Prístrojová technika zbraní - vytlačiť
Transcript of Prístrojová technika zbraní - vytlačiť
Trenčianska univerzita Alexandra Dubčeka v Trenčíne
Fakulta špeciálnej techniky
PRÍSTROJOVÁ TECHNIKA ZBRANÍ
Noktovízia a prilbové zameriavače
ŠSTDI8 Renáta MIČKOVÁ
2009/2010 ŠSTDI7 Marcela HEJDUKOVÁ Akademický rok Krúžok Meno a priezvisko
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
OBSAH
Strana
ZOZNAM OBRÁZKOV............................................................................................3
1 NOKTOVÍZIA A PRILBOVÉ ZAMERIAVAČE..................................................4
1.1 Noktovízia.......................................................................................................4
1.2 Noktovízor.......................................................................................................7
1.3 Prilbové zameriavače....................................................................................10
1.3.1 Začiatky prilbových zameriavačov..............................................................11
1.3.2 Konštrukčné prevedenie a spôsob použitia prilbového zameriavača..........12
1.3.3 Prevedenia prilbových zameriavačov..........................................................14
1.3.4 Ďalšie aplikácie prilbových zameriavačov...................................................17
ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ODKAZOV.......................................................19
Strana 2
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
ZOZNAM OBRÁZKOV A TABULIEK
Strana
Obr. 1.1 Princíp činnosti noktovíznych prístrojov..............................................4
Obr. 1.2 Vzhľad kanálika vo forme jednoduchého valčeka...............................5
Obr. 1.3 Krivky spektrálnej citlivosti fotokatódy................................................6
Obr. 1.4 Funkcia prenosu kontrastov................................................................7
Obr.1.5 Princíp noktovízora.............................................................................8
Obr. 1.6 Pohľad noktovízorom..........................................................................9
Obr. 1.7 Pohľad noktovízorom..........................................................................9
Obr. 1.8 Prilbový zameriavač.........................................................................10
Obr. 1.9 Prilbový zameriavač.........................................................................10
Tab. 1.1 Prehľad parametrov výkonu podľa vývojovej generácie.....................8
Strana 3
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
1 NOKTOVÍZIA A PRILBOVÉ ZAMERIAVAČE
1.1 Noktovízia
Citlivosť ľudského oka k svetlu je obrovská. Aj tak táto citlivosť nedostačuje k tomu,
aby sme cez noc rozpoznali len veľmi slabo osvetlené predmety. Princíp činnosti
noktovizných prístrojov je založený na zosilnení svetelného toku, ktorý vstupuje do
pozorovacieho prístroja.
Obr. 1.1. Princíp činnosti noktovizných prístrojov [1]
Zosilňujúci prvok môže mať viac podôb. V súčasnej dobe je najrozšírenejší
mikrokanálikový zosilňovač označovaný MCP (microchannel plates). Objektív zobrazí
pozorovaní objekt na fotokatóde. Fotóny, ktoré dopadnú na fotokatódu uvoľnia
elektróny, ktoré prechádzajú jednotlivými kanálikmi MCP, v ktorých sa ich počet
zmnohonásobí. Veľké množstvo elektrónov z každého kanáliku dopadá na
obrazovku, spôsobí fosforescenciu, fosforeskujúce svetlo je vďaka veľkému
množstvu elektrónov podstatne intenzívnejšie, než by bolo to, ktoré dopadlo na
fotokatódu. Na fotokatóde tak môžeme pozorovať obraz predmetov. Pri tomto
postupe sme stratili informácie o farbe fotónov. [1]
Strana 4
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
Fotokatóda je obvykle citlivá na fotóny v pásme vlnových dĺžok 400 nm až 900 nm,
ktoré vybudia vždy rovnaký elektrón, ktorý ďalej putuje kanálikom, kde narazí na jeho
steny v silnom elektrickom poli vybudzuje ďalšie elektróny. Na konci kanálikov je
veľké množstvo elektrónov, ktoré dopadajú na určité miesto fosforeskujúcej
obrazovky.
Obr. 1.2. Vzhľad kanálika vo forme jednoduchého valčeka [1]
Výsledná fosforescencia má len jednu farbu podľa typu fosforeskujúceho farbiva
(obvykle zelenú). Celkový vzhľad kanálikov odpovedá jednoduchému valčeku, ktorý
je zobrazený na priloženom obrázku 1.2.
Niekedy sa uvádza, že noktovíziu zosilňuje infračervené svetlo. Toto tvrdenie ale
nesprávne zužuje podstatu zosilňovača obrazu. Obvykle používané kanálikové
zosilňovače zosilňujú svetlo z celej viditeľnej oblasti a tiež z úzkeho pásma blízkej
infračervenej oblasti.
Ako môžeme vidieť z nižšie uvedených kriviek spektrálnej citlivosti fotokatódy, je
prevažne časť citlivosti vo viditeľnej oblasti.
Vysoký stupeň zasielania v MCP umožňuje realizovať prístroje pasívne, ktoré
zosilnia svetlo ktoré poskytuje i zatiahnutá nočná obloha. Na druhej strane vysoká
citlivosť fotokatódy v oblasti 850 nm, umožňuje u niektorých osobních prístrojov i
„osvetlenie“ čítaných dokumentov slabým infračerveným zdrojom a získať tak ich
kvalitný obraz. V súčastnosti existuje len málo firiem, ktoré sú schopné vyrábať
kvalitní zosilňovač obrazu. K tým najprednejším bezpochyby patrí francúzska firma
Photonis, ktorá sa v roku 2005 spojila so svojim vtedajším rivalom, firmou DEP. [1]
Strana 5
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
Obr. 1.3. Krivky spektrálnej citlivosti fotokatódy [1]
Ďalším veľmi dôležitým ukazovateľom kvality mikrokanálikového zosilňovača je
schopnosť rozlíšiť zobrazované detaily. Často sa hovorí o rozlišovacej schopnosti.
Problematika je však omnoho komplexnejšia a často nezáleží len na tom, ktorý
najjemnejší detail je rozpoznateľný. Ukazuje sa, že dôležité je s akou kvalitou sa
zobrazujú i hrubšie štruktúry. Teoreticky objektívnejším kritériom pre toto posúdenie
je funkcia prenosu kontrastov, ktorá udáva s akou kvalitou sa zobrazujú jednotlivé
detaily. [1]
Strana 6
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
Obr. 1.4. Funkcia prenosu kontrastov [1]
1.2 Noktovízor
Noktovízor je zariadenie zosilňujúce zbytkové svetlo. Používa sa najmä pre vojenské
účely alebo pre ostrahu dôležitých objektov. Noktovízor môže byť súčasťou
pozorovacej elektoniky vozidla, existuje tiež ako osobní noktovízor pre jednotlivcov.
Noktovizory pracujú v infračervenom pásme blízkom viditeľnému svetlu. Nezachytajú
preto tepelné žiarenie (telies s bežnými teplotami), ktoré má nižšiu frekvenciu a ktoré
využíva termoviziu. Noktovízor zosilňuje žiarenie o vlnových dĺžkach 700 až 1000 nm
a prevádza ho do viditeľnej oblasti spektra. Obraz sa obvykle zobrazuje na zelenom
tienidli. Užívateľ tak vidí monochromaticky, zelený obraz. Novšie prístroje (napr.
AN/PVS-21 v sebe kombinujú klasický zosilňovač zbytkového svetla s možnosťou
vloženia obrazu z externého zdroja videosignálu (externá termovízia, vláknová
optika, ďalekohľad) alebo zobrazenie taktických dát (GPS koordinátori, mapa). [2]
Strana 7
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
Obr. 1.5. Princíp noktovízora [3]
Hlavnou časťou prístroja je elektrooptický menič – podľa svojej konštrukcie je
rozdeľovaný na vývojové generácie (Gen).
Najstaršia je Generácia I. (a zároveň je najrozšírenejšia technológia nočného videnia
na svete) – kde funkciu meniča zastáva elektrónka. Od Generácie II je to už
záležitosť polovodičov. Odlišuje sa špeciálnym mikroplášťom, ktorý je umiestnený
priamo za fotokatódou. Generácia II a II+ sa hlavne používa v bezpečnostných
zložkách. Posledná technológia je využitá v tretej generácii nočného videnia, kde sa
pridáva citlivý arzenid galny do fotokatódy. Táto technológia je však nesmierne drahá
a pre bežného užívateľa len ťažko dostupná. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia
generácia, tým lepšia citlivosť, výkon a životnosť prístroja a samozrejme znásobujúca
sa cena prístroja. [3]
Tab. 1.1 Prehľad parametrov výkonu podľa vývojovej generácie: [3]
Parameter/Generácia Gen I. Gen. I+ Gen. II. Gen. II+ Gen. III.
Citlivosť katódy
(mA/Im)
120 - 250 280 240 240 - 600 900 -
1600
Znásobenie svetla 120 –
900 x
1000 x 1000 –
20 000 x
25 000 –
35 000 x
25 000 –
35 000 x
Rozlíšenie 25 - 35 45 - 50 32 - 38 39 - 45 32 - 64
Strana 8
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
Výhody noktovízora:
- Noktovízor má oproti infračervenému pozorovaciemu prístroju menší rozmer
a menšiu energetickú náročnosť
- Oproti infračervenému snímaču sa nedá noktovízor oklamať tepelnou
izoláciou, ale je možné potlačiť odrazivosť materiálu v infrapásme vhodnou
impregnáciou, alebo použitím špeciálnych tkanín vyvinutých pre tieto účely
(moderné uniformy vojakov).
Nevýhody noktovízora:
- Noktovízor neni možné používať v pivniciach a v jaskyňách, pokiaľ nemá
prídavný zdroj infračerveného záření
- Staršie verzie prístrojov sa dajú „oslepiť“ silným zdrojom svetla.[2]
Obr. 1.6. a 1.7. Pohľad noktovízorom [2]
Strana 9
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
1.3 Prilbové zameriavače
Od dôb, kedy piloti v odkrytých kabínach dvojplošníkov používali obyčajné okuliare
a kožené kukly, uplynula rada rokov. Zavádzanie stále kvalitnejších lietadiel s vyššou
rýchlosťou letu si objektívne vynútilo (hlavne z dôvodu katapultáže) kompaktné
pevné ochranné pilotné prilby s kyslíkovými maskami a protislnečnými štítmi. Nové
podmienky vyžadujú stále vyšší nárok jak na pilotov, tak na elektronické vybavenie
lietadiel, ktoré patria k oblastiam s najrýchlejším tempom rozvoja. Tento rozvoj je
mimo iného motivovaný i jedným zo základných predpokladov pre dosiahnutie
taktickej prevahy nad protivníkom v modernom boji – efektívnym využívaním
informácií. Práve preto sa nedávno zrodila myšlienka novej formy spracovania
informácií, ktorá ma v budúcnosti zásadným spôsobom zmeniť činnosť človeka
v procese riadenia zbraňového systému v podmienkach budovaného „digitálneho
bojiska“. Vo vývojových pracoviskách sa zrodil pojem „viacvrstvového systému
prieskumu a riadenia paľby“, jeho konkrétna podoba sa odráža v „prilbovom
zameriavači“. Človek by mohol odčítať všetky potrebné informácie pri súčasnom
sledovaní situácie na bojisku z displeja umiestneného v tesnej blízkosti očí. Čo však
znamená realizácia tejto myšlienky zásadného významu napríklad u bojových
lietadiel? Vyžaduje premiestniť klasické informácie z prístrojov a displejov prístrojovej
dosky priamo na displej pilotnej prilby, teda opatrenie technicky značne náročné. [4]
Strana 10
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
obr. 1.8. a 1.9. Prilbový zameriavač [4]
Zmyslom tohto opatrenia je značne rozšíriť zorné pole prieskumu a riadenia paľby
a zbaviť pilota od striedaného sledovania toho čo sa deje vonku lietadla (resp. za
sklom pilotnej kabíny) a vnútri, na prístrojoch a displejoch, ktoré ho zdržujú
a zbytočne odvádzajú jeho pozornosť. Tento nový spôsob činnosti má uľahčiť
základné úlohy a znížiť nadmerné preťaženie pilota, ktorý sa v podmienkach
bojového nasadenia nachádza v obrovskom strese a duševnom vypätí. Prvé
skúsenosti dokazujú, že prilbovému zameriavaču sa dá ľahko a rýchlo privyknúť už
len preto, že lietanie s ním v mnohom pripomína klasický čelný priehľadný displej,
ktorý je súčasťou všetkých moderných bojových lietadiel. Prilbové zameriavače
nachádzajú uplatnenie i v ďalšej bojovej technike, v tankoch, bojových vozidlách
pechoty, lodiach, protilietadlových zbraňových systémoch a pod. O účelnosti
a efektívnosti prilbových zameriavačov dnes už nikto nepochybuje. Otázkou skôr
zostáva ich technické prevedenie a spôsoby použitia.
1.3.1 Začiatky prilbových zameriavačov
Zaujímavosťou je, že vývoj a prvé použitie samozrejme podstatne jednoduchších
prilbových zameriavačov na bojových lietadlách bol zaznamenaný v Rusku a to už v
začiatkoch 60. rokov. Ruský MiG-29 bol prvým typom lietadla, ktorý využíval (a
využíva dodnes) prilbový zameriavač ako neodlučiteľnú súčasť zbraňového systému
pre prideľovanie cieľu PLRS v blízkom manévrovom boji. Zdokonalené prilbové
zameriavače sú dodnes používané na zavedených ruských lietadlách Mig-29. Na
základe jednoznačne pozitívnych skúseností sú nimi vybavované rovnako
perspektívne bojové lietadla nielen rady MiG (MiG-29M, MiG-30, MiG-33, MiG-35),
ale i Suchoj (Su-27, Su-34, Su-35, Su-37). Pôvodné jednoduché typy boli v priebehu
uplynulých 30 rokov usilovne zdokonaľované, ich súčasné prevedenie a možnosti sú
plne zrovnateľné s predchádzajúcimi typmi vyvíjaných západných prilbových
displejov.
Ich zavedenie do používania na lietadlách RAFALE, EF-2000, F-16, F-18, F-22
a ďalších sa zaviedlo v rokoch 2002 až 2005. [4]
Strana 11
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
1.3.2 Konštrukčné prevedenie a spôsob použitia prilbového zameriavača
Prilbové zameriavače ako špeciálne optoelektronické prostriedky môžu poskytovať
tzv. prekrývajúce zobrazované údaje letu, cieľové dáta (štátna príslušnosť, rýchlosť
a smer letu), stav hlavných lietadlových sústav a zariadení, prípadne obraz
z prostriedkov pre prieskum a sledovanie cieľa vo dne i v noci (termovíznych
a televíznych kamier). Tento viacúčelový displej, inštalovaný niekoľko centimetrov
pred očami pilota predstavuje výstupný prvok rozloženého interaktívneho systému,
ktorého funkcie môžu byť priamo zviazaný jak s ľubovoľnými lietadlovými senzormi,
tak s počítačom riadenia paľby a počítačom letových hodnôt. Pilot v ňom teda vidí
všetko potrebné pre bojovú činnosť a riadenie letu, vo dne, za zníženej viditeľnosti
(za zlých meteorologických podmienok) i v noci. Nielenže varuje pilota pred
nebezpečenstvom neďalekého napadnutia, ale zároveň umožňuje bezprostrednú
vizuálnu kontrolu vlastnej činnosti. Natočením hlavy (resp. prilby) do smeru k cieľu je
okamžite prispôsobený a smerovaný celý zbraňový systém a zobrazia sa nielen
všetky údaje o cieli, ale i možné využitie všetkých dostupných zbraní pre konkrétne
danú situáciu vrátane vhodného okamžiku ich použitia vzhľadom k polohe lietadla,
pohybu a manévrovania cieľu. Prilbový displej je z tohto hľadiska teda určitou formou
čelného priehľadného displeja HUD (Head-Up-Display), t.j. displej ktorý je v mnohých
bojových lietadlách umiestnený priamo za čelným sklom pilotnej kabíny. Obrazová
informácia môže byt doprevádzaná zvukovou indikáciou (napr. v prípade
nebezpečia, zachytenia cieľa, pripravenosť zbraňového systému a pod.), čo značne
zjednodušuje a urýchľuje reakcie pilota na vzniknutú situáciu. Táto schopnosť má
svoje opodstatnenie najmä v súvislosti s vývojom a zavedením lietadiel 5. generácie
s vyššími manévrovacími schopnosťami. Nebývalé manévrovacie schopnosti budú
určite klásť omnoho vyššie nároky na pilota, pričom o úspešnosti vo vzdušných
súbojoch v rade prípadov rozhodnú i zlomky sekúnd. Kto prvý zistí protivníka,
zameria a zaháji paľbu, ten prežije. Prilbové displeje k tomu majú výraznú prispať
najmä v kombinácií s novou generáciou PLRS so širokým zorným polom navádzacej
sústavy a vysokou manévrovacou schopnosťou (minimálne 20 g). Najväčšou
výhodou prilbového displeja v porovnaní s displejom HUD je podstatné rozšírenie
celkového zorného pola, ktoré u displeja HUD býva obvykle 12 až 15 v smere
Strana 12
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
pozdĺžnej osi lietadla, kdežto u prilbového displeja je stále zorné pole obvykle 40
a naviac jeho vychýlenie v ľubovoľnom smere je obmedzené len pohyblivosťou hlavy
pilota, vnútorným priestorom a výhľadom z pilotnej kabíny. Za najväčšiu prednosť
prilbového zameriavača je považovaná skutočnosť, že pri odpálení PLRS nebude
nutné zosúhlasiť pozdĺžnu os lietadla s polohou cieľu, ale postačí len sa na zvolený
ciel pozrieť (napr. bočným smerom, či hore) a po ohlásení pripravenosti zbraňového
systému odpáliť PLRS. Rozšírenie celkového zorného pola spolu so znížením
hmotnosti a jej priaznivým priestorovým rozložením umožňuje jednoduchšie
a rýchlejšie vyhľadávanie a označovanie vzdušných cieľov najmä pri manévrovacom
vzdušnom boji. Rovnako naliehavou je potreba využívania prilbových zameriavačov
na bojových vrtuľníkoch, ktoré sú vzhľadom k malej operačnej výške relatívne
zraniteľné a sú nútené čeliť útokom jak zo Zeme, tak zo vzduchu. Kritérium pružnosti
a rýchlosti vrtuľníkového zbraňového systému je chápaná ako základní kameň nielen
úspešnej bojovej činnosti najmä proti tankom, ale i „boja o vlastné prežitie“. V praxi
bolo dokázané, že s použitím prilbového displeja môže pilot zistiť a sledovať ciel na
dvojnásobnú vzdialenosť než čelným priehľadným displejom. Lietadlový rádiolokátor
alebo navádzacia sústava PLRS zobrazením príslušných symbolov na displeji pilota
efektívne vedie v celom priebehu mánévrov. Ponúka mu, ktorým smerom sa má
pozerať, aby zazrel cieľ a bol schopný ho označiť a s najväčšou pravdepodobnosťou
zasiahnuť. Jedním zo základných prevádzkových požiadavok na prilbový displej je
automatické nastavenie optimálneho kontrastu a jasu zobrazovaných údajov tak, aby
bolo jednoducho a zreteľne čitateľné vo dne i na slnku, v noci, ale i v celom priebehu
letu pri manévrovaní, kedy sa rýchlo strieda temný terén s jasnou oblohou, pri prelete
oblačnosťou a pod. Bežné prevedenia týchto displejou sú monokulárne a vlastní
displej je vzdialený asi 60 mm od očí. Táto vzdialenosť sa osvedčila ako optimálna
pre vnímanie „vrstveného“ obrazu pilotom. Typické zorné pole je 40 x 30. Súčasťou
je rovnako funkcia blokovania odpálenia PLRS ak ciel nie je dostatočne blízko alebo
bol identifikovaný ako vlastní. Prilbový displej sa za prevádzky nachádza
v magnetickom poli, ktoré sa rozprestiera v celom priestore pilotnej kabíne a je
využívaný k vyhodnocovaniu polohy a natočeniu hlavy pilota. Tieto údaje sú
využívané pre elektronické určenie zámerne (spojnice medzi lietadlom a cieľom)
i v prípade, kedy prilba neni presne uprostred. Symbolika zobrazovania na displeji sa
na ploche naviac môže vychyľovať podľa momentálnej pozície hlavy a smeru
pohľadu pilota obvykle v rozsahu Z 20 až 30°. [4]
Strana 13
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
1.3.3 Prevedenia prilbových zameriavačov
Pre lietadlá, najmä stíhacích, sú vyvíjané kompaktné prilbové zameriavače
s vstavanou kyslíkovou maskou, ktorá musí zabezpečiť základnú funkciu nielen za
letu, ale i pri katapultáži pri vysokých rýchlostiach letu a vo veľkých výškach. Už teraz
sa osvedčuje modulové usporiadanie s možnosťou vybavenia rôznymi komponentmi
podľa zamýšľaného použitia a konkrétnych potrieb. Jedným z nich je prilbový
zameriavač TOPSIGHT, určený pre lietadlo RAFALE. Umožňuje zobraziť kurs,
polohu, výšku, vzájomný uhol medzi PLRS a rádiolokátorom, oblasť účinnej palby,
zostávajúce zásoby PLRS a munície, dosah (dolet) PLRS, rýchlosť lietadla a zbytku
jeho pohonných hmôt. Zatiaľ boli vyrobené dva prototypy, ktoré boli overované na
testovacom lietadle MIRAGE 2000. Zo všetkých režimov letov vo dne i v noci už boli
úspešne vyskúšané základné funkcie zameriavačov – zobrazované symboly,
vyhľadávanie a označovanie cieľa, funkcie lietadlových systémov pri rôznych
záťažiach pilota. Potvrdila sa vysoká presnosť označovania cieľu vybraných
k automatickému sledovaniu rádiolokátorom alebo navádzacia sústava PLRS
(MICA). Displej je i odolnejší proti náporu vzduchu pri vysokých rýchlostiach a chráni
zrak pilota pred zábleskami lasera a intenzívnym jasom, ktorý doprevádza jadrový
výbuch. Skúšobní piloti si pochvaľujú jednoduchosť „prirodzeného logického“
ovládania. Celková hmotnosť dosahuje 1,45 kg. Zameriavač pracoval až do deväť
násobku preťaženia (9 g) bez sebemenšej straty schopnosti displeja. Najväčším
problémom zatiaľ zostáva nadmerné preťaženie pilota, resp. tlak na hlavu. Ďalšie
zdokonaľovacie práce sú preto sústreďované na maximálne zníženie hmotnosti a jej
optimálne rozloženie po celej prilbe.
VIPER 3 (zdokonalená verzia VIPER 1 a VIPER 2) belgickej firmy Delft Sensor
Systems pre denné i nočné podmienky. Zlučuje noktovízor s priamym zasielaním
jasu III. generácie a binokulárne vypuklý displej vysokej presnosti s možnosťou
individuálneho nastavenia dioptrií (pilot nemusí používať dioptrické okuliare). Je
využiteľný na vrtuľníkoch a podzvukových lietadlách bez úpravy ich elektronických
systémov a montuje sa podľa potrieb na štandardné pilotné prilby. Zorné pole 180 x
110 ° (nočný obraz 40°), uhlová rozlišovacia schopnosť lepšia než 1 mrad,
vzdialenosť od očí 75 mm, hmotnosť nižšia než 2,3 kg.
Strana 14
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
TOPNIGHT je obmena zameriavača TOPSIGHT, vyvíjaný pre lietadlo RAFALE a je
optimalizovaný pre vedenia úderov na pozemné ciele v noci. Zatiaľ čo TOPSIGHT
poskytuje monokulárne zobrazenie dát, TOPNIGHT sa odlišuje hlavne použitím
rastrového displeja, ktorý umožňuje výstupné binokulárne zobrazené scény, snímané
nízkoúrovňovou televíznou kamerou (tzv. CCD kamera). Poskytuje zhodné bežne
prevádzané funkcie, naviac dovoľuje využívať displej ako výstupné zariadenie
lietadlovej termokamery (vstavanej v prednej časti trupu, alebo v kontajneri pod
trupom či krídlom), prípadne noktovízneho prístroja s priamym zosilnením jasu,
vstavaného v pilotnej prilbe. Jeho najväčšou prednosťou je priama súčinnosť s týmito
senzormi. Stručne vyjadrené – kam pilot natočí hlavu, tam sa automaticky natočia
i optické sústavy týchto senzorov. Pilot tím získava nielen dáta, ale i kompletné
informácie vrátane obrazu priestoru a to nielen pre lietadlom, ale i z oboch strán,
čiastočne zospodu a zozadu. Naviac môže podľa potrieb vyberať spôsob zobrazenie,
ktorý najviac vyhovuje danej úlohe a situácii. Celková hmotnosť prilbového
zameriavača TOPNIGHT vrátane kyslíkovej masky je 1,8 kg. Testovacie letové
skúšky prilbového zameriavača TOPNIGHT na testovacom lietadle MIRAGE 2000
boli zahájené koncom roku 1996. Obdobný prilbový zameriavač pre bojové vrtuľníky
môže byť podstatne jednoduchší, pretože odpadá nutnosť bezpečnosti pre prípady
katapultáže pri nadzvukových rýchlostiach. Preto jeho zostava môže byť zostavená
z rôznych komponentov a tím i omnoho variabelnejší a efektívnejší pre rôzne úlohy.
Základom prilbového zameriavača TOPBOWL firmy Sextant Avionoque, ktorý je bol
overovaný na piatom prototype PT4 bojového vrtuľníka TIGER HAC, je vlastná
pilotná prilba so vstavanými spojovacími prostriedkami o celkovej hmotnosti 650
gramov. K nej je možné pripojiť niekoľko rôznych modelov. Celková hmotnosť dennej
verzie môže dosiahnuť až 1,8 kg, nočná verzia potom 2,2 kg. Binokulárne zobrazenie
má zorné pole 40 °. Každá polovica displeja (vzdialeného 60 mm od očí) má svoj
vlastní zdroj so zosilňovačom jasu. Symboly sú generované počítačom. Môže
zobrazovať obraz, získaný termovíznou kamerou a využívať ju pre zameriavanie
pozemných cieľov a riadenie paľby z kanónu a navedenie protitankových RS.
Hmotnosť verzie pre riadenie paľby z kanónu dosahuje 1,35 kg. Základné možnosti
sú takmer zhodné so zameriavačom TOPNIGHT. Zameriavač TOPBOWL bol
ponúknutý britskému ministerstvu obrany pre vybavenie bojových vrtuľníkov,
testovaný je rovnako na juhoafrických bojových vrtuľníkoch ROOIVALK.
Strana 15
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
Prilbový zameriavač TOPFLIGHT predstavuje novú generáciu tzv. „inteligentných“
prilbových zameriavačov. V blízkej budúcnosti môže byť prvkom moderného
rádiotechnického vybavenia nových typov lietadiel, alebo ako súčasť
modernizačných opatrení starších cvičných a bojových lietadiel, u ktorých môže
výrazne posilniť ich bojové možnosti najmä v noci. Relatívne lacný TOPLIGHT
začleňuje software operačných režimov a s lietadlovými systémami a prostriedkami
komunikuje prostredníctvom štandardnej dátovej zbernice MIL-STD-1553B. pilotovi
poskytuje široký rozsah navigačných a prieskumných informácií, vrátane všetkých
potrebných dát pre riadenie paľby z palubných zbraní a proti pozemným i vzdušným
cieľom. Od zameriavača TOPNIGHT sa kvalitatívne odlišuje hlavne využívaním
najpokrokovejších technológií holografického zobrazenia scény, novej generácie
grafického počítača, digitálneho zobrazovania profilu terénu typu TERPROM
(umožňuje generovať trojdimenziáli profil terénu, uchovaný v pamäti počítača na
základe vzoriek získaných rádiolokátorom). Naviac pri určovaní polôh sledovaných
cieľov dokáže priamo využívať údaje družicového navigačného systému GPS. Podľa
požiadaviek zákazníka možno TOPLIGHT účelovo vybaviť vstavaným príjmačom
družicového navigačného systému GPS, zvukovým systémom výstrahy a riadenia
letu a ďalšími hybridnými prostriedkami. Uvedené možnosti zameriavačov
TOPFLIGHT nasvedčujú o kvalitách, ktorých môže zastarávajúce lietadlo dosiahnuť
v relatívne krátkom časovom období s vynaložením minimálnych finančných
prostriedkov. Zaujímavosťou je, že prilbový zameriavač TOPFLIGHT je jedným
z prvých, ktorý je vyvíjaný v dvoch verziách – vojenskej a civilnej. Prakticky ho
môžeme využívať na ľubovoľnom type lietadla, zabezpečiť súčinnosti s pridruženými
prostriedkami (rádiolokátorom, optoelektronickými senzormi, prostriedkami spojenia
a rádioelektronického boja), a napĺňať i tie najrozmanitejšie a najnáročnejšie taktické
a prevozné požiadavky. Už teraz sa rysuje možnosť ďalšieho zdokonaľovania
prilbových zameriavačov, najmä vstavaním ďalších systémov, ktoré majú napomáhať
pilotovi v boji. Vývoj je sústredený na maximálne zníženie úrovne hluku vnútri prilby
ako základného predpokladu k využitiu zvukového informačného a riadiaceho
systému. Jeho základom je zvukový systém riadenia letu, ktorý bol overovaný na
lietadle MIRAGE 2000 a perspektívne sa s ním počíta na lietadlách RAFALE. Môže
rozpoznávať až 150 „štandardných“ slov v poveloch pre riadenie lietadla
a zbraňového systému, tvorených až 10 slovami. Súčasne s ním bol vyvíjaný
trojdimenziálny (tzv. priestorový) zvukový systém TOPVOICE, ktorý má pilotovi
Strana 16
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
odlišným tónom zdeliť, ktorým smerom má natočiť hlavu, aby zachytil ciel vizuálne.
V súčinnosti s výstražným systémom lietadla (výstražnými rádiolokačnými
a infračervenými príjmačmi) má generovať tóny pre rozlíšenie smeru (zo Zeme, alebo
zo vzduchu).
Predmetom fázy testovacích skúšok v roku 1997 má byť hlavne vyhodnocovanie
času, potrebného k vizuálnej detekcii cielu v rôznych podmienkach s využitím len
vizuálnej informácie so symbolmi, jedine priestorovej zvukovej výstrahy a kombinácie
oboch spôsobov. Odborníci sa domnievajú, že priame pripojenie vstupu od väčšieho
počtu nezávislých senzorov k prilbovému zameriavaču by mohli zbytočne zaťažiť
pilota natoľko, že by vo svojom dôsledku neprinieslo skrátenie, ale naopak predĺženie
doby výstrahy. Najdôležitejšie teda bude nájsť vhodný a efektívny spôsob, ktorý bude
v modernom blízkom manévrovacom boji prínosom. Podľa požiadaviek pilota je ďalej
zdokonaľovaná i symbolika, ktorá musí byť čo najjednoduchšia a maximálne
schodná s už používanými spôsobmi zobrazenia na displejoch lietadiel. Dnes je
zcela isté, že prilbový zameriavač ako nezbytný budúci komponent v človekom
ovládaním systémom podstatne rozširuje operačné schopnosti moderných bojových
prostriedkov bez nutnosti meniť alebo upravovať konštrukciu. Francúzske bojové
lietadlo 5. generácie RAFALE má byť prvým európskym lietadlom s prilbovými
zameriavačom ako štandardným prostriedkom. Dostupný je zatiaľ len prilbový
zameriavač TOPSIGHT. Predpokladá sa, že bude zohrávať kľúčovú rolu
v modernizáciách bojových lietadiel uprostred ich technickej životnosti, ako napr.
MIRAGE 2000, TORNADO, MiG-29, F/A-18 a mnoho ďalších. [4]
1.3.4 Ďalšie aplikácie prilbových zameriavačov
Prilbové zameriavače pre svoje prednosti nachádzajú uplatnenie mimo lietadiel
a vrtulníkov i v ďalších druhoch bojovej techniky. Na základe takticko – technických
požiadaviek, stanovených velením amerického pozemného vojska sa už niekoľko
rokov rada svetových elektronických firiem (Honeywell, Kopin, David Sarnoff
Research Centre, Planar Systems, Standish Industries ad.) zaoberá ich vývojom
a aplikáciou ako súčasťou spojovacieho, informačného a riadiaceho systému pre
obrnenú techniku, najmä tankov a bojové vozidlá pechoty. Samozrejme, že ich vývoj
Strana 17
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
bol motivovaný prilbovými zameriavačmi pre vrtuľníky. Napríklad v USA je v rámci
projektu CVC HMD (Combat Vehicle Crew Head-Mounted Display) firmou Honeywell
vyvíjaný prilbový zameriavač, ktorý má využívať veliteľ tanku k zobrazovaniu taktickej
situácie. Pre základné overovanie skúšky bolo vyvinutých niekoľko funkčných vzorov
s monochromatickou aktívnou elektroluminiscenčnou matricou a s matricou
z tekutých kryštálov (LCD) s rozlíšením 1280 x 1040 bodov, binokulárnym
prevedením zo zorným polom 40° a ďalšie. Funkčné vzory displeja typu HMD (Head
Mounted Display) sú od roku 1994 overované v polních podmienkach. Súčasne s tím
boli poskytnuté simulačním laboratóriám strediska pre obrnenú techniku, ktoré majú
na simulátori tanku M1A2 dlhodobo skúmať vplyv prilbových displejov na človeka
(psychiku, stres, únavu a ďalšie). Špeciálne taktické displeje sú pomerne drahé,
objemné, vyžadujú vysoké napájacie napätie. Miniatúrne displeje prilbových
zameriavačov sú ľahké, vyznačujú sa vysokým jasom, kontrastom a kvalitou obrazu,
nízkou spotrebou elektrickej energie a možnosťou ľahkej údržby. Predpokladá sa, že
doslova revolučné technológie v elektronickom vybavení tanku majú značne
zdokonaľovať velenie, riadenie a spojenie a zároveň zvýšiť pružnosť bojových
operácií i pravdepodobnosti prežitia osádok v modernom boji. [4]
Strana 18
Fakulta špeciálnej techniky SEMESTRÁLNA PRÁCA T renčianska univerzita A. D. v Trenčíne
ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ODKAZOV
[1] Dostupné na internete: <http://www.infrared.cz/Technologie/Noktovize/>
[2] Dostupné na internete: < http://tthunt.sk/?page=noktovizor>
[3] Dostupné na internete: <http://www.vrtulnik.cz/avionic/prilba.htm>
[4] Dostupné na internete: <http://cs.wikipedia.org/wiki/Noktovizor>
Strana 19