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夜视技术:谁是你的夜晚“第三只眼”

2018-10-15 16:27 来源:科普中国-军事科技前沿 

  出品:科普中国

  作者:瑷敏工作室

  策划:白璐

  监制:光明网科普事业部

  日前,美军掀起了密集采购军用夜视装备的“高峰”。单是BAE系统公司就获得了总价值9700万美元的订单,将依托“第三代增强型夜视镜”和“单兵视觉武器”计划,向美国陆军提供新型夜视镜和热瞄准具。从技术手段上克服夜暗对军事行动的不利影响,将会对各类作战行动带来极大的便利与优势。夜视技术就是能让夜战场变得“单向透明”的“第三只眼”,军用夜视装备可在夜间或低亮度条件下,将伸手不见五指的黑夜清晰地呈现在人们眼前,是实现夜战能力“如虎添翼”的重要手段。

夜视技术:谁是你的夜晚“第三只眼”

夜视技术

  从无到有的军用夜视技术

  从古至今,战争常在夜间打响,夜战能力向来是一支军队不能舍弃的核心战斗力之一。在电影《猎杀本·拉登》中,人们除了记住了大名鼎鼎的“黑鹰”直升机外,也一定对充满科幻色彩的四目夜视仪记忆犹新。

  夜视技术主要利用红外线和微光两种技术手段,把人眼看不清或极其微弱的光信号转换成电信号,之后通过把电信号放大,最终转换成人眼可见的光信号。这样就实现了纷繁复杂的夜战场能够“洞若观火”,进而直接影响着夜间作战的战争进程。

  为满足军事应用需要,德国军方在1944年开始配发“麻雀鹰”的夜视仪,主要通过发出红外光照射目标来实现目标识别。随后,装有红外夜视装备的“豹”式坦克加入战场,在晚上可以轻易捕捉反坦克炮的位置并直接进行摧毁。美军登陆冲绳岛时,把刚刚研制出来的红外夜视仪带上战场,不明就里的日军就这么“光天化日”下一个接一个地送了命。

  到越南战争时期,美军成功研制出了第一代微光夜视仪。尝到甜头的美军此后一直把夜视装备当作高精尖武器,相继投入巨资用于研制。海湾战争时期,绝大部分进攻都是在夜间发起的,装备有先进红外夜视器材的美军,总能在伊军之前抢先发现对方,等到伊军从美军怒吼的大炮火光中发现“大敌当前”时,早已无了招架之力。美国陆军早在2000年就开始了“增强型夜视镜”的研制。这种加装在头盔上的夜视“第三只眼”,把多种夜视技术所取得的图像融合,可有效配合美军士兵在全黑暗环境感知战场态势。

夜视技术:谁是你的夜晚“第三只眼”

夜视技术

  花样繁多的夜视技术手段

  美国之所以舍得在军用夜视技术领域“一掷千金”,正是充分发掘出夜视装备的“无形魅力”。夜视技术与武器装备的有机融合,将进一步提升作战装备在夜间和恶劣气象条件下获取信息、实施打击以及协同作战的能力。作为夜间作战的“第三只眼”,军用夜视技术近年来取得长足发展,其中最具代表性的当属红外夜视器材、微光夜视器材和红外热成像器材。

  一直到上个世纪70年代之前,以红外夜视仪为代表的红外夜视器材都始终是夜视领域的“龙头老大”。红外夜视仪主要通过主动发射红外光照射目标,之后通过转换反射回来的红外光实现夜间的清晰成像。红外夜视器材的优点在于场景反差大、闪烁小、成像清晰,且工艺比较成熟、造价低廉。但红外夜视仪要想发现目标必须先用红外光照射目标,在发现对方的同时也暴露了自己。

  为弥补红外夜视器材的缺陷,美国于上个世纪60年代成功研制出微光夜视仪。相比于红外夜视器材,微光夜视仪不主动发射红外光,而是通过接收战场上目标反射的星光、月光等微弱的光,进而将其增强放大,最后形成适于肉眼观察的夜间图像。这种被动式工作方式更加安全可靠、不易暴露,且体积小巧、易于携带。

  作为新一代军用夜视器材,红外热成像仪主要利用红外探测器和光学成像物镜接受目标的红外辐射,进而通过所获得的红外能量值转换成可供肉眼观察的红外热像图。红外热成像器材的优势就在于它同样属于被动式夜视器材,既不靠自身红外光源也不借助夜空星月光来工作,隐蔽性好、作用距离远、分辨率高且抗干扰能力强。美国海军陆战队此次配发的“第二代双目夜视镜”正是由微光夜视镜和红外热成像组件构成。

夜视技术:谁是你的夜晚“第三只眼”

夜视技术

  或将成为辅助作战“神器”

  作为“第三代增强型夜视镜”和“单兵视觉武器”计划的一部分,BAE系统公司此次向美国陆军提供的新型夜视镜和热瞄准具更是科技感十足。“单兵视觉武器”就像手机上的摄像头,还可以进行放大操作,除能读取热成像画面以及投射准星外,还能把所“看到”的画面实时传回眼前的“增强型夜视镜”中。这意味着配备有这些夜视装备的士兵可以在各种姿势下进行精确射击,甚至具备从掩体后伸出枪支进行精确射击的能力。

  更令人吃惊的是,未来的夜视装备还将开启夜幕下的“战场直播”。美军新一代夜视装备将通过WiFi方式进行信息传输,能将单兵的态势感知信息在战场上分享,进而成为美军下决心打赢数字化战场夜战的具体体现。这一系列夜视新装备的列装,足以令美军的夜战能力如虎添翼。

  目前,军用夜视装备已经实现了小型化、轻量化,战术性能也得到了大幅提升。伴随着各类新技术的不断涌现,夜视技术还将向着继续提高装备使用的灵活性、易用性和可集成性方向加速发展。(以上图片来源于网络)

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[责任编辑:赵清建]

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