Особенности и различия зимней охоты с прицелами ночного видения и тепловизорами

13.01.2017

Оглавление

  1. Конструктивные особенности и прицип работы ПНВ с электронно-оптическим преобразователем.
  2. Преимущества и недостатки  ПНВ с электронно-оптическим преобразователем
  3. Конструктивные особенности и принцип работы «цифровых» ПНВ
  4. Преимущества и недостатки «цифровых» ПНВ
  5. Конструктивные особенности и принцип работы телевизионных прицелов
  6. Преимущества и недостатки телевизионных прицелов
  7. Немного о перспективах развития ПНВ
  8. Особенности зимней охоты с различными типами ночных прицелов

Прежде чем говорить непосредственно о зимней ночной охоте, следует рассказать, в чем сущность работы приборов ночного видения (ПНВ), «цифровых» ПНВ и тепловизионных приборах (ТВП), каковы их особенности, различия и связанные с ними преимущества и недостатки. На основе всех этих приборов выполнены и серийные ночные прицелы.

Конструктивные особенности и принцип работы; ПНВ с электронно-оптическим преобразователем

ПНВ состоит из объектива, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) и окуляра. Объектив сфокусирован на фотокатод ЭОП, чувствительного к видимому инфракрасному излучению (рабочая область спектра 0,4 – 0,9 мкм). Окуляр сфокусирован на экран ЭОП, имеющий желто-зеленый или черно-белый люминофор, которым и определяется цвет свечения изображения на экране.

ИК фонарь Pulsar-805

Принцип действия ПНВ основан на том, что излучение звезд и Луны отражается от объекта наблюдения и окружающей его сцены (фона), создавая на них естественную ночную освещенность. Это отраженное излучение приходит на вход объектива, который создает изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП. Последний преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости. Изображение с экрана ЭОП наблюдается через окуляр. Так происходит работа ПНВ в так называемом пассивном режиме, когда не применяются дополнительные средства подсвета.

Если света от естественной ночной освещенности недостаточно или вообще наступает полная темнота, то ПНВ не работает: он только усиливает свет, а если его нет, то нет и изображения. В связи с этим в таких условиях приходится работать в активном режиме и использовать дополнительные источники ИК подсвета – ИК осветители, выполненные на базе полупроводниковых лазерных излучателей или светодиодов. Применение последних предпочтительнее, т.к. они создают более равномерное по яркости пятно подсвета, их излучение не опасно для зрения и они дешевле. ИК осветители чаще всего закрепляются на корпусе ПНВ и имеют автономное питание.

Для того, чтобы охотник мог работать ночью, необходимо установить на оружии ночной прицел вместо дневного оптического прицела. Это не очень удобно, т.к. требует определенных затрат времени. Кроме того, ничего идеального нет, поэтому при замене одного прицела на другой происходит небольшой сбой  положения линии визирования. Это отрицательно сказывается на точности стрельбы. В связи с этим получили распространение «дневно-ночные» прицелы, в которых имеется дневной оптический канал и ночной канал на базе ЭОП. Для перехода от работы в режиме «день» в режим «ночь» и наоборот достаточно только повернуть рычажок, переключающий прицел с одного канала на другой. Ясно, что при этом возрастают масса и габариты прицела, а также его стоимость. Есть еще один вариант создания «дневно-ночного» прицела. Для этого на объектив дневного оптического прицела, смонтированного на оружии, для работы ночью устанавливается малогабаритный ПНВ – ночной монокуляр с увеличением один крат. Благодаря этому прицел может теперь работать ночью и имеет то же увеличение и угол поля зрения, что и днем.

ПНВ разделяются по поколениям: 0, 1, 2, 2+, 2++, 3, 3+, 4, 5. Рассмотрение всех этих поколений выходит за рамки данной статьи. Замечу только, что каждое последующее поколение ПНВ по сравнению с предыдущим имеет более высокую чувствительность, лучшее качество изображения и соответственно большую дальность видения, но при этом стоимость ночного прицела при переходе от младших поколений к старшим возрастает. В связи с этим, если охотник не предполагает вести огонь на больших дальностях, то ему вполне достаточно ПНВ младших поколений, характер применения которых зависит от вида решаемой задачи и от финансовых возможностей охотника

Преимущества и недостатки  ПНВ с электронно-оптическим преобразователем

К преимуществам ПНВ относятся:

  1. Простота исполнения и обращения с прицелом, высокая надежность,
  2. Наивысшее качество изображения по сравнению с другими типами ночных прицелов.
  3. Низкое энергопотребление и высокое время непрерывной работы.
  4. Минимальная стоимость по сравнению с ночными прицелами других типов.

К недостаткам ПНВ относятся:

  1. Возможность работы в пассивном режиме только при достаточно высоком уровне естественной ночной освещенности.
  2. Возможность работы при низких уровнях освещенности и в темноте только в активном режиме при условии применения ИК осветителя, излучение которого демаскирует ПНВ.
  3. Невозможность работы при пониженной прозрачности атмосферы, т.е. при неблагоприятных условиях видения (дымка, туман, дождь, снегопад и др.): при этом при работе в активном режиме наблюдать особенно тяжело из-за рассеяния излучения подсвета в обратном направлении, которое накладывается на изображение объекта и сводит возможность его видения к нулю.
  4. Невозможность работать при попадании в поле зрения ПНВ световых помех: пламени костра, вспышки выстрела, излучения фар транспорта и различных светильников и др. Чтобы сохранить работоспособность ПНВ в будущем, нужно спешно его отключить или вывести из его поля зрения световую помеху.
  5. Невозможность записать изображение, ввести его в персональный компьютер и другие устройства, передать дистанционно, а также отсутствие возможности дублирования изображения для другого пользователя.
  6. Невозможность цифровой обработки изображения.
  7. Невозможность сменить прицельную марку при переходе к другому типу оружия без разборки ПНВ.

Конструктивные особенности и принцип работы «цифровых» ПНВ

цифровой прицел ночного видения

 В связи с этим появились так называемые «цифровые» ПНВ. Собственно говоря, это название, хотя и получило установившееся, широкое распространение, неточно: «цифровые» ПНВ – вовсе не ПНВ, а низкоуровневые телевизионные (ТВ) системы, а это уже совершенно другой класс приборов.

Они состоят из объектива, сменного светофильтра, ТВ камеры на основе матрицы ПЗС, подключенной к ТВ монитору, в качестве которого чаще всего используется дисплей на основе матрицы органических светодиодов – так называемый OLED дисплей. На его экран сфокусирован окуляр.

Как и в случае ПНВ, «цифровые» ПНВ усиливают свет и работают в пассивном режиме только при достаточно
высоком уровне естественной ночной освещенности либо в активном режиме. Объектив создает изображение объекта и фона на матрице ПЗС ТВ камеры. При этом для работы днем в ход лучей включается один светофильтр (чаще его называют просто фильтр), а для работы ночью - другой. ТВ камера преобразует изображение в видеосигнал и передает его в ТВ монитор, который преобразует сигнал в видимое изображение, наблюдаемое через окуляр.


Преимущества и недостатки «цифровых» ПНВ

Преимущества «цифровых» ПНВ таковы:

  1. Круглосуточность работы.
  2. Пристрелка только одним выстрелом, после которого электроника «цифрового» ПНВ сама подстраивает прицельную сетку. Для пристрелки ПНВ требуется ее длительное проведение и расход не менее 10 патронов или использовать патроны холодной пристрелки.
  3. Возможность выбора из памяти прицела любой нужной прицельной сетки в зависимости от вида оружия.
  4. Характеристики современных «цифровых» ПНВ идентичны характеристикам ПНВ поколений 2+ и 3. При этом режим «день-ночь» имеет высокое качество и реализуется дешевле, чем в «дневно-ночных» ПНВ.
  5. Цифровая обработка изображения в реальном масштабе времени с  целью повышения качества изображения.
  6. Дублирование изображения для других пользователей.
  7. Дистанционная передача изображения с использованием WiFi и Bluetooth связи.
  8. Запись видео- и фотоизображения в память компьютера с последующим тиражированием и вводом в Интернет. Интернет-поддержка программ различных настроек.
  9. Хранение в памяти результатов пристрелки на разное оружие.
  10. GPS навигация и использование цифрового магнитного компаса.
  11. Сравнительно низкая стоимость.
  12. Высокая ударная стойкость, позволяющая использовать «цифровые» ПНВ на гладкоствольном и нарезном оружии различных калибров.
  13. Простота эксплуатации, приемлемая как для новичков, так и для профессионалов.
  14. Возможность функционального объединения с лазерным дальномером и измерения с его помощью с высокой точностью дальности до цели и скорости ее перемещения.
  15. Возможность определения высоты цели и угла наклона прицела.
  16. Автоматическая подстройка контрастности и яркости изображения (функция Sum LightTM).
  17. Ввод в поле зрения температуры окружающей среды, атмосферного давления, индикации разряда батарей, таймера и других функций.
  18. Возможность использования режима автоматического сканирования для снижения естественного тремора рук.
  19. Прицел не боится боковой и фронтальной засветки, обладает устойчивостью к воздействию световых помех среднего уровня.
  20. Возможность установки баллистического вычислителя.
  21. Поскольку рабочая область спектра «цифровых» ПНВ составляет 0,4 – 1,1 мкм, то при работе в активном режиме можно использовать ИК осветитель с длиной волны не 0,85 мкм или 0,9 мкм, как для ПНВ, а 0,915 мкм, 0,95 мкм. Это позволяет работать в активном режиме, не опасаясь демаскировки со стороны зверей.

Недостатки «цифровых» ПНВ:

  1. Возможность работы в пассивном режиме только при достаточно высоком уровне естественной ночной освещенности.
  2. Возможность работы при низких уровнях освещенности и в темноте только в активном режиме при условии применения ИК осветителя.
  3. Невозможность работы при пониженной прозрачности атмосферы, т.е. при неблагоприятных условиях видения. Правда, у некоторых «цифровых» ПНВ за последние годы появилась функция подавления дымки, тумана и дождя, но далеко не для всех неблагоприятных условий видения.
  4. Невозможность работы при воздействии мощных световых помех. Существующая функция антиблюминга в матрицах ПЗС позволяет ограничить влияние световых помех только малой мощности.
  5. Значительное энергопотребление и соответственно невысокое время непрерывной работы или применяются выносные источники питания.
  6. Более низкое качество изображения по сравнению с ПНВ

Конструктивные особенности и принцип работы телевизионных прицелов

Первые четыре недостатка могут быть устранены за счет использования тепловизионных прицелов. Они состоят из ИК объектива, фотоприемного устройства на основе фокально-плоскостной матрицы фотодетекторов, работающих в области спектра 8 – 12 мкм без охлаждения, блока электронной обработки, ТВ монитора и окуляра.

Тепловизионный прицел Apex XD38

Принцип действия тепловизионных прицелов основан на создании видимого изображения нагретых тел благодаря восприятию их ИК теплового излучения. При этом обязательным условием создания изображения является наличие разности температур между объектом и сценой, выше определенного порогового значения. Изображение в такой прицел своеобразное: более теплые элементы выглядят светлее, более холодные – темнее. ИК объектив воспринимает тепловое излучение от объекта и фона и формирует их изображение на фокально-плоскостной матрице фотодетекторов фотоприемного устройства. Видеосигнал с его выхода поступает в блок электронной обработки. Здесь происходит обработка изображения в реальном масштабе времени: подавление шумов, выравнивание чувствительности пикселей матрицы, оконтуривание изображение полезного объекта и др. Видеосигнал с выхода этого блока передается в ТВ монитор (чаще всего OLED дисплей), с экрана которого чрез окуляр наблюдается изображение. 

Преимущества и недостатки телевизионных прицелов

Основные преимущества тепловизионных прицелов:

  1. Возможность работы при любой естественной освещенности и в полной темноте, отсюда – круглосуточность работы.
  2. Возможность работы при пониженной прозрачности атмосферы и даже в дыму.
  3. Возможность работы при воздействии мощных световых и при воздействии любых засветок – фронтальной, боковой, тыловой.
  4. Возможность наблюдения объектов, скрывающихся за кустарником, за другими естественными укрытиями, лишь бы сквозь них проходило тепловое излучение от объекта наблюдения. Это позволяет обнаружить затаившихся зверей по их тепловому излучению, например, зайцев на фоне снежной целины.
  5. Возможность видения напарника в маскировочной одежде, которая не является преградой для распространения теплового излучения.
  6. Возможность точного дистанционного измерения температуры объекта и ее распределения по его поверхности.
  7. Тепловизионные прицелы не требуют подсвета и сами не излучают.
  8. При использовании цветного дисплея изображение получается в условных цветах: каждому цвету соответствует определенная температура объекта и фона. Это позволяет выделить изображение объекта по цвету. Однако нарушение естественной цветопередачи вызывает сложность в восприятии такого изображения.
  9. Те же преимущества, что и у «цифровых» ПНВ по пп. 1 – 3, 5 – 9, 14 – 20 их преимуществ.

Недостатки тепловизионных прицелов:

  1. Невозможность работать при равной нулю или близкой к нему разности температур между объектом и фоном.
  2. Плохое качество изображения фона и линии горизонта. Это создают трудности ориентирования на местности при наблюдении в тепловизионный прицел.
  3. Высокое энергопотребление и соответственно малое время непрерывной работы.
  4. Низкое качество изображения по сравнению с ПНВ и «цифровыми» ПНВ.
  5. Очень высокая стоимость главным образом из-за ИК объектива, выполненного из германия, а также из-за фотоприемного устройства.
  6. Сложность обучения и привыкания к изображению из-за его своеобразного характера.
  7. Низкая надежность из-за сложности прицела.

 Немного о перспективах развития ПНВ

 Из всего сказанного следует, что ни один из приборов не является идеальным. В связи с этим появилась идея создания двухканального прибора, в котором недостатки одного канала компенсировались бы достоинствами другого. В настоящее время рядом фирм производятся удерживаемые в руках, переносные (устанавливаемые на штативе или на треноге) и возимые (устанавливаемые на транспортных средствах) двухканальные приборы.

Очки ночного видения

Они состоят из канала «цифрового» ПНВ и тепловизионного канала. Изображения обоих каналов с помощью микропроцессора объединяются в единое изображение. При этом от каждого канала берутся наиболее информативные признаки изображения, так что единое «интегрированное» изображение имеет качество, значительно более высокое, чем в каждом отдельном канале. Дополнительное введение лазерного дальномера, модуля GPS, цифрового магнитного компаса и др. превращает прибор в многоканальный.

Однако стоимость такого прибора резко увеличится. Поэтому пока еще не появились сообщения о создании 2-х или многоканальных охотничьих прицелов.

Особенности зимней охоты с различными типами ночных прицелов

 Теперь можно поговорить об особенностях зимней охоты с рассмотренными выше прицелами.

  1.  Зимой на фоне снега лучше смотрятся все объекты – их изображение получается более контрастным, чем на летнем или весенне-осеннем фоне. Поэтому в ночные прицелы на базе ЭОП и в «цифровые» прицелы дальность видения зимой возрастает в 1,5 раза. Кроме того, зимой улучшается прозрачность атмосферы – за счет понижения температуры частицы пыли замерзают и падают на землю. Это также приводит к увеличению дальности видения. В тепловизионные прицелы увеличивается разность температур объекта и фона, т.к. температура объекта зимой не меняется, а фона – резко падает. Это приводит к возрастанию дальности видения.
  2.  Перед началом охоты в зимнюю ночь охотник должен осмотреть в прицел всю местность, т.к. зимний  ландшафт сильно отличается от летнего ландшафта: он становится более однообразным, и нужно  привыкнуть к нему, чтобы уверенно ориентироваться ночью и не пропустить добычу. Если раньше  животных полностью или частично скрывала листва, то теперь они достаточно четко рисуются на фоне  снежной целины. Это повышает возможность видения добычи и точность выстрела.
  3. Ночную охоту могут осложнить снегопад, вьюга или туман. С этой точки зрения зимой лучше  применять тепловизионные прицелы.
  4. Необходимо при приобретении прицела для зимней ночной охоты выяснить, имеет ли наружные оптические поверхности объектива и окуляра защитные покрытия для предохранения от запотевания или заиндевения. Вместо таких покрытий может быть использован электрообогрев данных поверхностей. Для предохранения от запотевания внутренних оптических поверхностей внутреннюю полость прицела заполняют сухим азотом.
    прицел ночного видения digisight
  5. Для зимних условий охоты лучше подходит экран ЭОП или дисплея, формирующий черно-белое изображение. Ночью человек не различает цвета, а воспринимает только оттенки серого цвета. Поэтому черно-белое изображение с точки зрения физиологии зрительного восприятия оптимально. Такое изображение более естественно для человеческого ночного зрения, и глаза не утомляются. Но следует помнить, что дальность видения при этом не увеличивается, т.к. для ЭОП она зависит от разрешающей способности экрана и его светоотдачи, а они максимальны именно для экранов желто-зеленого цвета свечения. Для «;цифровых» ПНВ и тепловизионных прицелов лучше использовать OLED дисплеи, а не жидкокристаллические (ЖК) дисплеи, т.к. OLED дисплеи работают при минусовых температурах (диапазон их рабочих температур от – 25°С до +50°С). ЖК индикаторы не работают при минусовых температурах без соответствующего обогрева. Он увеличивает и без того большое энергопотребление прицела, поэтому необходимы источники внешнего питания.
  6.  Если охотник использует также и наблюдательные ночные приборы для осмотра местности, то для их удержания в руках в условиях сильного мороза желательно, чтобы внешняя поверхность прибора была прорезиненной. Масса такого прибора для зимней охоты не должна превышать 1 кг.
  7. Первичный источник питания приборов – его батареи питания не должен содержать сухие элементы, т.к. они не работают при минусовых температурах. Нужно использовать только никель-кадмиевые или литиевые аккумуляторы, которые работают в диапазоне рабочих температур (-50) – (+50)°С. Для зарядки аккумуляторов в полевых условиях необходимо иметь зарядное устройство, которое работает от напряжения батареи аккумуляторов автомобиля (= 12 В) или вездехода (= 24 – 27 В). Охотнику желательно иметь при себе запасные заряженные аккумуляторы. Их следует держать в тепле (за пазухой). Нужно приобретать такие прицелы, в поле зрения которых введен индикатор разряда батарей.
  8. Важной проблемой является стоимость. Стоимость ночных прицелов на базе ЭОП составляет в зависимости от поколения от 7000 руб. до 200 000 руб. Стоимость «цифровых» прицелов колеблется от 70 000 руб. до 999 000 руб. Стоимость тепловизионных прицелов составляет от 162 000 руб. до 1440 000 руб. Для снижения стоимости прицелов целесообразно отказаться от ряда опций, которые не так уж и нужны охотнику, но значительно увеличивают стоимость прицела: лазерный дальномер, баллистический вычислитель и др. Дальность видения в ночные прицелы на базе ЭОП и в «цифровые» ночные прицелы колеблется от 200 до 600 м, а в тепловизионные прицелы – до 800 м при дальности обнаружения – до 1500 м. Однако для ночной зимней охоты на зайца реальная дальность стрельбы колеблется от 20 до 30 м, а на кабана – до 60 м. Поэтому и здесь можно сэкономить, выбрав более дешевую модель с меньшей дальностью видения.

    зимняя охота
  9. Ночная зимняя охота хороша тем, что многие звери (в частности, кабан) в таких условиях теряют  бдительность и поэтому более уязвимы. Практика показывает, что для ночной охоты в заснеженном лесу лучше всего подходит тепловизионный прицел, в особенности при неблагоприятных условиях видения. При выборе прицела не играют особой роли возможность рассмотреть мелкие детали – для точного  выстрела достаточно четко видеть только очертания зверя. Основной критерий при выборе прицела –  четкость изображения и температурная чувствительность. Частота кадров должна быть не менее 50 Гц. Прицел должен обладать достаточно высокой механической прочностью и ударостойкостью (допускающую установку и эксплуатацию прицела на оружии различных калибров), герметичностью, должен работать при минусовой температуре.

Эти правила, конечно, должны сопутствовать общим правилам поведения на охоте и обращения с ночными прицелами. 

Статья подготовлена на основе материалов доктора технических наук, академика Российской академии естественных наук -  Волкова Виктора Генриховича.