Эволюция ночной оптики
Современные технологии стремительно интегрировались в повседневную жизнь, вытеснив многие решения прошлых десятилетий. Большинство людей уже не помнит, как выглядели приборы предыдущих поколений. Это особенно касается тепловизоров и приборов ночного видения, которые до 1990-х годов применялись преимущественно в военной сфере.
Первые модели 1940–1950-х годов имели массивные корпуса и ограниченную эргономику, поскольку приоритетом была функциональность, а не удобство использования. Со временем инженеры внедрили ряд технических решений, которые существенно улучшили габариты, вес и энергоэффективность устройств.
В этом материале мы проследим эволюцию внешнего вида ночной оптики и проанализируем ключевые инженерные изменения, обеспечивших современный уровень эргономики. Результаты этого исследования — ниже в статье.
Эволюция ночной оптики
Современные технологии стремительно интегрировались в повседневную жизнь, вытеснив многие решения прошлых десятилетий. Большинство людей уже не помнит, как выглядели приборы предыдущих поколений. Это особенно касается тепловизоров и приборов ночного видения, которые до 1990-х годов применялись преимущественно в военной сфере.
Первые модели 1940–1950-х годов имели массивные корпуса и ограниченную эргономику, поскольку приоритетом была функциональность, а не удобство использования. Со временем инженеры внедрили ряд технических решений, которые существенно улучшили габариты, вес и энергоэффективность устройств.
В этом материале мы проследим эволюцию внешнего вида ночной оптики и проанализируем ключевые инженерные изменения, обеспечивших современный уровень эргономики. Результаты этого исследования — ниже в статье.
Эргономика ночной оптики зависит от габаритов, веса и способа крепления устройства. Чрезмерно большие размеры затрудняют эксплуатацию, а слишком маленькие — приводят к трудностям с управлением, в частности из-за неудобства нажатия мелких кнопок.
Масса устройства определяется суммарным весом всех компонентов и их распределением в корпусе. Для достижения баланса производители могут изменять конструкцию — добавлять или убирать элементы корпуса. Важную роль играет целевая аудитория: если устройство предназначено для военных или пользователей с высокой физической подготовкой, допустимо незначительное увеличение веса без потери удобства. Для гражданских пользователей, наоборот, приоритетом является минимальный вес.
Метод крепления также критически влияет на эргономику. Это касается как прицелов ночного видения, монтируемых на оружие, так и устройств, устанавливаемых на штатив. В каждом случае необходимо обеспечить правильное размещение, которое не нарушает баланс системы, не затрудняет управление и не влияет на эргономику оружия или другого оборудования.
В 1950-х годах Соединенные Штаты начали разработку собственных приборов ночного видения (ПНВ), используя немецкие образцы Второй мировой войны в качестве основы. Это стало толчком к созданию приборов второго поколения, которые имели лучшую чувствительность и меньшие габариты по сравнению с предшественниками.
В 1960-х годах появились модели, пригодные для установки на стрелковое оружие и бронетехнику. Наиболее распространенными были прицелы AN/PVS-2, которые устанавливались на модифицированные винтовки M16. Эти приборы активно использовались во время войны во Вьетнаме, обеспечивая существенное преимущество в условиях ограниченной видимости.
Корпуса ПНБ того периода изготавливались из алюминиевых сплавов или пластика, без надлежащей защиты от ударов, влаги или пыли. Из-за этого конструкция была уязвима к механическим повреждениям, и солдаты вынуждены были обращаться с приборами осторожно, чтобы избежать выхода из строя дорогостоящего оборудования.
Внешний вид приборов 1960-х годов в целом напоминал современные аналоги, однако их габариты и масса превышали 2 кг, что затрудняло прицеливание и стрельбу. Крепление к оружию осуществлялось через громоздкие адаптеры, которые не обеспечивали стабильной фиксации, что создавало трудности во время боевых действий.
Эргономика ночной оптики зависит от габаритов, веса и способа крепления устройства. Чрезмерно большие размеры затрудняют эксплуатацию, а слишком маленькие — приводят к трудностям с управлением, в частности из-за неудобства нажатия мелких кнопок.
Масса устройства определяется суммарным весом всех компонентов и их распределением в корпусе. Для достижения баланса производители могут изменять конструкцию — добавлять или убирать элементы корпуса. Важную роль играет целевая аудитория: если устройство предназначено для военных или пользователей с высокой физической подготовкой, допустимо незначительное увеличение веса без потери удобства. Для гражданских пользователей, наоборот, приоритетом является минимальный вес.
Метод крепления также критически влияет на эргономику. Это касается как прицелов ночного видения, монтируемых на оружие, так и устройств, устанавливаемых на штатив. В каждом случае необходимо обеспечить правильное размещение, которое не нарушает баланс системы, не затрудняет управление и не влияет на эргономику оружия или другого оборудования.
В 1950-х годах Соединенные Штаты начали разработку собственных приборов ночного видения (ПНВ), используя немецкие образцы Второй мировой войны в качестве основы. Это стало толчком к созданию приборов второго поколения, которые имели лучшую чувствительность и меньшие габариты по сравнению с предшественниками.
В 1960-х годах появились модели, пригодные для установки на стрелковое оружие и бронетехнику. Наиболее распространенными были прицелы AN/PVS-2, которые устанавливались на модифицированные винтовки M16. Эти приборы активно использовались во время войны во Вьетнаме, обеспечивая существенное преимущество в условиях ограниченной видимости.
Корпуса ПНБ того периода изготавливались из алюминиевых сплавов или пластика, без надлежащей защиты от ударов, влаги или пыли. Из-за этого конструкция была уязвима к механическим повреждениям, и солдаты вынуждены были обращаться с приборами осторожно, чтобы избежать выхода из строя дорогостоящего оборудования.
Внешний вид приборов 1960-х годов в целом напоминал современные аналоги, однако их габариты и масса превышали 2 кг, что затрудняло прицеливание и стрельбу. Крепление к оружию осуществлялось через громоздкие адаптеры, которые не обеспечивали стабильной фиксации, что создавало трудности во время боевых действий.
Обзор приборов ночного видения 1970-х годов
В 1970-х годах появилось новое поколение приборов ночного видения, некоторые из которых до сих пор используются в учебных целях или в качестве резервных систем. Это были первые серийные устройства второго поколения, в которых применялись микроканальные пластины (МКП) в составе электронно-оптического преобразователя (ЭОП), что существенно повысило чувствительность и разрешающую способность по сравнению с приборами первого поколения.
Внешне эти приборы почти не отличались от современных моделей, однако имели другие габариты. Выпускались стандартные военные прицелы и бинокли, которые стали более компактными благодаря внедрению новых схем питания и уменьшению размеров ЭОП. Например, советские ПНВ-57Е и американские PVS-2 демонстрировали значительное уменьшение массогабаритных характеристик по сравнению с моделями 1960-х годов.
Также производились миниатюрные ночные прицелы, специально разработанные для снайперской стрельбы, в частности советский 1ПН34. Они отличались простотой в использовании и хорошо сбалансированной конструкцией, что уменьшало нагрузку на стрелка во время прицеливания и выстрела.
Крепления таких прицелов к оружию оставались несовершенными, часто использовались боковые планки или фиксаторы с ограниченной стабильностью. Однако в то время это считалось приемлемым компромиссом. Эргономика устройств улучшилась благодаря использованию новых материалов корпуса — алюминиевых сплавов и армированных полимеров, которые обеспечивали легкость, прочность и устойчивость к влаге и пыли.
В течение следующих 20 лет после появления первых приборов ночного видения изменения в конструкции корпусов, характеристиках и функциональности были незначительными. Лишь в конце 1990-х годов появились модели третьего поколения, в частности PVS-14 (США, 1997), которые стали наиболее распространенными среди военных и гражданских пользователей. Эти приборы используют ЭОП с микроканальной пластиной и фотокатодом GaAs, что обеспечивает высокий уровень чувствительности и разрешающей способности.
Производители, в частности ITT, L3Harris и Photonis, уделили особое внимание эргономике новых моделей. Корпуса изготавливались из ударопрочного полимера (например, поликарбонат-нейлоновых композитов), что уменьшило вес до 300–350 г без ущерба для прочности. Приборы получили удобное расположение элементов управления, универсальные крепления типа dovetail или bayonet для шлемов и оружия, а также возможность работы одной рукой. Это позволило эффективно использовать их в динамичных условиях боя или во время поисково-спасательных операций.
Корпуса прошли многоэтапное тестирование на соответствие стандартам MIL-STD-810 (удар, вибрация, влажность, пыль), что обеспечило высокую устойчивость к внешним воздействиям. Например, корпус AN/PVS-14 выдерживает падение с высоты 1,5 м на бетон. Благодаря герметизации корпусов (IP67 или выше) и использованию антикоррозионных покрытий уменьшилось количество отказов из-за влаги или пыли. Это существенно увеличило ресурс эксплуатации — среднее время безотказной работы превышает 10 000 часов — и снизило потребность в ремонтах, в частности замене поврежденных компонентов корпуса или электроники.
Развитие конструкции приборов ночного видения
В XXI веке приборы ночного видения претерпели заметные изменения в конструкции. Хотя эти изменения не были революционными, они существенно повлияли на удобство и функциональность устройств.
Современные ПНБ стали более компактными, легкими и пригодными для длительного использования. Корпуса некоторых моделей, в частности PVS-14 или DTNVS, изготавливаются из армированных полимеров (например, полиамидов, усиленных стекловолокном) или сплавов алюминия 7075-T6, что обеспечивает высокую прочность при пониженном весе.
Усовершенствование электронно-оптических преобразователей (ЭОП), таких как Photonis 4G или L3Harris Unfilmed White Phosphor, сопровождается уменьшением габаритов и массы компонентов. Это требует адаптации корпусов — изменения размещения элементов питания, оптических узлов и систем крепления. Также внедряются новые типы объективов с улучшенным светосбором (например, F/1.0 вместо F/1.2), что влияет на геометрию корпуса.
Индивидуальное изготовление ПНБ под специфические задачи (например, для подразделений спецназначения или операторов БПЛА) стимулирует развитие эргономики — в частности, внедрение сложных шарнирных креплений, сменных модулей питания (AA/CR123) и интеграции с шлемами типа FAST. Это создает предпосылки для дальнейшего прогресса в дизайне корпусов и функциональных возможностях устройств.
Обзор приборов ночного видения 1970-х годов
В 1970-х годах появилось новое поколение приборов ночного видения, некоторые из которых до сих пор используются в учебных целях или в качестве резервных систем. Это были первые серийные устройства второго поколения, в которых применялись микроканальные пластины (МКП) в составе электронно-оптического преобразователя (ЭОП), что существенно повысило чувствительность и разрешающую способность по сравнению с приборами первого поколения.
Внешне эти приборы почти не отличались от современных моделей, однако имели другие габариты. Выпускались стандартные военные прицелы и бинокли, которые стали более компактными благодаря внедрению новых схем питания и уменьшению размеров ЭОП. Например, советские ПНВ-57Е и американские PVS-2 демонстрировали значительное уменьшение массогабаритных характеристик по сравнению с моделями 1960-х годов.
Также производились миниатюрные ночные прицелы, специально разработанные для снайперской стрельбы, в частности советский 1ПН34. Они отличались простотой в использовании и хорошо сбалансированной конструкцией, что уменьшало нагрузку на стрелка во время прицеливания и выстрела.
Крепления таких прицелов к оружию оставались несовершенными, часто использовались боковые планки или фиксаторы с ограниченной стабильностью. Однако в то время это считалось приемлемым компромиссом. Эргономика устройств улучшилась благодаря использованию новых материалов корпуса — алюминиевых сплавов и армированных полимеров, которые обеспечивали легкость, прочность и устойчивость к влаге и пыли.
В течение следующих 20 лет после появления первых приборов ночного видения изменения в конструкции корпусов, характеристиках и функциональности были незначительными. Лишь в конце 1990-х годов появились модели третьего поколения, в частности PVS-14 (США, 1997), которые стали наиболее распространенными среди военных и гражданских пользователей. Эти приборы используют ЭОП с микроканальной пластиной и фотокатодом GaAs, что обеспечивает высокий уровень чувствительности и разрешающей способности.
Производители, в частности ITT, L3Harris и Photonis, уделили особое внимание эргономике новых моделей. Корпуса изготавливались из ударопрочного полимера (например, поликарбонат-нейлоновых композитов), что уменьшило вес до 300–350 г без ущерба для прочности. Приборы получили удобное расположение элементов управления, универсальные крепления типа dovetail или bayonet для шлемов и оружия, а также возможность работы одной рукой. Это позволило эффективно использовать их в динамичных условиях боя или во время поисково-спасательных операций.
Корпуса прошли многоэтапное тестирование на соответствие стандартам MIL-STD-810 (удар, вибрация, влажность, пыль), что обеспечило высокую устойчивость к внешним воздействиям. Например, корпус AN/PVS-14 выдерживает падение с высоты 1,5 м на бетон. Благодаря герметизации корпусов (IP67 или выше) и использованию антикоррозионных покрытий уменьшилось количество отказов из-за влаги или пыли. Это существенно увеличило ресурс эксплуатации — среднее время безотказной работы превышает 10 000 часов — и снизило потребность в ремонтах, в частности замене поврежденных компонентов корпуса или электроники.
Развитие конструкции приборов ночного видения
В XXI веке приборы ночного видения претерпели заметные изменения в конструкции. Хотя эти изменения не были революционными, они существенно повлияли на удобство и функциональность устройств.
Современные ПНБ стали более компактными, легкими и пригодными для длительного использования. Корпуса некоторых моделей, в частности PVS-14 или DTNVS, изготавливаются из армированных полимеров (например, полиамидов, усиленных стекловолокном) или сплавов алюминия 7075-T6, что обеспечивает высокую прочность при пониженном весе.
Усовершенствование электронно-оптических преобразователей (ЭОП), таких как Photonis 4G или L3Harris Unfilmed White Phosphor, сопровождается уменьшением габаритов и массы компонентов. Это требует адаптации корпусов — изменения размещения элементов питания, оптических узлов и систем крепления. Также внедряются новые типы объективов с улучшенным светосбором (например, F/1.0 вместо F/1.2), что влияет на геометрию корпуса.
Индивидуальное изготовление ПНБ под специфические задачи (например, для подразделений спецназначения или операторов БПЛА) стимулирует развитие эргономики — в частности, внедрение сложных шарнирных креплений, сменных модулей питания (AA/CR123) и интеграции с шлемами типа FAST. Это создает предпосылки для дальнейшего прогресса в дизайне корпусов и функциональных возможностях устройств.
Развитие и особенности ранних тепловизионных камер
Первые тепловизоры стали доступны широкой публике только в 1960-х годах, хотя технология инфракрасной визуализации развивалась еще с 1940-х. Ранние модели, в частности AN/PAS-4, использовались армией США во Вьетнаме, но оставались громоздкими и малоэффективными для широкого применения. Внешний вид таких устройств почти не менялся на протяжении десятилетий: корпуса становились немного компактнее, однако блоки обработки сигнала и вывода изображения оставались большими. Из-за высокого уровня энергопотребления большинство систем работали только от стационарного питания или генераторов мощностью более 1 кВт.
В 1968 году шведская компания AGA (позже — часть FLIR Systems) представила тепловизор серии Thermovision, который имел форму телескопа и оснащался отдельным криогенным охладителем для поддержания работы детектора на основе охлажденного PbSe. Устройство было предназначено для промышленного и военного использования и весило более 20 кг. В 1972 году американская компания Texas Instruments разработала портативную модель с питанием от аккумуляторов — AN/PAS-7. Это стало первым шагом к автономным системам, хотя устройство все еще нуждалось во внешнем блоке охлаждения и имело ограниченное время автономной работы (до 1 часа).
Только в конце 1970-х годов появились первые полностью автономные тепловизоры без внешних модулей охлаждения. Например, в 1979 году компания Hughes Aircraft представила тепловизор AN/PAS-13 на основе охлаждаемого HgCdTe-детектора с интегрированным криогенным модулем. Это позволило создать мобильные системы для тактического использования без необходимости в дополнительном оборудовании.
В 1970-х годах американские инженеры из Texas Instruments интегрировали в тепловизоры возможность фиксации изображения на фотопленку. Это позволяло не только наблюдать тепловую картину в реальном времени, но и фотографировать ее для дальнейшего анализа или документирования. Подобная функциональность была реализована, в частности, в экспериментальных моделях, которые использовались военными и научными учреждениями.
Устройство имело относительно компактные размеры для своего времени и внешне напоминало современные монокуляры. Корпус изготавливался из легких, но хрупких материалов — в основном алюминиевых сплавов и пластика — что делало его уязвимым к механическим повреждениям в полевых условиях.
Эргономика оставалась ограниченной: хотя обеспечивалась базовая сбалансированность и возможность удержания в руке, конструкция не учитывала таких аспектов, как расположение элементов управления, вес устройства или удобство длительного использования. Из-за этого эксплуатация тепловизоров того периода требовала специальной подготовки и не обеспечивала должного комфорта для оператора.
Развитие и особенности ранних тепловизионных камер
Первые тепловизоры стали доступны широкой публике только в 1960-х годах, хотя технология инфракрасной визуализации развивалась еще с 1940-х. Ранние модели, в частности AN/PAS-4, использовались армией США во Вьетнаме, но оставались громоздкими и малоэффективными для широкого применения. Внешний вид таких устройств почти не менялся на протяжении десятилетий: корпуса становились немного компактнее, однако блоки обработки сигнала и вывода изображения оставались большими. Из-за высокого уровня энергопотребления большинство систем работали только от стационарного питания или генераторов мощностью более 1 кВт.
В 1968 году шведская компания AGA (позже — часть FLIR Systems) представила тепловизор серии Thermovision, который имел форму телескопа и оснащался отдельным криогенным охладителем для поддержания работы детектора на основе охлажденного PbSe. Устройство было предназначено для промышленного и военного использования и весило более 20 кг. В 1972 году американская компания Texas Instruments разработала портативную модель с питанием от аккумуляторов — AN/PAS-7. Это стало первым шагом к автономным системам, хотя устройство все еще нуждалось во внешнем блоке охлаждения и имело ограниченное время автономной работы (до 1 часа).
Только в конце 1970-х годов появились первые полностью автономные тепловизоры без внешних модулей охлаждения. Например, в 1979 году компания Hughes Aircraft представила тепловизор AN/PAS-13 на основе охлаждаемого HgCdTe-детектора с интегрированным криогенным модулем. Это позволило создать мобильные системы для тактического использования без необходимости в дополнительном оборудовании.
В 1970-х годах американские инженеры из Texas Instruments интегрировали в тепловизоры возможность фиксации изображения на фотопленку. Это позволяло не только наблюдать тепловую картину в реальном времени, но и фотографировать ее для дальнейшего анализа или документирования. Подобная функциональность была реализована, в частности, в экспериментальных моделях, которые использовались военными и научными учреждениями.
Устройство имело относительно компактные размеры для своего времени и внешне напоминало современные монокуляры. Корпус изготавливался из легких, но хрупких материалов — в основном алюминиевых сплавов и пластика — что делало его уязвимым к механическим повреждениям в полевых условиях.
Эргономика оставалась ограниченной: хотя обеспечивалась базовая сбалансированность и возможность удержания в руке, конструкция не учитывала таких аспектов, как расположение элементов управления, вес устройства или удобство длительного использования. Из-за этого эксплуатация тепловизоров того периода требовала специальной подготовки и не обеспечивала должного комфорта для оператора.
Развитие эргономики тепловизионных приборов
В течение последних двух десятилетий основное внимание производителей тепловизионной оптики было сосредоточено на повышении эффективности и расширении функциональности устройств. Параллельно менялся подход к конструкции корпуса. С открытием гражданского рынка, в частности после 2000-х годов, компании FLIR Systems, Pulsar (Yukon Advanced Optics), AGM Global Vision начали активно совершенствовать эргономику тепловизоров для пользователей вне военного сектора.
Корпуса современных моделей адаптированы к анатомии руки пользователя, что облегчает удержание устройства одной рукой и снижает усталость при длительном наблюдении. Например, серия Pulsar Helion имеет сменные резиновые вставки и оптимизированное размещение элементов управления для работы в перчатках. Улучшенная балансировка массы корпуса уменьшает нагрузку на кисть и позволяет использовать прибор непрерывно в течение нескольких часов.
Габариты и вес приборов, ориентированных на гражданский сегмент, существенно уменьшились. Например, FLIR Scout TK весит всего 170 г и имеет длину 15 см, что значительно упрощает транспортировку и хранение. В 21 веке тепловизоры стали многофункциональными: большинство моделей оснащены видеозаписью, Wi-Fi-модулями и GPS. Корпуса изготавливаются из ударопрочных полимеров или магниевых сплавов и обеспечивают защиту по стандартам IP66 или IP67 от пыли, влаги и механических повреждений.
Современные модели отличаются продуманным эргономичным дизайном, который учитывает как технические требования (теплоотвод, герметичность), так и обратную связь от пользователей — охотников, спасателей, охранников и спортсменов.
Тепловизоры и приборы ночного видения постоянно эволюционируют. Этот процесс охватывает как внутренние компоненты, так и конструкцию корпуса. В ближайшие годы ожидается уменьшение габаритов и массы приборов — например, современные монокуляры на базе ЭОП Photonis ECHO уже весят менее 300 г. Это обусловливает изменение эргономики: устройства придется удерживать не всей ладонью, а несколькими пальцами, как это реализовано в PVS-14 или ACTinBlack DTNVS.
Уменьшение размеров потребует адаптации формы корпуса к новым способам захвата. В то же время производители, в частности L3Harris и Theon Sensors, внедряют новые композитные материалы — карбон, армированные полимеры — для снижения массы без потери прочности. Это влияет на балансировку оптической системы, особенно в приборах с большим объективом или дополнительными аксессуарами (например, креплением на шлем). Поэтому геометрия корпуса претерпевает локальные изменения для сохранения стабильности и удобства использования.
Значительные изменения в дизайне возможны только при условии внедрения принципиально новых технологий, таких как цифровые ЭОП нового поколения или интеграция искусственного интеллекта для обработки изображения в реальном времени. Например, разработки компаний BAE Systems и Elbit Systems в сфере цифровой ночной оптики могут изменить архитектуру приборов, сделав их более компактными и функциональными без традиционной электронно-оптической схемы.
В перспективе возможно создание технологий, которые предоставят человеку способность видеть в темноте без использования внешних приборов. В частности, в 2019 году исследователи из Университета науки и технологий Китая (USTC) и Массачусетского университета в Медфорде (США) успешно имплантировали мышам наночастицы, которые давали им способность видеть в инфракрасном диапазоне. Эти наночастицы связывались с фоторецепторами сетчатки и смещали спектральную чувствительность глаза.
В случае дальнейшего развития таких технологий, тепловизоры и приборы ночного видения (ПНВ) могут стать вспомогательными средствами, а не основными. Это повлияет на конструкцию и принципы работы ПНВ. Инженеры также работают над созданием микроскопических устройств, которые можно имплантировать в зрительную систему человека. Например, исследовательские группы в DARPA и Стэнфордском университете изучают возможность интеграции биосовместимых сенсоров непосредственно в сетчатку или зрительный нерв для усиления зрения в условиях низкой освещенности.
Имплантируемые системы ночного видения радикально изменят подход к дизайну и габаритам оптических приборов. Вместо громоздких корпусов будущие решения могут иметь наноразмеры, что откроет новые возможности для интеграции с биологическими структурами. Однако традиционные ПНБ будут оставаться актуальными еще десятилетиями — особенно в условиях, где требуется высокая надежность, автономность и защита от электронного вмешательства.
Эргономика — ключевой параметр в конструкции тепловизионных и ночных приборов наблюдения. Она напрямую влияет на удобство использования, особенно при длительном ношении или интенсивной эксплуатации в боевых условиях.
С 1990-х годов инженеры компаний L3Harris, Elbit Systems, Theon Sensors и других производителей совершенствуют форму корпусов, уменьшают массу устройств и оптимизируют крепления к шлемам и оружию. В частности, стандарты MIL-STD-1913 (Picatinny rail) и крепления типа dovetail (ARMS #17, Wilcox) стали основой для унифицированных решений в монтаже приборов ночного видения (ПНВ).
Современные ПНБ имеют эргономику, сформированную десятилетиями практического опыта военных операций. Форм-фактор PVS-14, разработанный в США в начале 2000-х, стал эталоном для монокуляров благодаря своей компактности (менее 350 г с батареей) и удобству управления одной рукой. Бинокулярные системы, такие как PVS-31A (L3Harris) или DTNVS (ACTinBlack), демонстрируют оптимальный баланс между весом (примерно 500–550 г), распределением массы и удобством переключения между режимами работы — например, благодаря функции auto shut-off при поднятии окуляра.
Развитие технологий продолжается: используются новые материалы корпусов, в частности армированные полимеры (например, Torlon или нейлон с углеволокном), интегрируются низкопрофильные элементы управления, уменьшается общий профиль устройств. Это позволяет снизить нагрузку на шейный отдел пользователя и повысить эффективность работы в полевых условиях, особенно в ночных операциях продолжительностью более 6 часов.
Развитие эргономики тепловизионных приборов
В течение последних двух десятилетий основное внимание производителей тепловизионной оптики было сосредоточено на повышении эффективности и расширении функциональности устройств. Параллельно менялся подход к конструкции корпуса. С открытием гражданского рынка, в частности после 2000-х годов, компании FLIR Systems, Pulsar (Yukon Advanced Optics), AGM Global Vision начали активно совершенствовать эргономику тепловизоров для пользователей вне военного сектора.
Корпуса современных моделей адаптированы к анатомии руки пользователя, что облегчает удержание устройства одной рукой и снижает усталость при длительном наблюдении. Например, серия Pulsar Helion имеет сменные резиновые вставки и оптимизированное размещение элементов управления для работы в перчатках. Улучшенная балансировка массы корпуса уменьшает нагрузку на кисть и позволяет использовать прибор непрерывно в течение нескольких часов.
Габариты и вес приборов, ориентированных на гражданский сегмент, существенно уменьшились. Например, FLIR Scout TK весит всего 170 г и имеет длину 15 см, что значительно упрощает транспортировку и хранение. В 21 веке тепловизоры стали многофункциональными: большинство моделей оснащены видеозаписью, Wi-Fi-модулями и GPS. Корпуса изготавливаются из ударопрочных полимеров или магниевых сплавов и обеспечивают защиту по стандартам IP66 или IP67 от пыли, влаги и механических повреждений.
Современные модели отличаются продуманным эргономичным дизайном, который учитывает как технические требования (теплоотвод, герметичность), так и обратную связь от пользователей — охотников, спасателей, охранников и спортсменов.
Тепловизоры и приборы ночного видения постоянно эволюционируют. Этот процесс охватывает как внутренние компоненты, так и конструкцию корпуса. В ближайшие годы ожидается уменьшение габаритов и массы приборов — например, современные монокуляры на базе ЭОП Photonis ECHO уже весят менее 300 г. Это обусловливает изменение эргономики: устройства придется удерживать не всей ладонью, а несколькими пальцами, как это реализовано в PVS-14 или ACTinBlack DTNVS.
Уменьшение размеров потребует адаптации формы корпуса к новым способам захвата. В то же время производители, в частности L3Harris и Theon Sensors, внедряют новые композитные материалы — карбон, армированные полимеры — для снижения массы без потери прочности. Это влияет на балансировку оптической системы, особенно в приборах с большим объективом или дополнительными аксессуарами (например, креплением на шлем). Поэтому геометрия корпуса претерпевает локальные изменения для сохранения стабильности и удобства использования.
Значительные изменения в дизайне возможны только при условии внедрения принципиально новых технологий, таких как цифровые ЭОП нового поколения или интеграция искусственного интеллекта для обработки изображения в реальном времени. Например, разработки компаний BAE Systems и Elbit Systems в сфере цифровой ночной оптики могут изменить архитектуру приборов, сделав их более компактными и функциональными без традиционной электронно-оптической схемы.
В перспективе возможно создание технологий, которые предоставят человеку способность видеть в темноте без использования внешних приборов. В частности, в 2019 году исследователи из Университета науки и технологий Китая (USTC) и Массачусетского университета в Медфорде (США) успешно имплантировали мышам наночастицы, которые давали им способность видеть в инфракрасном диапазоне. Эти наночастицы связывались с фоторецепторами сетчатки и смещали спектральную чувствительность глаза.
В случае дальнейшего развития таких технологий, тепловизоры и приборы ночного видения (ПНВ) могут стать вспомогательными средствами, а не основными. Это повлияет на конструкцию и принципы работы ПНВ. Инженеры также работают над созданием микроскопических устройств, которые можно имплантировать в зрительную систему человека. Например, исследовательские группы в DARPA и Стэнфордском университете изучают возможность интеграции биосовместимых сенсоров непосредственно в сетчатку или зрительный нерв для усиления зрения в условиях низкой освещенности.
Имплантируемые системы ночного видения радикально изменят подход к дизайну и габаритам оптических приборов. Вместо громоздких корпусов будущие решения могут иметь наноразмеры, что откроет новые возможности для интеграции с биологическими структурами. Однако традиционные ПНБ будут оставаться актуальными еще десятилетиями — особенно в условиях, где требуется высокая надежность, автономность и защита от электронного вмешательства.
Эргономика — ключевой параметр в конструкции тепловизионных и ночных приборов наблюдения. Она напрямую влияет на удобство использования, особенно при длительном ношении или интенсивной эксплуатации в боевых условиях.
С 1990-х годов инженеры компаний L3Harris, Elbit Systems, Theon Sensors и других производителей совершенствуют форму корпусов, уменьшают массу устройств и оптимизируют крепления к шлемам и оружию. В частности, стандарты MIL-STD-1913 (Picatinny rail) и крепления типа dovetail (ARMS #17, Wilcox) стали основой для унифицированных решений в монтаже приборов ночного видения (ПНВ).
Современные ПНБ имеют эргономику, сформированную десятилетиями практического опыта военных операций. Форм-фактор PVS-14, разработанный в США в начале 2000-х, стал эталоном для монокуляров благодаря своей компактности (менее 350 г с батареей) и удобству управления одной рукой. Бинокулярные системы, такие как PVS-31A (L3Harris) или DTNVS (ACTinBlack), демонстрируют оптимальный баланс между весом (примерно 500–550 г), распределением массы и удобством переключения между режимами работы — например, благодаря функции auto shut-off при поднятии окуляра.
Развитие технологий продолжается: используются новые материалы корпусов, в частности армированные полимеры (например, Torlon или нейлон с углеволокном), интегрируются низкопрофильные элементы управления, уменьшается общий профиль устройств. Это позволяет снизить нагрузку на шейный отдел пользователя и повысить эффективность работы в полевых условиях, особенно в ночных операциях продолжительностью более 6 часов.
Подробнее о тепловизорах и ночной оптике: история, технологии, практика
Подборка проверенных материалов для углубленного изучения эволюции приборов ночного видения и тепловизоров — от первых образцов до современных стандартов, материалов корпусов и эргономики.
- AN/PVS-2 Starlight Scope — руководство оператора (TM 11-5855-203-10, 1974) — официальное руководство к одному из самых массовых «звездных» прицелов эпохи Вьетнама.
- PVS-14 — дата-шит NV Devices и Elbit America PVS-14 (F6015) — характеристики, соответствие MIL-STD-810, масса ≈300–355 г, водозащита.
- DTNVS (ACTinBlack) и краткий дата-шит — современные материалы корпуса, низкий профиль и эргономика для шлемов.
- L3Harris AN/PVS-31A BNVD — страница продукта и официальный листок данных (PDF) — пример низкопрофильного бинокля с оптимальным балансом.
- Photonis (Exosens) 4G — официальная страница ЭОП и «Усиление изображения: технология ночного видения» — о MCP, автогейтинге и спектральной чувствительности.
- MIL-STD-1913 (рельс Пикатинни) и Wilcox G24 — «dovetail» кронштейн — стандартизированные интерфейсы крепления ПНБ к оружию и шлемам.
- История и эволюция критериев Джонсона (Sandia/OSTI) — методология «обнаружить/распознать/идентифицировать» (DRI) для оценки качества изображения.
- История FLIR-технологий (DSIAC монография) — развитие инфракрасной визуализации от ранних детекторов до полевых систем.
- Wiley: Основы инфракрасной тепловизионной съемки (образец) — ранние камеры AGA Thermovision (1960-е): массогабариты, охлаждение, применение.
- Pulsar Helion 2 — официальное руководство — пример современной «гражданской» эргономики: видеозапись, Wi-Fi, удобные органы управления.
- NSPU / 1ПН34 — техническое описание и инструкция — ранний компактный прицел для снайпинга (1970-е).
- ПНВ-57Е — руководство — характерный представитель приборов с внешним блоком питания.
- Ближнее инфракрасное зрение млекопитающих с помощью инъецируемых наночастиц с повышающим преобразованием (Cell, 2019) — эксперимент по предоставлению ИК-зрения мышам как возможное направление будущих технологий.
Подробнее о тепловизорах и ночной оптике: история, технологии, практика
Подборка проверенных материалов для углубленного изучения эволюции приборов ночного видения и тепловизоров — от первых образцов до современных стандартов, материалов корпусов и эргономики.
- AN/PVS-2 Starlight Scope — руководство оператора (TM 11-5855-203-10, 1974) — официальное руководство к одному из самых массовых «звездных» прицелов эпохи Вьетнама.
- PVS-14 — дата-шит NV Devices и Elbit America PVS-14 (F6015) — характеристики, соответствие MIL-STD-810, масса ≈300–355 г, водозащита.
- DTNVS (ACTinBlack) и краткий дата-шит — современные материалы корпуса, низкий профиль и эргономика для шлемов.
- L3Harris AN/PVS-31A BNVD — страница продукта и официальный листок данных (PDF) — пример низкопрофильного бинокля с оптимальным балансом.
- Photonis (Exosens) 4G — официальная страница ЭОП и «Усиление изображения: технология ночного видения» — о MCP, автогейтинге и спектральной чувствительности.
- MIL-STD-1913 (рельс Пикатинни) и Wilcox G24 — «dovetail» кронштейн — стандартизированные интерфейсы крепления ПНБ к оружию и шлемам.
- История и эволюция критериев Джонсона (Sandia/OSTI) — методология «обнаружить/распознать/идентифицировать» (DRI) для оценки качества изображения.
- История FLIR-технологий (DSIAC монография) — развитие инфракрасной визуализации от ранних детекторов до полевых систем.
- Wiley: Основы инфракрасной тепловизионной съемки (образец) — ранние камеры AGA Thermovision (1960-е): массогабариты, охлаждение, применение.
- Pulsar Helion 2 — официальное руководство — пример современной «гражданской» эргономики: видеозапись, Wi-Fi, удобные органы управления.
- NSPU / 1ПН34 — техническое описание и инструкция — ранний компактный прицел для снайпинга (1970-е).
- ПНВ-57Е — руководство — характерный представитель приборов с внешним блоком питания.
- Ближнее инфракрасное зрение млекопитающих с помощью инъецируемых наночастиц с повышающим преобразованием (Cell, 2019) — эксперимент по предоставлению ИК-зрения мышам как возможное направление будущих технологий.
Эволюция дизайна и эргономики тепловизоров и приборов ночного видения