早在2016年7月的时候,俄罗斯《消息报》就曾刊登俄罗斯成为继美国、法国、中国之后第四个能自主研发坦克用热成像仪技术国家的消息,那么坦克用热成像仪到底是个什么东西,让坦克制造巨头俄罗斯都念念不忘?它和夜视仪有何区别呢?
▲上图为俄军T-14“阿玛塔”主战坦克在红场上的热图像,因为背景建筑经过太阳的暴晒温度并不低,所以图像并不是很清晰,但还是能看出坦克的轮廓,不过下图在天空中飞行的飞机周围环境温度都比较低所以就比较清晰了
在热力学中,有一个绝对零度(一个理论值,大约为负273.15℃),在该温度下所有热是停止运动的,所以只要一个物体温度高过这个数值,就会产生红外辐射。如果接收到这些目标的红外辐射并用显示器等转换成图像,就可以反映出目标与周围环境热辐射的差异,于是利用这种热对比度就能形成热图像。在真实的环境中,不论是人员(体温)还是自带热源(发动机)的坦克等目标,其温度一般都会比周围环境高,所以就是热成像仪最好的观察目标。此外热像仪还可以通过目标留下的“热痕迹”来判断出目标的去向。
▲热成像技术的简易原理图
热成像仪的基本工作原理搞清楚了我们再来看看一般坦克的热成像仪是如何工作的:
▲第一代的热像仪比如台军的M60A3及M48H“勇虎”式坦克装备的AN/VSG-2型热成像瞄准镜
▲美军M1主战坦克上面的夜视仪,美军最先进的M1A2系列主战坦克已经装备了二代的红外CCD焦平面列阵凝视型热成像仪
说起优势之前先来看看红外夜视仪的工作方式,首先是一个红外光源照射目标,红外线反射返回后被红外寻像器捕捉,通过光电效应产生电信号,最后再把电信号转换成图像。这种主动夜视仪必须依赖人造光源,此外夜间开红外光源在敌方的红外寻像器上面就好比夜晚打手电筒,极其容易暴露目标,而被动式的微光夜视仪则依赖的是目标发出的红外光源,比如夜天光,在无光的情况下这种被动夜视仪就完全失去了作用。
▲以法国的地平线级驱逐舰为例,烟囱主体属于红外特征的主动放射源,是舰艇最重要的热辐射信号出处,所以烟囱的降热辐射信号就显得尤为重要,一般都会在在烟囱上套个隔热罩或者涂装能减少热辐射特征的涂料
而热像仪就不同了,它是一种“全天候”“全被动”的观瞄器材。不论何时何何物地都可以观察,因为上面提到的绝对零度是一个理论值,是不可能实现的,所以是个物体它都会产生热辐射,而红外线的传播能力又极其强悍,距离远穿透能力也强,很容易就会被探测。再者在一些雪天,风沙天气下,可见光一般无法穿透,但是红外线就不一样,在各种复杂恶劣的情况下都可以使用。而且还极其隐蔽,不容易被敌方发现。
▲比如这个在人群中放屁的家伙一下子就可以看出来
▲再比如通过这辆赛车轮胎的热辐射差可以判断该车刚刚行驶过或者是正在行驶,发动机处的热辐射差可以判断该车处于启动状态
在热像仪面前任何伪装都没有用,除非将目标的温度完美的和周围环境融为一体,使其看不到热辐射差异,而这在复杂的作战环境下几乎不可能实现,顶多就是降低一些车辆或人员的热辐射信号,减少被发现的几率。此外热成像仪还可以判断目标的状态。比如观察排气口的热辐射差就可以判断该车是否为启动状态,观察轮胎的热辐射差就可以判断该车刚刚是否经过了行驶,这些细节在特战领域都是特别重要的情报信息,所以热成像仪至今都代表了夜视技术的最高水平。
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