Рольф Хилмес
Научный
руководитель/дипломированный инженер Рольф Хилмес работает в настоящее
время начальником отдела наземного вооружения в центре образования и подготовки
федеральной академии Германии для военной
администрации и технологии (BAk WVT) в Мангейме.
AFVs And Thermal
Imagers. Military Technology, 1994, No 10.
В начале 80-х годов
многие западные армии начали обширные
программы по оснащению своих
боевых бронированных машин (AFV)
тепловизионными приборами. Благодаря
общему модульному принципу оказалось возможным приобрести
эту чрезвычайно дорогостоящую
и сложную технологию по приемлемой цене. По сравнению с предшествующими активными
ИК приборами ночного видения тепловизионные
приборы обеспечивают значительно большую
эффективность ведения боевых
действий ночью, что на многие годы обеспечило западным силам решительное
преимущество в бою. Однако использование
тепловизионных приборов (особенно приборов первого поколения)
поднимает также некоторые практические проблемы и потребности обслуживающего персонала.
Несмотря
на относительно высокие закупочные стоимости тепловизионные приборы нашли
широкое применение во многих западных вооруженных силах для выполнения задач
разведки целей и ведения прицельной стрельбы, а также, в качестве датчиков в
ракетах с тепловыми головками самонаведения. Тепловизионные приборы наиболее пригодны для тактического
использования в качестве систем ночного видения по следующим основным причинам:
-
пассивный (то есть без излучения) принцип работы, следовательно, они не могут
быть обнаружены или засечены противником;
-
большая дальность действия (при управлении боевыми действиями и обнаружении
целей);
-
меньшая зависимость от атмосферных условий, чем, например, у низкоуровневых тепловизионных систем (LLL -
TV), и высокая устойчивость к воздействию световых помех;
-
возможность вести наблюдение в условиях применения дымовых завес.
Кроме
того, ИК маскировка является значительно более сложным делом, чем меры
противодействия обнаружению в видимом диапазоне спектра, так как действительно
эффективная тепловая маскировка требует принятия серьезных конструктивных мер.
Исходя
из вышеизложенного, наблюдатель с тепловизионным прибором обычно не должен
иметь больших затруднений в обнаружении военных целей; при наличии благоприятных
условий дальность обнаружения целей достигает 8 км . Однако значительно
труднее распознавать цели по их тепловой сигнатуре.
Оптическая сигнатура боевых
бронированных машин
Изображение любой
боевой бронированной машины в оптическом
(видимом) диапазоне длин волн практически всегда одно и то же (при условии, что
не использованы меры противодействия) и зависит исключительно от угла, под
которым наблюдается машина. К тому же рабочее состояние машины не влияет на ее
оптическое изображение. Исходя из этого, усилия по эффективной маскировке
машины (то есть снижение вероятности ее обнаружения) связаны, главным образом,
с искажением ее силуэта и контуров и (или) слиянием машины с
окружающим фоном. Известными приемами этих методов являются маскировочная
окраска и маскировочные материалы,
такие как маскировочные сети, листья, ветки и т. д.
Кроме того, внешний вид машин может быть значительно изменен во время
эксплуатации за счет установки ящиков для хранения имущества и другого наружного
снаряжения.
Хорошо
подготовленный личный состав по распознаванию танков обычно способен легко распознавать
боевые бронированные машины в
видимом диапазоне спектра на довольно
больших расстояниях в боевой обстановке, особенно если они пользуются биноклями или другими оптическими приборами с
увеличением (опять при условии, что не делается никаких специальных
попыток замаскировать машину и
скрыть ее основные признаки). Однако уверенное распознавание становится
значительно затрудненным в тактической обстановке,
даже если машины оснащены только маскировкой, не связанной со
стационарными условиями, тогда как полностью замаскированные машины на
заранее подготовленных позициях распознать практически невозможно. Если
ситуация поиска усложняется еще и неблагоприятными атмосферными условиями
(туман или ограниченная видимость), то нет, вероятно, никакой реальной
перспективы распознавания целей на большой дальности даже при использовании
оптических приборов с большой кратностью увеличения. Это объясняется
отсутствием контрастности цели на окружающем фоне, которое не может быть
компенсировано, независимо от применения
приборов с увеличением.
ИК сигнатура боевых
бронированных машин
Распознавать
боевые бронированные машины по их ИК сигнатуре значительно труднее, чем по их
изображению в видимом диапазоне длин волн. Это зависит от специфических
характеристик ИК сигнатуры цели и от характеристик тепловизионных приборов,
используемых в настоящее время (например, разрешающей способности или метода воспроизведения
изображения).
ИК
сигнатура боевой бронированной машины создается тепловым потоком, излучаемым
элементами ее конструкции. Решающим фактором служит количество излучаемой теплоты,
которое является функцией как абсолютной температуры машины, так и интенсивности,
с которой она излучает тепловую энергию.
Внешние
поверхности корпуса боевых бронированных машин могут нагреваться по существу по
двум основным причинам:
-
саморазогревание, обусловленное работой и (или) механической нагрузкой
некоторых компонентов;
-
внешний нагрев (воздействие солнечного излучения).
Саморазогревание
ИК
сигнатура, формируемая саморазогреванием, в значительной степени зависит от рабочего
состояния и конструкции машины. Типичные рабочие состояния таковы:
Машина неподвижна, двигатель
работает. Корпус нагревается вокруг моторно-трансмиссионного отделения,
выхлопного тракта, выходных отверстий для охлаждающего воздуха. При этом
впускные решетки для забора воздуха в
моторно-трансмиссионное отделение
охлаждаются за счет воздушной конвекции.
Машина движется.
При движении по дорогам части корпуса нагреваются очень интенсивно. Кроме того,
нагревание действует на детали ходовой части, в частности, на все резиновые или
обрезиненные узлы, которые нагреваются в результате механических нагрузок,
вызванных движением (подушки трактов и другие резиновые элементы гусениц,
опорные катки и поддерживающие катки). После прохождения довольно больших
расстояний по дорогам область вокруг ведущего катка также образует характерную
ИК сигнатуру в результате выделения теплоты, вырабатываемой в бортовой
передаче. В дополнение ко всему этому, во время движения в условиях бездорожья
и пересеченной местности нагреваются амортизаторы ходовой части.
Использование вооружения. В
некоторых боевых машинах для изменения ИК сигнатуры достаточно действий,
необходимых для приведения их в боевую готовность. Это относится к случаю,
когда источник питания для системы наведения и стабилизации вооружения работает
длительное время и создает достаточные потери теплоты. После стрельбы стволы
пулеметов и пушки очень отчетливо видны с помощью тепловизионных приборов.
Несмотря на изолирующее действие теплозащитного кожуха ствола крупнокалиберная
танковая пушка создает характерную ИК
сигнатуру всего после 3 - 5 выстрелов. Областями, на которые особенно воздействует
этот процесс, являются дульный срез и эжектор пороховых газов, так как высокая
температура здесь передается непосредственно на части ствола, которые видны снаружи.
Даже когда машина ведет стрельбу из укрытия, с помощью тепловизионных приборов
можно обнаружить нагрев местности вокруг ствола пушки в результате нагревающего
действия горячих пороховых газов.
Эта
информация особенно полезна с
тактической точки зрения, так как можно использовать тепловизионный
прибор для обнаружения танка во время боя после того, как он переместился на
новую огневую позицию, даже до того, как
он произведет выстрел, по его дульному срезу, разогретому в результате
предыдущей стрельбы.
Другие рабочие состояния
машины. Использование вспомогательных подогревателей для подогрева
двигателя перед запуском или для обогрева боевого отделения может оказать
значительное влияние на ИК сигнатуру боевой бронированной машины в зависимости
от конструкции нагревательного устройства. Критическими моментами здесь
являются места прохождения и выхода отработавших газов. Если обогреватель
боевого отделения работает длительное время, он может нагреть весь корпус
машины изнутри. Участки с более тонким броневым покрытием нагреваются быстрее и
интенсивнее, чем участки с более толстой броней. В противоположность,
многослойная броня или дополнительная специальная броня или внутренние подбои
оказывают изолирующее действие и могут эффективно препятствовать нагреву
внешних поверхностей. Подобным образом укладочные ящики и другое оборудование,
крепящееся на внешней части машины, могут скрыть от наблюдения разогретые
участки корпуса. В других условиях части машины с меньшей теплоемкостью, чем
другие части, будут ночь остывать быстрее окружающих их участков. Кроме того,
поверхности, которые расположены под определенным углом
к тепловизионному прибору, могут
отражать "холодное" излучение от неба и таким образом опять создавать
специфическую ИК сигнатуру.
Внешний нагрев
(воздействие солнечного
излучения)
Воздействие
солнечного излучения вызывает совершенно иную ИК сигнатуру. Быстро и интенсивно нагреваются в зависимости от
интенсивности и продолжительности воздействия солнечного излучения следующие
части машины:
части
с малой теплоемкостью (например, части из тонкого листового металла);
части
с низкой удельной теплопроводностью (например, резиновые или пластмассовые
детали).
В результате
боевая машина, стоявшая на солнце
(причем не один из ее узлов не работал), будет иметь характерную ИК
сигнатуру, формируемую излучением следующих элементов:
кожухов
трубопроводов;
брезентовой
обшивки на маске пушки;
наружных
ящиков для укладки оборудования, сделанных из тонких металлических листов;
резиновых
грязевиков и резиновых защитных экранов
ходовой части;
резиновых
частей брони (если имеются).
Экипаж
танка в этом случае может оказать лишь частичное влияние на формирующуюся ИК
сигнатуру машины, чтобы уменьшить вероятность ее обнаружения или захвата и автоматического
слежения системой наведения. Когда машина движется, невозможно предотвратить
нагрев частей моторно-трансмиссионного отделения и ходовой части. Однако при
необходимости можно избежать использования обогревателя боевого отделения зимой
и таким образом предотвратить создание явной ИК
сигнатуры. Это окажет значительное
положительное действие на живучесть
машины (например, когда она используется для охранения).
Экипаж
может оказать большее влияние на ИК сигнатуру, создаваемую внешним нагревом,
принимая меры предосторожности, такие как выбор укрытия в затененных местах.
Сложная задача
Проведенный
выше анализ показывает, что сигнатура боевой бронированной машины, видимая при
использовании ИК или тепловизионных приборов, не является постоянной. Сигнатура
меняется динамично во время работы машины; аналогично, определенный тип машины
может фактически создавать совершенно различную ИК сигнатуру. В противоположность
тому, как выглядит машина в видимом
диапазоне спектра длин волн, ее ИК сигнатура зависит от значительно большего
количества влияющих факторов:
способы
эксплуатации машины, воздействия внешнего нагрева оказывают большое влияние на
ИК сигнатуру (например: "Под какой нагрузкой работала силовая установка в
течение последних нескольких минут?" или "Сколько времени стояла
машина на солнце или в тени?");
характер
местности или степень уплотнения грунта могут влиять на ИК сигнатуру, например,
если детали ходовой части охлаждены прохождением по довольно большим площадям
грязи или воды;
естественный
маскировочный материал (ветки и т.д.), прикрепленный к машине, лишь изменяет ИК
сигнатуру, если он свежий и использован довольно щедро;
наконец,
воздух, проносящийся над движущейся машиной (особенно над колесными машинами)
может влиять на ИК сигнатуру после движения по дорогам в течение длительного
времени. Это зависит (среди других аспектов) от температуры окружающего воздуха
и скорости езды по дороге.
Эти
соображения приводят к простому выводу, что распознавание типов машин с помощью
тепловизионного прибора выдвигает значительно больше требований к наблюдениям,
чем задача распознавания танка, используемая до настоящего времени, которая
основана на оптической сигнатуре. Этот вывод подкрепляется опытом, полученным в
войне в районе Персидского залива в 1992 г ., во время которой большинство
инцидентов стрельбы по своим произошло ночью или в условиях плохой видимости
при использовании тепловизионных приборов.
Конечно,
использование тепловизионных приборов в боевых бронированных машинах
представляет важный шаг вперед в техническом и тактическом отношениях. Однако
надежное использование этого нового прибора в ночном бою требует высокого
уровня подготовки. Чтобы правильно распознать ИК сигнатуры, наводчики должны
знать типичные контуры машины, а также ее внутреннее устройство - в частности,
где размещены компоненты, выделяющие теплоту (размещение силовой установки,
выхлопного коллектора и вентиляции, размещение обогревателей и т.д.). Для
ознакомления наблюдателя с разновидностями ИК сигнатуры, которые может иметь
боевая машина, требуются систематически обновляемый учебный материал и
интенсивная подготовка. Достижению успеха в этой области мешает недостаток необходимой
информации по зарубежной военной технике, поэтому вместо нее следует
использовать сигнатуру, синтезируемую с применением математических моделей. К
сожалению, как показала война в районе Персидского залива, следует уделить
большее внимание вопросам подготовки наблюдателей и наводчиков по распознаванию
типов боевых машин на основании их ИК сигнатур.
Комментариев нет:
Отправить комментарий