenlignet med kropstemperaturen også kan bruges som en detektionskilde. Personen er således klart genkendelig selv ved yderligere afstande.

Overlayet (fusion) kan udføres på to måder. Den første mulighed, som har været brugt i lang tid, er at skifte et WBG-tilbehør foran nattesynet (clip-on). Således kan eksisterende nattesynsanordninger opgraderes, hvis det er nødvendigt. En anden og meget mere kraftfuld mulighed ville være at overlejre billederne internt. Strengt taget repræsenterer Fusion-enhederne en separat kategori af nattesynsteknologi. Disse enheder har lige fra starten installeret både resterende lysforstærkerrør og en WBG-sensor. De to billeder er overlejret internt, og resultatet er et betydeligt mere kraftfuldt fusionsbillede. For at spare strøm kan det termiske billede slukkes, hvis det er nødvendigt. Sådanne kikkertfusionsbriller repræsenterer den aktuelle tekniske teknik.

litteratur

  • Harry Schlemmer: At se en usynlig verden - Historien om termisk billeddannelse . ISBN 978-3-8132-0979-2 .
  • James A. Ratches: Nuværende og fremtidige tendenser i militære nattesynsapplikationer . Tidsskrift Ferroelectrics. Bind 342 - udgave 1. 2006.

Weblinks

Commons : Termografi  - samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: Thermal imaging device  - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. ↑ WBG-X. Zeiss-Eltro Optronic. Brandkontrolsystemer. Termisk billedsyn. Hærguide
  2. ^ Hans-Peter Lohmann, Rolf Hilmes: Marder pansrede personelbærer. Den tekniske dokumentation for våbensystemet. Motorbuch Verlag, Stuttgart 2011, s. 100. ISBN 978-3-613-03295-8 .
  3. ↑ HDIR: Termisk billedbehandling med meget høj opløsning
  4. ^ Virksomhedsoplysninger Zeiss Optronik: "Common-Modules-Wärmebildgeräte", 2003
  5. ↑ Teknologi til termiske billeddannelsesenheder
  6. ↑ Teknologi til termiske billeddannelsesenheder
  7. ↑ Innovation hos HENSOLDT. Termisk billeddannelsesteknologi
  8. ^ Land / Optronics / Brandkontrol og rekognoscering. Leopard Fleet eftermontering og opgraderinger. Hensoldt firma
  9. ↑ Hans-Peter Lohmann: Spähpanzer Luchs: Den tekniske dokumentation for våbensystemet. Motorbuch Verlag, Stuttgart 2010, s. 104. ISBN 978-3-613-03162-3 .
  10. ↑ Andre køretøjer var M48 , M113 og Jaguar tankskydere
  11. ↑ Selv om den inceptive varmesøgende enhed, Donau, dateres tilbage til 1944, begynder produktion i stor skala meget senere. 10.000+ WBG-X termiske kameraer designet til pansrede køretøjer Leopard 1, Leopard 2, Marder og Luchs produceres i henhold til det fælles modulprincip. Katalog fra firmaet Hensoldt. 2014
  12. ↑ Airbus DS Optronics tilbyder avancerede gunner-seværdigheder til pansrede køretøjer. Hensoldt firma
  13. ↑ Branden styresystem Leopard 2 kampvogn
  14. ↑ Zeiss termiske billedbehandlingsenheder ser, genkender og sigter om natten og i dårligt vejr. Annonce fra Zeiss. Herbert Wanner: Moderne våben: Nødvendigt og ønskeligt også for vores hær. Schweizer Soldat + FHD: uafhængigt månedligt magasin for de væbnede styrker og kadre. Bind (år): 57 (1982)
  15. ^ Hans-Peter Lohmann, Rolf Hilmes: Marder pansrede personelbærer. Den tekniske dokumentation for våbensystemet. Motorbuch Verlag, Stuttgart 2011, s. 101. ISBN 978-3-613-03295-8 .
  16. ↑ TDv 1005 / 049-12 SPz infanterikampkøretøj Panzer Marder 1
  17. ↑ Alexander Engelhardt: IEA mil-Optics GmbH Hvad er nattesyn? Hentet 23. september 2020 .