Еволюція нічної оптики
Сучасні технології стрімко інтегрувались у повсякденне життя, витіснивши багато рішень минулих десятиліть. Більшість людей вже не пам’ятає, як виглядали прилади попередніх поколінь. Це особливо стосується тепловізорів і приладів нічного бачення, які до 1990-х років застосовувалися переважно у військовій сфері.
Перші моделі 1940–1950-х років мали масивні корпуси та обмежену ергономіку, оскільки пріоритетом була функціональність, а не зручність користування. З часом інженери впровадили низку технічних рішень, які суттєво покращили габарити, вагу та енергоефективність пристроїв.
У цьому матеріалі ми простежимо еволюцію зовнішнього вигляду нічної оптики та проаналізуємо ключові інженерні зміни, що забезпечили сучасний рівень ергономіки. Результати цього дослідження — нижче в статті.
Еволюція нічної оптики
Сучасні технології стрімко інтегрувались у повсякденне життя, витіснивши багато рішень минулих десятиліть. Більшість людей вже не пам’ятає, як виглядали прилади попередніх поколінь. Це особливо стосується тепловізорів і приладів нічного бачення, які до 1990-х років застосовувалися переважно у військовій сфері.
Перші моделі 1940–1950-х років мали масивні корпуси та обмежену ергономіку, оскільки пріоритетом була функціональність, а не зручність користування. З часом інженери впровадили низку технічних рішень, які суттєво покращили габарити, вагу та енергоефективність пристроїв.
У цьому матеріалі ми простежимо еволюцію зовнішнього вигляду нічної оптики та проаналізуємо ключові інженерні зміни, що забезпечили сучасний рівень ергономіки. Результати цього дослідження — нижче в статті.
Ергономіка нічної оптики залежить від габаритів, ваги та способу кріплення пристрою. Надмірно великі розміри ускладнюють експлуатацію, а надто малі — призводять до труднощів з керуванням, зокрема через незручність натискання дрібних кнопок.
Маса пристрою визначається сумарною вагою всіх компонентів і їх розподілом у корпусі. Для досягнення балансу виробники можуть змінювати конструкцію — додавати або прибирати елементи корпусу. Важливу роль відіграє цільова аудиторія: якщо пристрій призначений для військових або користувачів з високою фізичною підготовкою, допустиме незначне збільшення ваги без втрати зручності. Для цивільних користувачів, навпаки, пріоритетом є мінімальна вага.
Метод кріплення також критично впливає на ергономіку. Це стосується як прицілів нічного бачення, що монтуються на зброю, так і пристроїв, що встановлюються на штатив. У кожному випадку необхідно забезпечити правильне розміщення, яке не порушує баланс системи, не ускладнює керування та не впливає на ергономіку зброї чи іншого обладнання.
У 1950-х роках Сполучені Штати розпочали розробку власних приладів нічного бачення (ПНБ), використовуючи німецькі зразки Другої світової війни як основу. Це стало поштовхом до створення приладів другого покоління, які мали кращу чутливість і менші габарити порівняно з попередниками.
У 1960-х роках з’явилися моделі, придатні для встановлення на стрілецьку зброю та бронетехніку. Найбільш поширеними були приціли AN/PVS-2, які встановлювалися на модифіковані гвинтівки M16. Ці прилади активно використовувалися під час війни у В’єтнамі, забезпечуючи суттєву перевагу в умовах обмеженої видимості.
Корпуси ПНБ того періоду виготовлялися з алюмінієвих сплавів або пластику, без належного захисту від ударів, вологи чи пилу. Через це конструкція була вразливою до механічних пошкоджень, і солдати змушені були поводитися з приладами обережно, щоб уникнути виходу з ладу дорогого обладнання.
Зовнішній вигляд приладів 1960-х років загалом нагадував сучасні аналоги, однак їхні габарити та маса перевищували 2 кг, що ускладнювало прицілювання та стрільбу. Кріплення до зброї здійснювалося через громіздкі адаптери, які не забезпечували стабільної фіксації, що створювало труднощі під час бойових дій.
Ергономіка нічної оптики залежить від габаритів, ваги та способу кріплення пристрою. Надмірно великі розміри ускладнюють експлуатацію, а надто малі — призводять до труднощів з керуванням, зокрема через незручність натискання дрібних кнопок.
Маса пристрою визначається сумарною вагою всіх компонентів і їх розподілом у корпусі. Для досягнення балансу виробники можуть змінювати конструкцію — додавати або прибирати елементи корпусу. Важливу роль відіграє цільова аудиторія: якщо пристрій призначений для військових або користувачів з високою фізичною підготовкою, допустиме незначне збільшення ваги без втрати зручності. Для цивільних користувачів, навпаки, пріоритетом є мінімальна вага.
Метод кріплення також критично впливає на ергономіку. Це стосується як прицілів нічного бачення, що монтуються на зброю, так і пристроїв, що встановлюються на штатив. У кожному випадку необхідно забезпечити правильне розміщення, яке не порушує баланс системи, не ускладнює керування та не впливає на ергономіку зброї чи іншого обладнання.
У 1950-х роках Сполучені Штати розпочали розробку власних приладів нічного бачення (ПНБ), використовуючи німецькі зразки Другої світової війни як основу. Це стало поштовхом до створення приладів другого покоління, які мали кращу чутливість і менші габарити порівняно з попередниками.
У 1960-х роках з’явилися моделі, придатні для встановлення на стрілецьку зброю та бронетехніку. Найбільш поширеними були приціли AN/PVS-2, які встановлювалися на модифіковані гвинтівки M16. Ці прилади активно використовувалися під час війни у В’єтнамі, забезпечуючи суттєву перевагу в умовах обмеженої видимості.
Корпуси ПНБ того періоду виготовлялися з алюмінієвих сплавів або пластику, без належного захисту від ударів, вологи чи пилу. Через це конструкція була вразливою до механічних пошкоджень, і солдати змушені були поводитися з приладами обережно, щоб уникнути виходу з ладу дорогого обладнання.
Зовнішній вигляд приладів 1960-х років загалом нагадував сучасні аналоги, однак їхні габарити та маса перевищували 2 кг, що ускладнювало прицілювання та стрільбу. Кріплення до зброї здійснювалося через громіздкі адаптери, які не забезпечували стабільної фіксації, що створювало труднощі під час бойових дій.
Огляд приладів нічного бачення 1970-х років
У 1970-х роках з’явилося нове покоління приладів нічного бачення, деякі з яких досі використовуються в навчальних цілях або як резервні системи. Це були перші серійні пристрої другого покоління, які застосовували мікроканальні пластини (МКП) у складі електронно-оптичного перетворювача (ЕОП), що суттєво підвищило чутливість і роздільну здатність порівняно з приладами першого покоління.
Зовні ці прилади майже не відрізнялися від сучасних моделей, однак мали інші габарити. Випускалися стандартні військові приціли та біноклі, які стали компактнішими завдяки впровадженню нових схем живлення та зменшенню розмірів ЕОП. Наприклад, радянські ПНВ-57Е та американські PVS-2 демонстрували значне зменшення масогабаритних характеристик порівняно з моделями 1960-х років.
Також вироблялися мініатюрні нічні приціли, спеціально розроблені для снайперської стрільби, зокрема радянський 1ПН34. Вони вирізнялися простотою у використанні та добре збалансованою конструкцією, що зменшувала навантаження на стрільця під час прицілювання та пострілу.
Кріплення таких прицілів до зброї залишалися недосконалими, часто використовувалися бічні планки або фіксатори з обмеженою стабільністю. Проте на той час це вважалося прийнятним компромісом. Ергономіка пристроїв покращилася завдяки використанню нових матеріалів корпусу — алюмінієвих сплавів і армованих полімерів, що забезпечували легкість, міцність і стійкість до вологи та пилу.
Протягом наступних 20 років після появи перших приладів нічного бачення зміни в конструкції корпусів, характеристиках та функціональності були незначними. Лише наприкінці 1990-х років з’явилися моделі третього покоління, зокрема PVS-14 (США, 1997), які стали найпоширенішими серед військових і цивільних користувачів. Ці прилади використовують ЕОП з мікроканальною пластиною та фотокатодом GaAs, що забезпечує високий рівень чутливості та роздільної здатності.
Виробники, зокрема ITT, L3Harris і Photonis, приділили особливу увагу ергономіці нових моделей. Корпуси виготовляли з ударостійкого полімеру (наприклад, полікарбонат-нейлонових композитів), що зменшило вагу до 300–350 г без шкоди для міцності. Прилади отримали зручне розташування елементів керування, універсальні кріплення типу dovetail або bayonet для шоломів і зброї, а також можливість роботи однією рукою. Це дозволило ефективно використовувати їх у динамічних умовах бою або під час пошуково-рятувальних операцій.
Корпуси проходили багатоетапне тестування на відповідність стандартам MIL-STD-810 (удар, вібрація, вологість, пил), що забезпечило високу стійкість до зовнішніх впливів. Наприклад, корпус AN/PVS-14 витримує падіння з висоти 1,5 м на бетон. Завдяки герметизації корпусів (IP67 або вище) та використанню антикорозійних покриттів зменшилася кількість відмов через вологу або пил. Це суттєво збільшило ресурс експлуатації — середній час безвідмовної роботи перевищує 10 000 годин — і знизило потребу в ремонтах, зокрема заміні пошкоджених компонентів корпусу чи електроніки.
Розвиток конструкції приладів нічного бачення
У XXI столітті прилади нічного бачення зазнали помітних змін у конструкції. Хоча ці зміни не були революційними, вони суттєво вплинули на зручність і функціональність пристроїв.
Сучасні ПНБ стали компактнішими, легшими та придатними для тривалого використання. Корпуси деяких моделей, зокрема PVS-14 або DTNVS, виготовляються з армованих полімерів (наприклад, поліамідів, посилених скловолокном) або сплавів алюмінію 7075-T6, що забезпечує високу міцність при зниженій вазі.
Удосконалення електронно-оптичних перетворювачів (ЕОП), таких як Photonis 4G або L3Harris Unfilmed White Phosphor, супроводжуються зменшенням габаритів та маси компонентів. Це вимагає адаптації корпусів — зміни розміщення елементів живлення, оптичних вузлів і систем кріплення. Також впроваджуються нові типи об'єктивів із покращеним світлозбиранням (наприклад, F/1.0 замість F/1.2), що впливає на геометрію корпусу.
Індивідуальне виготовлення ПНБ під специфічні задачі (наприклад, для підрозділів спецпризначення або операторів БПЛА) стимулює розвиток ергономіки — зокрема, впровадження складних шарнірних кріплень, змінних модулів живлення (AA/CR123) та інтеграції з шоломами типу FAST. Це створює передумови для подальшого прогресу в дизайні корпусів і функціональних можливостях пристроїв.
Огляд приладів нічного бачення 1970-х років
У 1970-х роках з’явилося нове покоління приладів нічного бачення, деякі з яких досі використовуються в навчальних цілях або як резервні системи. Це були перші серійні пристрої другого покоління, які застосовували мікроканальні пластини (МКП) у складі електронно-оптичного перетворювача (ЕОП), що суттєво підвищило чутливість і роздільну здатність порівняно з приладами першого покоління.
Зовні ці прилади майже не відрізнялися від сучасних моделей, однак мали інші габарити. Випускалися стандартні військові приціли та біноклі, які стали компактнішими завдяки впровадженню нових схем живлення та зменшенню розмірів ЕОП. Наприклад, радянські ПНВ-57Е та американські PVS-2 демонстрували значне зменшення масогабаритних характеристик порівняно з моделями 1960-х років.
Також вироблялися мініатюрні нічні приціли, спеціально розроблені для снайперської стрільби, зокрема радянський 1ПН34. Вони вирізнялися простотою у використанні та добре збалансованою конструкцією, що зменшувала навантаження на стрільця під час прицілювання та пострілу.
Кріплення таких прицілів до зброї залишалися недосконалими, часто використовувалися бічні планки або фіксатори з обмеженою стабільністю. Проте на той час це вважалося прийнятним компромісом. Ергономіка пристроїв покращилася завдяки використанню нових матеріалів корпусу — алюмінієвих сплавів і армованих полімерів, що забезпечували легкість, міцність і стійкість до вологи та пилу.
Протягом наступних 20 років після появи перших приладів нічного бачення зміни в конструкції корпусів, характеристиках та функціональності були незначними. Лише наприкінці 1990-х років з’явилися моделі третього покоління, зокрема PVS-14 (США, 1997), які стали найпоширенішими серед військових і цивільних користувачів. Ці прилади використовують ЕОП з мікроканальною пластиною та фотокатодом GaAs, що забезпечує високий рівень чутливості та роздільної здатності.
Виробники, зокрема ITT, L3Harris і Photonis, приділили особливу увагу ергономіці нових моделей. Корпуси виготовляли з ударостійкого полімеру (наприклад, полікарбонат-нейлонових композитів), що зменшило вагу до 300–350 г без шкоди для міцності. Прилади отримали зручне розташування елементів керування, універсальні кріплення типу dovetail або bayonet для шоломів і зброї, а також можливість роботи однією рукою. Це дозволило ефективно використовувати їх у динамічних умовах бою або під час пошуково-рятувальних операцій.
Корпуси проходили багатоетапне тестування на відповідність стандартам MIL-STD-810 (удар, вібрація, вологість, пил), що забезпечило високу стійкість до зовнішніх впливів. Наприклад, корпус AN/PVS-14 витримує падіння з висоти 1,5 м на бетон. Завдяки герметизації корпусів (IP67 або вище) та використанню антикорозійних покриттів зменшилася кількість відмов через вологу або пил. Це суттєво збільшило ресурс експлуатації — середній час безвідмовної роботи перевищує 10 000 годин — і знизило потребу в ремонтах, зокрема заміні пошкоджених компонентів корпусу чи електроніки.
Розвиток конструкції приладів нічного бачення
У XXI столітті прилади нічного бачення зазнали помітних змін у конструкції. Хоча ці зміни не були революційними, вони суттєво вплинули на зручність і функціональність пристроїв.
Сучасні ПНБ стали компактнішими, легшими та придатними для тривалого використання. Корпуси деяких моделей, зокрема PVS-14 або DTNVS, виготовляються з армованих полімерів (наприклад, поліамідів, посилених скловолокном) або сплавів алюмінію 7075-T6, що забезпечує високу міцність при зниженій вазі.
Удосконалення електронно-оптичних перетворювачів (ЕОП), таких як Photonis 4G або L3Harris Unfilmed White Phosphor, супроводжуються зменшенням габаритів та маси компонентів. Це вимагає адаптації корпусів — зміни розміщення елементів живлення, оптичних вузлів і систем кріплення. Також впроваджуються нові типи об'єктивів із покращеним світлозбиранням (наприклад, F/1.0 замість F/1.2), що впливає на геометрію корпусу.
Індивідуальне виготовлення ПНБ під специфічні задачі (наприклад, для підрозділів спецпризначення або операторів БПЛА) стимулює розвиток ергономіки — зокрема, впровадження складних шарнірних кріплень, змінних модулів живлення (AA/CR123) та інтеграції з шоломами типу FAST. Це створює передумови для подальшого прогресу в дизайні корпусів і функціональних можливостях пристроїв.
Розвиток і особливості ранніх тепловізійних камер
Перші тепловізори стали доступними широкому загалу лише у 1960-х роках, хоча технологія інфрачервоної візуалізації розвивалась ще з 1940-х. Ранні моделі, зокрема AN/PAS-4, використовувалися армією США у В’єтнамі, але залишалися громіздкими й малоефективними для широкого застосування. Зовнішній вигляд таких пристроїв майже не змінювався протягом десятиліть: корпуси ставали трохи компактнішими, однак блоки обробки сигналу та виведення зображення залишались великими. Через високий рівень енергоспоживання більшість систем працювали лише від стаціонарного живлення або генераторів потужністю понад 1 кВт.
У 1968 році шведська компанія AGA (пізніше — частина FLIR Systems) представила тепловізор серії Thermovision, який мав форму телескопа та оснащувався окремим кріогенним охолоджувачем для підтримки роботи детектора на основі охолодженого PbSe. Пристрій був призначений для промислового та військового використання і важив понад 20 кг. У 1972 році американська компанія Texas Instruments розробила портативну модель з живленням від акумуляторів — AN/PAS-7. Це стало першим кроком до автономних систем, хоча пристрій усе ще потребував зовнішнього блоку охолодження і мав обмежений час автономної роботи (до 1 години).
Лише наприкінці 1970-х років з’явилися перші повністю автономні тепловізори без зовнішніх модулів охолодження. Наприклад, у 1979 році компанія Hughes Aircraft представила тепловізор AN/PAS-13 на основі охолодженого HgCdTe-детектора з інтегрованим кріогенним модулем. Це дозволило створити мобільні системи для тактичного використання без потреби в додатковому обладнанні.
У 1970-х роках американські інженери з Texas Instruments інтегрували у тепловізори можливість фіксації зображення на фотоплівку. Це дозволяло не лише спостерігати теплову картину в реальному часі, а й здійснювати її фотографування для подальшого аналізу або документування. Подібна функціональність була реалізована, зокрема, в експериментальних моделях, що використовувалися військовими та науковими установами.
Пристрій мав відносно компактні розміри для свого часу та зовнішньо нагадував сучасні монокуляри. Корпус виготовлявся з легких, але крихких матеріалів — здебільшого алюмінієвих сплавів і пластику — що робило його вразливим до механічних пошкоджень у польових умовах.
Ергономіка залишалась обмеженою: хоча забезпечувалась базова збалансованість і можливість утримання в руці, конструкція не враховувала таких аспектів, як розташування елементів керування, вага пристрою або зручність тривалого використання. Через це експлуатація тепловізорів того періоду вимагала спеціальної підготовки та не забезпечувала належного комфорту для оператора.
Розвиток і особливості ранніх тепловізійних камер
Перші тепловізори стали доступними широкому загалу лише у 1960-х роках, хоча технологія інфрачервоної візуалізації розвивалась ще з 1940-х. Ранні моделі, зокрема AN/PAS-4, використовувалися армією США у В’єтнамі, але залишалися громіздкими й малоефективними для широкого застосування. Зовнішній вигляд таких пристроїв майже не змінювався протягом десятиліть: корпуси ставали трохи компактнішими, однак блоки обробки сигналу та виведення зображення залишались великими. Через високий рівень енергоспоживання більшість систем працювали лише від стаціонарного живлення або генераторів потужністю понад 1 кВт.
У 1968 році шведська компанія AGA (пізніше — частина FLIR Systems) представила тепловізор серії Thermovision, який мав форму телескопа та оснащувався окремим кріогенним охолоджувачем для підтримки роботи детектора на основі охолодженого PbSe. Пристрій був призначений для промислового та військового використання і важив понад 20 кг. У 1972 році американська компанія Texas Instruments розробила портативну модель з живленням від акумуляторів — AN/PAS-7. Це стало першим кроком до автономних систем, хоча пристрій усе ще потребував зовнішнього блоку охолодження і мав обмежений час автономної роботи (до 1 години).
Лише наприкінці 1970-х років з’явилися перші повністю автономні тепловізори без зовнішніх модулів охолодження. Наприклад, у 1979 році компанія Hughes Aircraft представила тепловізор AN/PAS-13 на основі охолодженого HgCdTe-детектора з інтегрованим кріогенним модулем. Це дозволило створити мобільні системи для тактичного використання без потреби в додатковому обладнанні.
У 1970-х роках американські інженери з Texas Instruments інтегрували у тепловізори можливість фіксації зображення на фотоплівку. Це дозволяло не лише спостерігати теплову картину в реальному часі, а й здійснювати її фотографування для подальшого аналізу або документування. Подібна функціональність була реалізована, зокрема, в експериментальних моделях, що використовувалися військовими та науковими установами.
Пристрій мав відносно компактні розміри для свого часу та зовнішньо нагадував сучасні монокуляри. Корпус виготовлявся з легких, але крихких матеріалів — здебільшого алюмінієвих сплавів і пластику — що робило його вразливим до механічних пошкоджень у польових умовах.
Ергономіка залишалась обмеженою: хоча забезпечувалась базова збалансованість і можливість утримання в руці, конструкція не враховувала таких аспектів, як розташування елементів керування, вага пристрою або зручність тривалого використання. Через це експлуатація тепловізорів того періоду вимагала спеціальної підготовки та не забезпечувала належного комфорту для оператора.
Розвиток ергономіки тепловізійних приладів
Протягом останніх двох десятиліть основна увага виробників тепловізійної оптики зосереджувалась на підвищенні ефективності та розширенні функціональності пристроїв. Паралельно змінювався підхід до конструкції корпусу. Із відкриттям цивільного ринку, зокрема після 2000-х років, компанії як FLIR Systems, Pulsar (Yukon Advanced Optics), AGM Global Vision почали активно вдосконалювати ергономіку тепловізорів для користувачів поза військовим сектором.
Корпуси сучасних моделей адаптовані до анатомії руки користувача, що полегшує утримання пристрою однією рукою та знижує втому при тривалому спостереженні. Наприклад, серія Pulsar Helion має змінні гумові вставки та оптимізоване розміщення елементів керування для роботи в рукавичках. Покращене балансування маси корпусу зменшує навантаження на кисть і дозволяє використовувати прилад безперервно протягом кількох годин.
Габарити та вага приладів, орієнтованих на цивільний сегмент, суттєво зменшилися. Наприклад, FLIR Scout TK важить лише 170 г і має довжину 15 см, що значно спрощує транспортування та зберігання. У 21 столітті тепловізори стали багатофункціональними: більшість моделей оснащені відеозаписом, Wi-Fi-модулями та GPS. Корпуси виготовляються з ударостійких полімерів або магнієвих сплавів і забезпечують захист за стандартами IP66 або IP67 від пилу, вологи та механічних пошкоджень.
Сучасні моделі вирізняються продуманим ергономічним дизайном, який враховує як технічні вимоги (тепловідведення, герметичність), так і зворотний зв’язок від користувачів — мисливців, рятувальників, охоронців і спортсменів.
Тепловізори та прилади нічного бачення постійно еволюціонують. Цей процес охоплює як внутрішні компоненти, так і конструкцію корпусу. У найближчі роки очікується зменшення габаритів і маси приладів — наприклад, сучасні монокуляри на базі ЕОП Photonis ECHO вже важать менше 300 г. Це зумовлює зміну ергономіки: пристрої доведеться утримувати не всією долонею, а кількома пальцями, як це реалізовано у PVS-14 або ACTinBlack DTNVS.
Зменшення розмірів потребуватиме адаптації форми корпусу до нових способів хвату. Водночас виробники, зокрема L3Harris і Theon Sensors, впроваджують нові композитні матеріали — карбон, армовані полімери — для зниження маси без втрати міцності. Це впливає на балансування оптичної системи, особливо в приладах з великим об'єктивом або додатковими аксесуарами (наприклад, кріпленням на шолом). Тому геометрія корпусу зазнає локальних змін для збереження стабільності й зручності використання.
Значні зміни у дизайні можливі лише за умови впровадження принципово нових технологій, таких як цифрові ЕОП нового покоління або інтеграція штучного інтелекту для обробки зображення в реальному часі. Наприклад, розробки компаній BAE Systems і Elbit Systems у сфері цифрової нічної оптики можуть змінити архітектуру приладів, зробивши їх компактнішими та функціональнішими без традиційної електронно-оптичної схеми.
У перспективі можливе створення технологій, що надаватимуть людині здатність бачити в темряві без використання зовнішніх приладів. Зокрема, у 2019 році дослідники з Університету науки і технологій Китаю (USTC) та Массачусетського університету в Медфорді (США) успішно імплантували мишам наночастинки, які надавали їм здатність бачити в інфрачервоному діапазоні. Ці наночастинки зв'язувалися з фоторецепторами сітківки та зміщували спектральну чутливість ока.
У разі подальшого розвитку таких технологій, тепловізори та прилади нічного бачення (ПНБ) можуть стати допоміжними засобами, а не основними. Це вплине на конструкцію та принципи роботи ПНБ. Інженери також працюють над створенням мікроскопічних пристроїв, які можна імплантувати у зорову систему людини. Наприклад, дослідницькі групи в DARPA та Stanford University вивчають можливість інтеграції біосумісних сенсорів безпосередньо в сітківку або зоровий нерв для посилення зору в умовах низької освітленості.
Імплантовані системи нічного бачення радикально змінять підхід до дизайну та габаритів оптичних приладів. Замість громіздких корпусів майбутні рішення можуть мати нанорозміри, що відкриє нові можливості для інтеграції з біологічними структурами. Проте традиційні ПНБ залишатимуться актуальними ще десятиліттями — особливо в умовах, де потрібна висока надійність, автономність і захист від електронного втручання.
Ергономіка — ключовий параметр у конструкції тепловізійних і нічних приладів спостереження. Вона безпосередньо впливає на зручність використання, особливо під час тривалого носіння або інтенсивної експлуатації в бойових умовах.
З 1990-х років інженери компаній L3Harris, Elbit Systems, Theon Sensors та інших виробників вдосконалюють форму корпусів, зменшують масу пристроїв і оптимізують кріплення до шоломів і зброї. Зокрема, стандарти MIL-STD-1913 (Picatinny rail) і кріплення типу dovetail (ARMS #17, Wilcox) стали основою для уніфікованих рішень у монтажі приладів нічного бачення (ПНБ).
Сучасні ПНБ мають ергономіку, сформовану десятиліттями практичного досвіду військових операцій. Форм-фактор PVS-14, розроблений у США на початку 2000-х, став еталоном для монокулярів завдяки своїй компактності (менше 350 г з батареєю) та зручності керування однією рукою. Бінокулярні системи, як-от PVS-31A (L3Harris) або DTNVS (ACTinBlack), демонструють оптимальний баланс між вагою (приблизно 500–550 г), розподілом маси та зручністю перемикання між режимами роботи — наприклад, завдяки функції auto shut-off при піднятті окуляра.
Розвиток технологій триває: використовуються нові матеріали корпусів, зокрема армовані полімери (наприклад, Torlon або нейлон з вуглеволокном), інтегруються низькопрофільні елементи керування, зменшується загальний профіль пристроїв. Це дозволяє знизити навантаження на шийний відділ користувача та підвищити ефективність роботи в польових умовах, особливо в нічних операціях тривалістю понад 6 годин.
Розвиток ергономіки тепловізійних приладів
Протягом останніх двох десятиліть основна увага виробників тепловізійної оптики зосереджувалась на підвищенні ефективності та розширенні функціональності пристроїв. Паралельно змінювався підхід до конструкції корпусу. Із відкриттям цивільного ринку, зокрема після 2000-х років, компанії як FLIR Systems, Pulsar (Yukon Advanced Optics), AGM Global Vision почали активно вдосконалювати ергономіку тепловізорів для користувачів поза військовим сектором.
Корпуси сучасних моделей адаптовані до анатомії руки користувача, що полегшує утримання пристрою однією рукою та знижує втому при тривалому спостереженні. Наприклад, серія Pulsar Helion має змінні гумові вставки та оптимізоване розміщення елементів керування для роботи в рукавичках. Покращене балансування маси корпусу зменшує навантаження на кисть і дозволяє використовувати прилад безперервно протягом кількох годин.
Габарити та вага приладів, орієнтованих на цивільний сегмент, суттєво зменшилися. Наприклад, FLIR Scout TK важить лише 170 г і має довжину 15 см, що значно спрощує транспортування та зберігання. У 21 столітті тепловізори стали багатофункціональними: більшість моделей оснащені відеозаписом, Wi-Fi-модулями та GPS. Корпуси виготовляються з ударостійких полімерів або магнієвих сплавів і забезпечують захист за стандартами IP66 або IP67 від пилу, вологи та механічних пошкоджень.
Сучасні моделі вирізняються продуманим ергономічним дизайном, який враховує як технічні вимоги (тепловідведення, герметичність), так і зворотний зв’язок від користувачів — мисливців, рятувальників, охоронців і спортсменів.
Тепловізори та прилади нічного бачення постійно еволюціонують. Цей процес охоплює як внутрішні компоненти, так і конструкцію корпусу. У найближчі роки очікується зменшення габаритів і маси приладів — наприклад, сучасні монокуляри на базі ЕОП Photonis ECHO вже важать менше 300 г. Це зумовлює зміну ергономіки: пристрої доведеться утримувати не всією долонею, а кількома пальцями, як це реалізовано у PVS-14 або ACTinBlack DTNVS.
Зменшення розмірів потребуватиме адаптації форми корпусу до нових способів хвату. Водночас виробники, зокрема L3Harris і Theon Sensors, впроваджують нові композитні матеріали — карбон, армовані полімери — для зниження маси без втрати міцності. Це впливає на балансування оптичної системи, особливо в приладах з великим об'єктивом або додатковими аксесуарами (наприклад, кріпленням на шолом). Тому геометрія корпусу зазнає локальних змін для збереження стабільності й зручності використання.
Значні зміни у дизайні можливі лише за умови впровадження принципово нових технологій, таких як цифрові ЕОП нового покоління або інтеграція штучного інтелекту для обробки зображення в реальному часі. Наприклад, розробки компаній BAE Systems і Elbit Systems у сфері цифрової нічної оптики можуть змінити архітектуру приладів, зробивши їх компактнішими та функціональнішими без традиційної електронно-оптичної схеми.
У перспективі можливе створення технологій, що надаватимуть людині здатність бачити в темряві без використання зовнішніх приладів. Зокрема, у 2019 році дослідники з Університету науки і технологій Китаю (USTC) та Массачусетського університету в Медфорді (США) успішно імплантували мишам наночастинки, які надавали їм здатність бачити в інфрачервоному діапазоні. Ці наночастинки зв'язувалися з фоторецепторами сітківки та зміщували спектральну чутливість ока.
У разі подальшого розвитку таких технологій, тепловізори та прилади нічного бачення (ПНБ) можуть стати допоміжними засобами, а не основними. Це вплине на конструкцію та принципи роботи ПНБ. Інженери також працюють над створенням мікроскопічних пристроїв, які можна імплантувати у зорову систему людини. Наприклад, дослідницькі групи в DARPA та Stanford University вивчають можливість інтеграції біосумісних сенсорів безпосередньо в сітківку або зоровий нерв для посилення зору в умовах низької освітленості.
Імплантовані системи нічного бачення радикально змінять підхід до дизайну та габаритів оптичних приладів. Замість громіздких корпусів майбутні рішення можуть мати нанорозміри, що відкриє нові можливості для інтеграції з біологічними структурами. Проте традиційні ПНБ залишатимуться актуальними ще десятиліттями — особливо в умовах, де потрібна висока надійність, автономність і захист від електронного втручання.
Ергономіка — ключовий параметр у конструкції тепловізійних і нічних приладів спостереження. Вона безпосередньо впливає на зручність використання, особливо під час тривалого носіння або інтенсивної експлуатації в бойових умовах.
З 1990-х років інженери компаній L3Harris, Elbit Systems, Theon Sensors та інших виробників вдосконалюють форму корпусів, зменшують масу пристроїв і оптимізують кріплення до шоломів і зброї. Зокрема, стандарти MIL-STD-1913 (Picatinny rail) і кріплення типу dovetail (ARMS #17, Wilcox) стали основою для уніфікованих рішень у монтажі приладів нічного бачення (ПНБ).
Сучасні ПНБ мають ергономіку, сформовану десятиліттями практичного досвіду військових операцій. Форм-фактор PVS-14, розроблений у США на початку 2000-х, став еталоном для монокулярів завдяки своїй компактності (менше 350 г з батареєю) та зручності керування однією рукою. Бінокулярні системи, як-от PVS-31A (L3Harris) або DTNVS (ACTinBlack), демонструють оптимальний баланс між вагою (приблизно 500–550 г), розподілом маси та зручністю перемикання між режимами роботи — наприклад, завдяки функції auto shut-off при піднятті окуляра.
Розвиток технологій триває: використовуються нові матеріали корпусів, зокрема армовані полімери (наприклад, Torlon або нейлон з вуглеволокном), інтегруються низькопрофільні елементи керування, зменшується загальний профіль пристроїв. Це дозволяє знизити навантаження на шийний відділ користувача та підвищити ефективність роботи в польових умовах, особливо в нічних операціях тривалістю понад 6 годин.
Докладніше про тепловізори та нічну оптику: історія, технології, практика
Добірка перевірених матеріалів для поглибленого вивчення еволюції приладів нічного бачення та тепловізорів — від перших зразків до сучасних стандартів, матеріалів корпусів та ергономіки.
- AN/PVS-2 Starlight Scope — керівництво оператора (TM 11-5855-203-10, 1974) — офіційний мануал до одного з наймасовіших «зоряних» прицілів епохи В’єтнаму.
- PVS-14 — дата-шит NV Devices та Elbit America PVS-14 (F6015) — характеристики, відповідність MIL-STD-810, маса ≈300–355 г, водозахист.
- DTNVS (ACTinBlack) та короткий дата-шит — сучасні матеріали корпусу, низький профіль і ергономіка для шоломів.
- L3Harris AN/PVS-31A BNVD — сторінка продукту та офіційний листок даних (PDF) — приклад низькопрофільного бінокуляра з оптимальним балансом.
- Photonis (Exosens) 4G — офіційна сторінка ЕОП та «Image Intensification: The Technology of Night Vision» — про MCP, авто-гейтінг і спектральну чутливість.
- MIL-STD-1913 (Picatinny rail) та Wilcox G24 — «dovetail» кронштейн — стандартизовані інтерфейси кріплення ПНБ до зброї й шоломів.
- History and Evolution of the Johnson Criteria (Sandia/OSTI) — методологія «виявити/розпізнати/ідентифікувати» (DRI) для оцінки якості зображення.
- Історія FLIR-технологій (DSIAC монографія) — розвиток інфрачервоної візуалізації від ранніх детекторів до польових систем.
- Wiley: Fundamentals of Infrared Thermal Imaging (sample) — ранні камери AGA Thermovision (1960-ті): масогабарити, охолодження, застосування.
- Pulsar Helion 2 — офіційний мануал — приклад сучасної «цивільної» ергономіки: відеозапис, Wi-Fi, зручні органи керування.
- NSPU / 1ПН34 — технічний опис і інструкція — ранній компактний приціл для снайпінгу (1970-ті).
- ПНВ-57Е — керівництво — характерний представник приладів із зовнішнім блоком живлення.
- Mammalian Near-Infrared Vision via Injectable Upconversion Nanoparticles (Cell, 2019) — експеримент про надання ІЧ-зору мишам як можливий напрямок майбутніх технологій.
Докладніше про тепловізори та нічну оптику: історія, технології, практика
Добірка перевірених матеріалів для поглибленого вивчення еволюції приладів нічного бачення та тепловізорів — від перших зразків до сучасних стандартів, матеріалів корпусів та ергономіки.
- AN/PVS-2 Starlight Scope — керівництво оператора (TM 11-5855-203-10, 1974) — офіційний мануал до одного з наймасовіших «зоряних» прицілів епохи В’єтнаму.
- PVS-14 — дата-шит NV Devices та Elbit America PVS-14 (F6015) — характеристики, відповідність MIL-STD-810, маса ≈300–355 г, водозахист.
- DTNVS (ACTinBlack) та короткий дата-шит — сучасні матеріали корпусу, низький профіль і ергономіка для шоломів.
- L3Harris AN/PVS-31A BNVD — сторінка продукту та офіційний листок даних (PDF) — приклад низькопрофільного бінокуляра з оптимальним балансом.
- Photonis (Exosens) 4G — офіційна сторінка ЕОП та «Image Intensification: The Technology of Night Vision» — про MCP, авто-гейтінг і спектральну чутливість.
- MIL-STD-1913 (Picatinny rail) та Wilcox G24 — «dovetail» кронштейн — стандартизовані інтерфейси кріплення ПНБ до зброї й шоломів.
- History and Evolution of the Johnson Criteria (Sandia/OSTI) — методологія «виявити/розпізнати/ідентифікувати» (DRI) для оцінки якості зображення.
- Історія FLIR-технологій (DSIAC монографія) — розвиток інфрачервоної візуалізації від ранніх детекторів до польових систем.
- Wiley: Fundamentals of Infrared Thermal Imaging (sample) — ранні камери AGA Thermovision (1960-ті): масогабарити, охолодження, застосування.
- Pulsar Helion 2 — офіційний мануал — приклад сучасної «цивільної» ергономіки: відеозапис, Wi-Fi, зручні органи керування.
- NSPU / 1ПН34 — технічний опис і інструкція — ранній компактний приціл для снайпінгу (1970-ті).
- ПНВ-57Е — керівництво — характерний представник приладів із зовнішнім блоком живлення.
- Mammalian Near-Infrared Vision via Injectable Upconversion Nanoparticles (Cell, 2019) — експеримент про надання ІЧ-зору мишам як можливий напрямок майбутніх технологій.
Еволюція дизайну та ергономіки тепловізорів і приладів нічного бачення