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哈喽,大家好!这里是【科普中国军事科技】与【超级战术频道】联合策划的《现代顶尖单兵战术装备》系列节目,今天我们跟大家聊一聊现代特种作战出镜率非常高的特战装备-单兵夜视仪。
在很多影视剧和游戏画面,以及反映特种作战的视频资料中,大家可以看到这样的画面,作战人员在漆黑的环境下,将头盔上的神秘仪器翻转到眼睛前面,然后通过这个仪器,在伸手不见五指的黑夜,不受黑暗的阻碍,像白天一样自由行动。
他们头上戴着的仪器,就是现代特种部队几乎人手一个的军用夜视仪,我们如果要了解什么是夜视仪,就要知道夜视仪的基本工作原理。
夜视仪设计的初衷是为了在夜间侦察确定敌人的位置,以及导航、监视、瞄准等目的。
通常来说,夜视仪大致分为,主动红外夜视仪,微光夜视仪和数码夜视仪。世界上率先开始使用夜视技术的是在二战期间的德国,他们发明了最早的主动红外夜视技术,这个大家伙必须配备一个大型的红外探照灯,在使用时发射肉眼不可见的红外光源照射目标区域,再接收反射的红外图像形成可以肉眼看见的图像,当时德军在50多辆坦克上装备了这种夜视系统,同时也在STG44步枪上装备了这种红外夜视仪,不过这种夜视仪非常笨重,使用起来非常繁琐,如果对方有红外探测设备,也会第一时间发现探照灯发出的红外照射光源。
越南战争期间,美国率先研发出微光成像原理的夜视仪,所谓的微光成像原理,就是利用环境光反射代替之前的红外光反射,而所有的秘密,集成在夜视仪的心脏——像增强器中,当然也有把这个核心部件,叫做图像增强管或者光学增像管,这根管子可来头不小,就是它直接决定了我们在夜视仪中看画面是否清楚,亮度是否足够。这个技术一直沿用至今。
拿我手中的BNVD1431MK2来举例,简单来说,它是由目镜,物镜,筒身,供电系统,连接系统组成的,而图像增强管呢,就在它目镜和物镜中间,也就是筒身中。
我们知道,在自然环境中是没有绝对黑暗的,在黑夜中,有着各种光源的反射,月光,星光,城市的灯光等等,而我们的图像增强管,就是为了把这些光线中的光子通过光电阴极波转换为电子。并通过图像增强管中的MCP(微通道板)对电子的原始数量进行数以千倍的加乘。你可以理解为这将你从物镜中收集到的图像提亮了,这些电子被放大以后撞击带有磷涂层的屏幕。这些电子保持着它们通过时的位置,由于它们与最开始进入增像管的光子保持着同样的队列,便在屏幕上投影出了完美的图像。这些影像通过你的目镜传到你的眼睛里,这个过程,是不是很美妙呢?磷涂层在屏幕上形成的绿色图像就是夜视的特征。当然,现在也有体验更好的白磷图像增强管,通过提高对比度,更容易看清暗部的细节,当然哪种适合你,需要你自己来判断。
而之前的提到的主动红外照明技术,变成了现代微光夜视仪的辅助手段,当自然环境光不理想,或者在相对黑暗的房间内的时候,就可以开启红外补光,来增强微光夜视仪的成像质量。
说起夜视仪的未来,可以说是众说纷纭,其中值得注意的是,数码成像技术的产生,具有代表性的就是目前在相机领域普遍使用的芯片成像技术,这种技术在户外自然光条件下已经可以达到和微光夜视仪几乎一样的成像质量,不过由于体积和用电量过大,导致目前还无法达到真正的军用标准,不过数码的优势非常明显,可以通过芯片的算法直接集成GPS和队友方位识别的信息在显示屏上,并且可以透过加装无线传输系统,一方面将瞄准镜的视角传输进眼前的画面,同时也可以传输至后方指挥部,可以实时观察士兵第一人称视角的夜视画面,所以当电池和体积的问题解决,这将是夜视作战体系的未来走向。
说到现代夜视仪的分类,如按照目数分大致可以分为单目,双目,四目等几个类型来辨别,每种类型都各有优缺点,没有哪种一定会比其他更优秀的说法,比如单目夜视仪相对价格较低,获取难度较低,方便组装和携带,也可以安装在武器上当作辅助夜视瞄准器材使用。
双目夜视仪具有更好的使用体验,双目成像大脑更容易接受,长时间佩戴更舒服,而且特定的型号也可以进行单侧翻转达到单目使用的目的,但是价格比单目要贵上许多,有时要超过双倍的价格。
四目全景夜视仪是最受军迷推崇的夜视仪,也是目前相对来说最贵的夜视仪系统,97度的超广视野可以有效增强夜间信息的获取能力,快速进行敌情判断达到快速决策打击的作用,不过重量和价格都是这里面最不具优势的,所以往往是最顶尖的特种部队才会拥有这种高精尖的夜视器材。
以上这些系统都离不开的就是之前提到的像增强器,所以真正将夜视仪分出代差的,也是这些像增强器的技术参数,如何提高成像质量,降低功耗,延长使用寿命,都是像增强器未来的研究方向。
那么有了夜视仪,在黑夜中就可以随意射击,指哪儿打哪儿了嘛?下一期我们来聊聊,武器上那些花里胡哨的配件,我们下期见。
出品:科普中国
监制:光明网科普事业部
制片人:战钊
科学审核:费伯禹(军事内容资深编审)
科普主讲:李成辉(超级战术频道主理人)
导演:金赫
后期:李成辉