花样繁多的夜视技术——

让夜战场变得“透明”

来源:解放军报作者:许玥凡 许妍敏责任编辑:王俊
2018-08-08 15:29

日前,美军掀起了密集采购军用夜视装备的“高潮”。BAE系统公司获得总价值约9700万美元的订单,计划向美国陆军提供新型夜视镜和热瞄准具,美国海军陆战队也发出了军用夜视仪的“招贤榜”,开始陆续配发带有热成像功能的“第二代双目夜视镜”。

长期以来,军事行动必须根据昼夜等气象条件“见机行事”。如果能从技术手段上克服夜暗条件对军事行动的不利影响,将给作战行动带来极大的优势。在这种思路导引下,让夜战场变得“透明”的军用夜视技术应运而生。军用夜视装备可在夜间或微光条件下,将“伸手不见五指”的黑夜战场清晰地呈现在人们眼前,成为夜战的重要手段。

一场关于“争夺月亮”的战争

从古至今,战斗经常在夜间打响。夜晚时分,通常是应战能力最薄弱的时候,也是向对手发起袭击的“天赐良机”。因此,夜战能力向来是一支军队不可或缺的核心战斗力。

夜视技术主要利用红外热成像和微光增强两种技术手段,把人眼看不见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,士兵们借助夜视技术能在纷繁复杂的夜战场上“洞若观火”。

第二次世界大战期间,夜视技术开始登上军事舞台,促进了夜战能力的快速提升,甚至频频出现利用夜战能力“代差”“致盲”对手的战例。美军登陆冲绳岛时,隐匿在岩洞坑道里的日军常在夜晚潜出偷袭美军,让美军吃了不少苦头。急中生智,美军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“暴露”在暗夜之中。

尝到甜头,美军此后一直非常重视夜视装备研发,相继投入巨资。仅上个世纪80年代,美军就投入约80亿美元用于夜视装备的研制。

海湾战争时期,美军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,总能在伊拉克军队之前抢先发现对方。

为继续保持夜战优势,2000年美国陆军开始了“增强型夜视镜”的研制。这种加装在头盔上的“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下的战场态势感知能力。到2008年,“增强型夜视镜”开始装备到美国陆军,这个只有几百克重的“小家伙”,可连续工作7.5小时,在150米距离上对站立和移动目标的热成像识别率高达80%。

谁是你的夜战“第三只眼”

夜视技术与武器装备的有机融合,进一步提升了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。坦克、舰船、飞机等装备安装夜视器材后,不仅能够轻易突破夜幕障碍、掌控夜战“主动权”,更能大幅度提升夜间作战效能。因此,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。

红外夜视器材。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。美军在越南战场使用的夜视仪,是红外夜视器材的典型代表之一。不过,第4次中东战争中,阿以双方进行坦克大战,结果均损失惨重,究其原因正是红外夜视仪“惹的祸”。原来,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。

微光夜视器材。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、月光等微弱光,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。

但微光夜视仪的工作受自然环境影响较大,雨、雾等气象条件会对其正常使用产生干扰。随着技术的更新,微光夜视器材的清晰度得到明显提高,人们还在微光夜视仪的基础上研制出了能进行间接观察和远距离图像传输的微光电视。

红外热成像器材。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收目标的红外辐射,进而将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,美军还有一款能安装在滑轨武器上的“单兵视觉武器”,这也是美国目前所拥有的最轻巧的红外热成像瞄准镜。

开启夜幕下的“战场直播”

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。新一代“增强型夜视镜”和“单兵视觉武器”,除继承了“微光+红外”的复合夜视能力外,还增强了“红外轮廓叠加在微光影像上”的夜视能力,实现了夜视信息数据的高度融合。

“单兵视觉武器”就像手机上的摄像头,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,将单兵的态势感知信息在战场上分享,估计用不了多久,美国士兵就将靠着安装在步枪上的热成像瞄准镜和具有WiFi功能的夜视镜,在无照明环境下快速捕捉目标。

在美军的另一款“增强型双目夜视镜”中,同样尝试实现战场数据的高度融合。“增强型双目夜视镜”还专门配备了高分辨率显示器和嵌入式无线局域网,将与美国陆军下一代武器瞄准器实现“无缝对接”,进一步加强了互操作性和数据共享能力,有望实现与其他部队间夜战信息的快速数据传输。

除提升数据传输融合能力,夜视装备也在不断“修炼内功”。未来的增强型夜视镜还将拥有超级变焦、眼球追踪等附加功能,最终可能做成太阳镜或是隐形眼镜的模样。彩色夜视仪能让士兵在夜间战斗中如同身处白昼,夜视成像的清晰程度甚至连衣服上的迷彩花纹都依稀可辨。近年来,美国陆军甚至还尝试为夜视装备加上人脸识别技术,可直接在夜间发现可疑人员。

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