Biên niên sử tầm nhìn nhiệt (Phần 1)
Như thường lệ, nguồn gốc của tất cả những điều quan trọng bằng cách nào đó bắt nguồn từ Hy Lạp cổ đại - hình ảnh nhiệt trong tình huống này cũng không ngoại lệ. Titus Lucretius Car là người đầu tiên đề xuất rằng có một số tia "nhiệt" mà mắt người không nhìn thấy được, nhưng vấn đề không đi xa hơn những kết luận mang tính phỏng đoán. Họ nhớ đến bức xạ nhiệt trong thời đại phát triển của công nghệ hơi nước, và nhà hóa học Thụy Điển Karl Scheele và nhà vật lý người Đức Johann Lambert là những người đầu tiên. Tác phẩm đầu tiên trong tác phẩm của ông, "Luận thuyết hóa học về không khí và lửa", đã tôn vinh sự ấm áp của cả một chương - sự kiện này xảy ra vào năm 1777 và trở thành tiền thân của cuốn sách "Pyrometry", được viết bởi Lambert hai năm sau đó. Các nhà khoa học đã tìm ra độ thẳng của sự lan truyền của các tia nhiệt và xác định được, có lẽ là điều quan trọng nhất - cường độ của chúng giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Nhưng thí nghiệm nổi bật nhất về nhiệt được thực hiện bởi Marc Auguste Pictet vào năm 1790, khi ông đặt hai gương cầu lõm đối diện nhau và đặt một quả bóng nóng ở tiêu điểm của một cái. Sau khi đo nhiệt độ của những chiếc gương, Pictet đã phát hiện ra một điều đáng ngạc nhiên đối với thời đại đó - chiếc gương hóa ra ấm hơn, ở tâm điểm là một quả bóng nóng. Nhà khoa học đã đi xa hơn và biến cơ thể nóng lên thành một quả cầu tuyết - tình hình diễn ra hoàn toàn ngược lại. Do đó, hiện tượng phản xạ bức xạ nhiệt đã được phát hiện và khái niệm "tia lạnh" mãi mãi trở thành dĩ vãng.
William Herschel (1738-1822) nhà thiên văn học người Anh, người phát hiện ra bức xạ hồng ngoại. Nguồn - en.wikipedia.org
Người quan trọng tiếp theo trong những câu chuyện hình ảnh nhiệt là người phát hiện ra Sao Thiên Vương và các vệ tinh của nó, nhà thiên văn học người Anh William Herschel. Nhà khoa học đã phát hiện ra vào năm 1800 sự tồn tại của các tia vô hình, "sở hữu sức mạnh làm nóng lớn nhất", nằm ngoài quang phổ mà con người có thể nhìn thấy. Ông đã thành công với sự trợ giúp của một lăng kính thủy tinh phân hủy ánh sáng thành các thành phần của nó và một nhiệt kế ghi lại nhiệt độ tối đa ngay bên phải ánh sáng đỏ nhìn thấy được. Là người theo học thuyết hạt của Newton, Herschel tin chắc vào sự đồng nhất của ánh sáng và nhiệt bức xạ, tuy nhiên, sau các thí nghiệm về sự khúc xạ của các tia hồng ngoại vô hình, niềm tin của ông đã bị lung lay khá nhiều. Nhưng trong bất kỳ câu chuyện nào, nó sẽ không hoàn chỉnh nếu không có những nhà thông thái có thẩm quyền từ khoa học, những người đã phá hỏng bức tranh bằng những phỏng đoán sai lầm của họ. Vai trò này được đảm nhận bởi nhà vật lý John Leslie đến từ Edinburgh, người đã công bố sự tồn tại của không khí nóng, trên thực tế, chính là “những tia nhiệt thần thoại”. Anh ta không quá lười biếng để lặp lại thí nghiệm của Herschel, người đã phát minh ra một nhiệt kế thủy ngân vi sai đặc biệt cho việc này, ghi lại nhiệt độ tối đa ngay trong vùng quang phổ màu đỏ nhìn thấy được. Herschel gần như được tuyên bố là một lang băm, chỉ ra việc chuẩn bị không đầy đủ các thí nghiệm và sự sai lệch của các kết luận.
Tuy nhiên, thời gian đã đánh giá ngược lại - đến năm 1830, nhiều thí nghiệm của các nhà khoa học hàng đầu thế giới đã chứng minh sự tồn tại của "tia Herschel", mà Becquerel gọi là tia hồng ngoại. Việc nghiên cứu các cơ thể khác nhau về khả năng truyền (hoặc không truyền) bức xạ như vậy đã khiến các nhà khoa học hiểu rằng chất lỏng lấp đầy nhãn cầu sẽ hấp thụ phổ hồng ngoại. Nói chung, chính một sai lầm tự nhiên như vậy đã tạo ra nhu cầu phát minh ra thiết bị chụp ảnh nhiệt. Nhưng vào thế kỷ 1847, các nhà khoa học mới chỉ tìm hiểu bản chất của bức xạ mang nhiệt và vô hình, đi sâu vào tất cả các sắc thái. Hóa ra là các nguồn nhiệt khác nhau - ấm đun nước nóng, thép nóng, đèn cồn - có thành phần chất lượng khác nhau của "chiếc bánh hồng ngoại". Điều này đã được Macedonio Melloni của Ý chứng minh bằng thực nghiệm với sự trợ giúp của một trong những thiết bị ghi nhiệt đầu tiên - ống nhiệt điện bismuth-antimon (bộ nhân nhiệt). Sự can thiệp của bức xạ hồng ngoại giúp giải quyết hiện tượng này - vào năm 1,94, với sự trợ giúp của nó, quang phổ có bước sóng lên tới XNUMX micron lần đầu tiên được chuẩn hóa.
Máy đo mạng nhện - máy ghi bức xạ nhiệt. Nguồn - vi.wikipedia.org
Và vào năm 1881, vật lý thực nghiệm đã hỗ trợ một máy đo tia - một trong những thiết bị đầu tiên để cố định năng lượng bức xạ. Điều kỳ diệu này được phát minh bởi nhà toán học và vật lý người Thụy Điển Adolf-Ferdinand Svanberg, người đã lắp đặt một tấm cực mỏng màu đen trên đường đi của bức xạ hồng ngoại, có khả năng thay đổi độ dẫn điện của nó dưới tác động của nhiệt. Một máy thu bức xạ như vậy giúp nó có thể đạt được bước sóng tối đa có thể vào thời điểm đó lên tới 5,3 micron và đến năm 1923, 420 micron đã được phát hiện trong bức xạ của một bộ dao động điện nhỏ. Sự khởi đầu của thế kỷ 1942 được đánh dấu bằng sự xuất hiện của hàng loạt ý tưởng liên quan đến việc triển khai thực tế các nghiên cứu lý thuyết của những thập kỷ trước. Do đó, một chất phát quang từ thallium sulfide được xử lý bằng oxy (thallium oxysulfide) xuất hiện, có khả năng thay đổi độ dẫn điện của nó dưới tác động của tia hồng ngoại. Các kỹ sư Đức đã tạo ra các máy thu Talofide trên cơ sở của họ, trở thành phương tiện liên lạc đáng tin cậy trên chiến trường. Cho đến năm 8, Wehrmacht đã cố gắng giữ bí mật hệ thống của họ, có khả năng hoạt động ở khoảng cách lên tới XNUMX km, cho đến khi họ bị chọc thủng lưới tại El Alamein. Máy bay hơi là hệ thống hình ảnh nhiệt thực sự đầu tiên cho phép thu được hình ảnh nhiệt ít nhiều đạt yêu cầu.
Sơ đồ thiết bị bay hơi. Từ cuốn sách "Nguyên tắc cơ bản của công nghệ hồng ngoại" Kozelkin V.V.
Thiết bị như sau: một màng mỏng chứa hơi rượu, long não hoặc naphtalen siêu bão hòa được đặt trong buồng và nhiệt độ bên trong sao cho tốc độ bay hơi của các chất bằng tốc độ ngưng tụ. Trạng thái cân bằng nhiệt này bị xáo trộn bởi một hệ thống quang học tập trung hình ảnh nhiệt vào màng, dẫn đến tăng tốc độ bay hơi ở những vùng nóng nhất - kết quả là hình ảnh nhiệt được hình thành. Hàng chục giây vô tận trong máy bay hơi được dành để tạo ra một hình ảnh, độ tương phản còn nhiều điều mong muốn, tiếng ồn đôi khi làm lu mờ mọi thứ và không có gì để nói về việc truyền tải chất lượng cao của các vật thể chuyển động. Mặc dù có độ phân giải tốt là 10 độ C, nhưng sự kết hợp của các nhược điểm đã không khiến thiết bị bay hơi có chỗ đứng trong sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, một thiết bị quy mô nhỏ EV-84 đã xuất hiện ở Liên Xô, ở Đức - EVA và các cuộc tìm kiếm thử nghiệm cũng được thực hiện ở Cambridge. Kể từ những năm 30, các kỹ sư đã chú ý đến chất bán dẫn và mối quan hệ đặc biệt của chúng với phổ hồng ngoại. Tại đây, quyền lực được chuyển giao cho quân đội, dưới sự lãnh đạo của quân đội, các chất phát quang được làm mát đầu tiên dựa trên chì sunfua đã xuất hiện. Ý tưởng rằng nhiệt độ của máy thu càng thấp thì độ nhạy của nó càng cao đã được xác nhận và các tinh thể trong thiết bị chụp ảnh nhiệt bắt đầu bị đóng băng với carbon dioxide rắn và không khí lỏng. Và đã là một công nghệ khá cao trong những năm trước chiến tranh, được phát triển tại Đại học Praha, là công nghệ lắng đọng một lớp nhạy cảm trong chân không. Kể từ năm 1934, ống tăng cường hình ảnh thế hệ XNUMX, được biết đến với cái tên "kính Holst", đã trở thành tổ tiên của hàng loạt thiết bị hữu ích - từ các thiết bị lái xe ban đêm xe tăng đến phạm vi bắn tỉa cá nhân.
Kính của Holst là bộ chuyển đổi quang điện tử đầu tiên. Nguồn - zodiak.uu.ru
Tầm nhìn ban đêm đã nhận được một vị trí quan trọng trong hải quân Hải quân - các con tàu có được khả năng điều hướng trong vùng ven biển trong bóng tối hoàn toàn, trong khi vẫn duy trì chế độ mất điện. Năm 1942, những phát triển của hạm đội trong điều hướng ban đêm và thông tin liên lạc đã được mượn bởi lực lượng không quân. Nói chung, người Anh là những người đầu tiên phát hiện ra một chiếc máy bay trên bầu trời đêm bằng dấu hiệu hồng ngoại của nó vào năm 1937. Tất nhiên, khoảng cách còn khiêm tốn - khoảng 500 mét, nhưng vào thời điểm đó, đó là một thành công chắc chắn. Cách tiếp cận gần nhất với thiết bị chụp ảnh nhiệt theo nghĩa cổ điển xuất hiện vào năm 1942, khi thu được một máy đo phóng tia siêu dẫn dựa trên tantali và antimon được làm mát bằng helium lỏng. Công cụ tìm hướng nhiệt của Đức "Donau-60" dựa trên nó cho phép nhận ra các tàu biển lớn ở khoảng cách lên tới 30 km. Những năm bốn mươi đã trở thành một loại ngã tư cho công nghệ hình ảnh nhiệt - một con đường dẫn đến các hệ thống tương tự như truyền hình, với chức năng quét cơ học và con đường thứ hai dẫn đến vidicons hồng ngoại mà không cần quét.
Lịch sử của thiết bị hình ảnh nhiệt quân sự trong nước bắt đầu từ cuối những năm 1960, khi công việc bắt đầu tại Nhà máy chế tạo dụng cụ Novosibirsk như một phần của dự án nghiên cứu Buổi tối và Buổi tối-2. Phần lý thuyết được giám sát bởi Trưởng Viện Nghiên cứu Vật lý Ứng dụng ở Moscow. Khi đó, một thiết bị chụp ảnh nhiệt nối tiếp không hoạt động, nhưng những phát triển đã được sử dụng trong công việc nghiên cứu của Lena, dẫn đến thiết bị chụp ảnh nhiệt đầu tiên dành cho trinh sát 1PN59, được trang bị bộ tách sóng quang Lena FN. 50 thấu kính cảm quang (mỗi thấu kính có kích thước 100x100 µm) được xếp thành 130 hàng với bước sóng 3 µm đảm bảo thiết bị hoạt động trong dải phổ sóng trung (MWIR - Middle Wave Infrared) 5-2000 µm với độ sáng phạm vi nhận dạng mục tiêu lên tới 194,5 m. áp suất cao đi vào bộ trao đổi vi nhiệt của bộ tách sóng quang, làm mát nó xuống -600°C và quay trở lại máy nén. Đây là một tính năng của thế hệ thiết bị đầu tiên - độ nhạy cao yêu cầu nhiệt độ thấp. Và ngược lại, nhiệt độ thấp yêu cầu kích thước lớn và mức tiêu thụ điện năng ấn tượng là XNUMX watt.
Đã cài đặt 1PN59 trên phương tiện trinh sát nội địa PRP-4 "Nard", sử dụng cơ sở BMP-1.
Xe trinh sát PRP-4 "Nard"Nguồn - cris9.armforc.ru
Đến năm 1982, các kỹ sư trong nước quyết định chuyển dải phổ làm việc của các thiết bị chụp ảnh nhiệt sang 8-14 micron (LWIR bước sóng dài - Hồng ngoại sóng dài) do "thông lượng" bức xạ nhiệt trong khí quyển ở phân khúc này tốt hơn. Sản phẩm có chỉ số 1PN71 là kết quả của một công việc thiết kế tương tự theo hướng "Posobie-2", có bộ tách sóng quang cadmium-thủy ngân Telluride (CdHgTe hoặc CRT) như một "con mắt nhìn thấy mọi thứ".
Sản phẩm 1PN71. Nguồn - army-guide.com
Yếu tố nhạy cảm này được gọi là "Không trọng lượng-64" và nó có ... đúng vậy, 64 tinh thể MCT có kích thước 50x50 với bước sóng 100 micron. Cần phải đóng băng "Không trọng lượng" hơn nữa - lên tới -196,50С, nhưng các chỉ số về trọng lượng và kích thước của sản phẩm đã giảm rõ rệt. Tất cả điều này giúp 1PN71 có thể đạt được tầm nhìn xa ở 3000 mét và cải thiện đáng kể hình ảnh trước mặt người dùng. Thiết bị chụp ảnh nhiệt được lắp đặt trên trạm trinh sát di động pháo binh PRP-4M Deuterium, ngoài thiết bị 1PN71, còn được trang bị thiết bị nhìn đêm xung, radar và máy đo khoảng cách laser. Một loài quý hiếm trong quân đội Nga - BRM-3 "Lynx" cũng được trang bị thiết bị trinh sát ảnh nhiệt từ Nhà máy chế tạo thiết bị Novosibirsk. Thiết bị chụp ảnh nhiệt 1PN126 Argus-AT, được phát triển vào năm 2005 bởi Cục thiết kế trung tâm Tochpribor và được trang bị các phần tử siêu nhạy có kích thước 30x30 micron từ CdHgTe đã được chứng minh, được yêu cầu thay đổi thiết bị này trong quân đội. Điểm nổi bật thực sự của thiết bị chụp ảnh nhiệt thứ 1 là một lăng kính germanium bát diện quay, trong suốt đối với bức xạ hồng ngoại. Chính máy quét này tạo thành hai khung hình trong một vòng quay trên bộ tách sóng quang ở chế độ ghi lại chữ ký nhiệt của đối tượng được quan sát. Để so sánh - trong 71PN4, gương phẳng đóng vai trò này - ở Liên Xô không có công nghệ sản xuất kính germanium rẻ tiền. Theo thiết bị chụp ảnh nhiệt mới trong nước, nền tảng trinh sát tiền tuyến PRP-XNUMXA đã được chuẩn bị, hay như người ta thường gọi là "con mắt nhìn thấu mọi thứ của thần chiến tranh". Nổi bật với vô số thấu kính của thiết bị trinh sát quang học, cỗ máy này khá giống với người khổng lồ nhiều mắt của Hy Lạp cổ đại, người mà nó được đặt tên để vinh danh.
William Herschel (1738-1822) nhà thiên văn học người Anh, người phát hiện ra bức xạ hồng ngoại. Nguồn - en.wikipedia.org
Người quan trọng tiếp theo trong những câu chuyện hình ảnh nhiệt là người phát hiện ra Sao Thiên Vương và các vệ tinh của nó, nhà thiên văn học người Anh William Herschel. Nhà khoa học đã phát hiện ra vào năm 1800 sự tồn tại của các tia vô hình, "sở hữu sức mạnh làm nóng lớn nhất", nằm ngoài quang phổ mà con người có thể nhìn thấy. Ông đã thành công với sự trợ giúp của một lăng kính thủy tinh phân hủy ánh sáng thành các thành phần của nó và một nhiệt kế ghi lại nhiệt độ tối đa ngay bên phải ánh sáng đỏ nhìn thấy được. Là người theo học thuyết hạt của Newton, Herschel tin chắc vào sự đồng nhất của ánh sáng và nhiệt bức xạ, tuy nhiên, sau các thí nghiệm về sự khúc xạ của các tia hồng ngoại vô hình, niềm tin của ông đã bị lung lay khá nhiều. Nhưng trong bất kỳ câu chuyện nào, nó sẽ không hoàn chỉnh nếu không có những nhà thông thái có thẩm quyền từ khoa học, những người đã phá hỏng bức tranh bằng những phỏng đoán sai lầm của họ. Vai trò này được đảm nhận bởi nhà vật lý John Leslie đến từ Edinburgh, người đã công bố sự tồn tại của không khí nóng, trên thực tế, chính là “những tia nhiệt thần thoại”. Anh ta không quá lười biếng để lặp lại thí nghiệm của Herschel, người đã phát minh ra một nhiệt kế thủy ngân vi sai đặc biệt cho việc này, ghi lại nhiệt độ tối đa ngay trong vùng quang phổ màu đỏ nhìn thấy được. Herschel gần như được tuyên bố là một lang băm, chỉ ra việc chuẩn bị không đầy đủ các thí nghiệm và sự sai lệch của các kết luận.
Tuy nhiên, thời gian đã đánh giá ngược lại - đến năm 1830, nhiều thí nghiệm của các nhà khoa học hàng đầu thế giới đã chứng minh sự tồn tại của "tia Herschel", mà Becquerel gọi là tia hồng ngoại. Việc nghiên cứu các cơ thể khác nhau về khả năng truyền (hoặc không truyền) bức xạ như vậy đã khiến các nhà khoa học hiểu rằng chất lỏng lấp đầy nhãn cầu sẽ hấp thụ phổ hồng ngoại. Nói chung, chính một sai lầm tự nhiên như vậy đã tạo ra nhu cầu phát minh ra thiết bị chụp ảnh nhiệt. Nhưng vào thế kỷ 1847, các nhà khoa học mới chỉ tìm hiểu bản chất của bức xạ mang nhiệt và vô hình, đi sâu vào tất cả các sắc thái. Hóa ra là các nguồn nhiệt khác nhau - ấm đun nước nóng, thép nóng, đèn cồn - có thành phần chất lượng khác nhau của "chiếc bánh hồng ngoại". Điều này đã được Macedonio Melloni của Ý chứng minh bằng thực nghiệm với sự trợ giúp của một trong những thiết bị ghi nhiệt đầu tiên - ống nhiệt điện bismuth-antimon (bộ nhân nhiệt). Sự can thiệp của bức xạ hồng ngoại giúp giải quyết hiện tượng này - vào năm 1,94, với sự trợ giúp của nó, quang phổ có bước sóng lên tới XNUMX micron lần đầu tiên được chuẩn hóa.
Máy đo mạng nhện - máy ghi bức xạ nhiệt. Nguồn - vi.wikipedia.org
Và vào năm 1881, vật lý thực nghiệm đã hỗ trợ một máy đo tia - một trong những thiết bị đầu tiên để cố định năng lượng bức xạ. Điều kỳ diệu này được phát minh bởi nhà toán học và vật lý người Thụy Điển Adolf-Ferdinand Svanberg, người đã lắp đặt một tấm cực mỏng màu đen trên đường đi của bức xạ hồng ngoại, có khả năng thay đổi độ dẫn điện của nó dưới tác động của nhiệt. Một máy thu bức xạ như vậy giúp nó có thể đạt được bước sóng tối đa có thể vào thời điểm đó lên tới 5,3 micron và đến năm 1923, 420 micron đã được phát hiện trong bức xạ của một bộ dao động điện nhỏ. Sự khởi đầu của thế kỷ 1942 được đánh dấu bằng sự xuất hiện của hàng loạt ý tưởng liên quan đến việc triển khai thực tế các nghiên cứu lý thuyết của những thập kỷ trước. Do đó, một chất phát quang từ thallium sulfide được xử lý bằng oxy (thallium oxysulfide) xuất hiện, có khả năng thay đổi độ dẫn điện của nó dưới tác động của tia hồng ngoại. Các kỹ sư Đức đã tạo ra các máy thu Talofide trên cơ sở của họ, trở thành phương tiện liên lạc đáng tin cậy trên chiến trường. Cho đến năm 8, Wehrmacht đã cố gắng giữ bí mật hệ thống của họ, có khả năng hoạt động ở khoảng cách lên tới XNUMX km, cho đến khi họ bị chọc thủng lưới tại El Alamein. Máy bay hơi là hệ thống hình ảnh nhiệt thực sự đầu tiên cho phép thu được hình ảnh nhiệt ít nhiều đạt yêu cầu.
Sơ đồ thiết bị bay hơi. Từ cuốn sách "Nguyên tắc cơ bản của công nghệ hồng ngoại" Kozelkin V.V.
Thiết bị như sau: một màng mỏng chứa hơi rượu, long não hoặc naphtalen siêu bão hòa được đặt trong buồng và nhiệt độ bên trong sao cho tốc độ bay hơi của các chất bằng tốc độ ngưng tụ. Trạng thái cân bằng nhiệt này bị xáo trộn bởi một hệ thống quang học tập trung hình ảnh nhiệt vào màng, dẫn đến tăng tốc độ bay hơi ở những vùng nóng nhất - kết quả là hình ảnh nhiệt được hình thành. Hàng chục giây vô tận trong máy bay hơi được dành để tạo ra một hình ảnh, độ tương phản còn nhiều điều mong muốn, tiếng ồn đôi khi làm lu mờ mọi thứ và không có gì để nói về việc truyền tải chất lượng cao của các vật thể chuyển động. Mặc dù có độ phân giải tốt là 10 độ C, nhưng sự kết hợp của các nhược điểm đã không khiến thiết bị bay hơi có chỗ đứng trong sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, một thiết bị quy mô nhỏ EV-84 đã xuất hiện ở Liên Xô, ở Đức - EVA và các cuộc tìm kiếm thử nghiệm cũng được thực hiện ở Cambridge. Kể từ những năm 30, các kỹ sư đã chú ý đến chất bán dẫn và mối quan hệ đặc biệt của chúng với phổ hồng ngoại. Tại đây, quyền lực được chuyển giao cho quân đội, dưới sự lãnh đạo của quân đội, các chất phát quang được làm mát đầu tiên dựa trên chì sunfua đã xuất hiện. Ý tưởng rằng nhiệt độ của máy thu càng thấp thì độ nhạy của nó càng cao đã được xác nhận và các tinh thể trong thiết bị chụp ảnh nhiệt bắt đầu bị đóng băng với carbon dioxide rắn và không khí lỏng. Và đã là một công nghệ khá cao trong những năm trước chiến tranh, được phát triển tại Đại học Praha, là công nghệ lắng đọng một lớp nhạy cảm trong chân không. Kể từ năm 1934, ống tăng cường hình ảnh thế hệ XNUMX, được biết đến với cái tên "kính Holst", đã trở thành tổ tiên của hàng loạt thiết bị hữu ích - từ các thiết bị lái xe ban đêm xe tăng đến phạm vi bắn tỉa cá nhân.
Kính của Holst là bộ chuyển đổi quang điện tử đầu tiên. Nguồn - zodiak.uu.ru
Tầm nhìn ban đêm đã nhận được một vị trí quan trọng trong hải quân Hải quân - các con tàu có được khả năng điều hướng trong vùng ven biển trong bóng tối hoàn toàn, trong khi vẫn duy trì chế độ mất điện. Năm 1942, những phát triển của hạm đội trong điều hướng ban đêm và thông tin liên lạc đã được mượn bởi lực lượng không quân. Nói chung, người Anh là những người đầu tiên phát hiện ra một chiếc máy bay trên bầu trời đêm bằng dấu hiệu hồng ngoại của nó vào năm 1937. Tất nhiên, khoảng cách còn khiêm tốn - khoảng 500 mét, nhưng vào thời điểm đó, đó là một thành công chắc chắn. Cách tiếp cận gần nhất với thiết bị chụp ảnh nhiệt theo nghĩa cổ điển xuất hiện vào năm 1942, khi thu được một máy đo phóng tia siêu dẫn dựa trên tantali và antimon được làm mát bằng helium lỏng. Công cụ tìm hướng nhiệt của Đức "Donau-60" dựa trên nó cho phép nhận ra các tàu biển lớn ở khoảng cách lên tới 30 km. Những năm bốn mươi đã trở thành một loại ngã tư cho công nghệ hình ảnh nhiệt - một con đường dẫn đến các hệ thống tương tự như truyền hình, với chức năng quét cơ học và con đường thứ hai dẫn đến vidicons hồng ngoại mà không cần quét.
Lịch sử của thiết bị hình ảnh nhiệt quân sự trong nước bắt đầu từ cuối những năm 1960, khi công việc bắt đầu tại Nhà máy chế tạo dụng cụ Novosibirsk như một phần của dự án nghiên cứu Buổi tối và Buổi tối-2. Phần lý thuyết được giám sát bởi Trưởng Viện Nghiên cứu Vật lý Ứng dụng ở Moscow. Khi đó, một thiết bị chụp ảnh nhiệt nối tiếp không hoạt động, nhưng những phát triển đã được sử dụng trong công việc nghiên cứu của Lena, dẫn đến thiết bị chụp ảnh nhiệt đầu tiên dành cho trinh sát 1PN59, được trang bị bộ tách sóng quang Lena FN. 50 thấu kính cảm quang (mỗi thấu kính có kích thước 100x100 µm) được xếp thành 130 hàng với bước sóng 3 µm đảm bảo thiết bị hoạt động trong dải phổ sóng trung (MWIR - Middle Wave Infrared) 5-2000 µm với độ sáng phạm vi nhận dạng mục tiêu lên tới 194,5 m. áp suất cao đi vào bộ trao đổi vi nhiệt của bộ tách sóng quang, làm mát nó xuống -600°C và quay trở lại máy nén. Đây là một tính năng của thế hệ thiết bị đầu tiên - độ nhạy cao yêu cầu nhiệt độ thấp. Và ngược lại, nhiệt độ thấp yêu cầu kích thước lớn và mức tiêu thụ điện năng ấn tượng là XNUMX watt.
Đã cài đặt 1PN59 trên phương tiện trinh sát nội địa PRP-4 "Nard", sử dụng cơ sở BMP-1.
Xe trinh sát PRP-4 "Nard"Nguồn - cris9.armforc.ru
Đến năm 1982, các kỹ sư trong nước quyết định chuyển dải phổ làm việc của các thiết bị chụp ảnh nhiệt sang 8-14 micron (LWIR bước sóng dài - Hồng ngoại sóng dài) do "thông lượng" bức xạ nhiệt trong khí quyển ở phân khúc này tốt hơn. Sản phẩm có chỉ số 1PN71 là kết quả của một công việc thiết kế tương tự theo hướng "Posobie-2", có bộ tách sóng quang cadmium-thủy ngân Telluride (CdHgTe hoặc CRT) như một "con mắt nhìn thấy mọi thứ".
Sản phẩm 1PN71. Nguồn - army-guide.com
Yếu tố nhạy cảm này được gọi là "Không trọng lượng-64" và nó có ... đúng vậy, 64 tinh thể MCT có kích thước 50x50 với bước sóng 100 micron. Cần phải đóng băng "Không trọng lượng" hơn nữa - lên tới -196,50С, nhưng các chỉ số về trọng lượng và kích thước của sản phẩm đã giảm rõ rệt. Tất cả điều này giúp 1PN71 có thể đạt được tầm nhìn xa ở 3000 mét và cải thiện đáng kể hình ảnh trước mặt người dùng. Thiết bị chụp ảnh nhiệt được lắp đặt trên trạm trinh sát di động pháo binh PRP-4M Deuterium, ngoài thiết bị 1PN71, còn được trang bị thiết bị nhìn đêm xung, radar và máy đo khoảng cách laser. Một loài quý hiếm trong quân đội Nga - BRM-3 "Lynx" cũng được trang bị thiết bị trinh sát ảnh nhiệt từ Nhà máy chế tạo thiết bị Novosibirsk. Thiết bị chụp ảnh nhiệt 1PN126 Argus-AT, được phát triển vào năm 2005 bởi Cục thiết kế trung tâm Tochpribor và được trang bị các phần tử siêu nhạy có kích thước 30x30 micron từ CdHgTe đã được chứng minh, được yêu cầu thay đổi thiết bị này trong quân đội. Điểm nổi bật thực sự của thiết bị chụp ảnh nhiệt thứ 1 là một lăng kính germanium bát diện quay, trong suốt đối với bức xạ hồng ngoại. Chính máy quét này tạo thành hai khung hình trong một vòng quay trên bộ tách sóng quang ở chế độ ghi lại chữ ký nhiệt của đối tượng được quan sát. Để so sánh - trong 71PN4, gương phẳng đóng vai trò này - ở Liên Xô không có công nghệ sản xuất kính germanium rẻ tiền. Theo thiết bị chụp ảnh nhiệt mới trong nước, nền tảng trinh sát tiền tuyến PRP-XNUMXA đã được chuẩn bị, hay như người ta thường gọi là "con mắt nhìn thấu mọi thứ của thần chiến tranh". Nổi bật với vô số thấu kính của thiết bị trinh sát quang học, cỗ máy này khá giống với người khổng lồ nhiều mắt của Hy Lạp cổ đại, người mà nó được đặt tên để vinh danh.
tin tức