100 великих достижений в мире техники

Видеть ночью, словно днем… Когда мы вышли в коридор и главный конструктор Научно-производственного объединения «Геофизика» Юрий Кириллович Грузевич выключил свет, наступила тьма, хоть глаз выколи. Но не надолго. Стоило мне надвинуть на глаза прибор, во многом похожий на обычный бинокль, как я словно бы прозрел. В ночной тьме стали отчетливо видны силуэты людей, а их глаза почему-то засветились прямо-таки дьявольским светом.

Потом, в обычной обстановке, Юрий Кириллович рассказал мне, что к чему и каким образом работает подобная техника.

Люди, как известно, обладают цветным зрением, позволяющим им различать все цвета радуги и еще множество различных оттенков. Но за все надо платить. И в данном случае обилие колбочек в глазной сетчатке, отвечающих за восприятие цвета, привело к тому, что у нас мало палочек – тех самых крошечных элементов, которые позволяют кошке видеть ночью почти столь же хорошо, как и днем.

Прибор ночного видения

Недостатки природы нам приходится компенсировать техническими средствами. Еще в 1912 году конструкторы пытались крепить мощный фонарь к боевой винтовке. Однако светящий фонарь прекрасно демаскирует и самого стрелка. А потому в дальнейшем развитие ночных прицелов пошло совсем иными путями.

Первые приборы ночного видения, появившиеся еще в середине XX века, состояли из окулярной оптики, создававшей изображение наблюдаемого ландшафта на поверхности фотокатода. Затем выбиваемые светом электроны подхватывались и ускорялись электрическим полем и после фокусировки бомбардировали люминесцентный экран, создававший гораздо более яркое изображение. Оно либо просто наблюдалось глазом через окуляр, либо поступало на электровакуумный ЭОП (электронно-оптический преобразователь) – для еще большего усиления яркости.

Современные приборы ночного видения имеют еще более сложную конструкцию и позволяют обнаруживать человека, технику и зверей даже в совершенно безлунную ночь, поскольку общее усиление яркости может достигать сотен тысяч раз. Причем происходит оно в основном в микроканальном электронном умножителе, состоящем из множества тонких трубочек. Фотоэлектроны, сфокусированные и разогнанные в первичном ЭОП, попадают на вход такой трубочки и – далее, летя внутри микроканала, продолжают ускоряться и размножаться, выбивая все новые носители заряда. Раздельное усиление каждой точки существенно повышает контрастность изображения и исключает мощный ореол вокруг ярких объектов.

Понятно, что вся работа по усилению происходит в вакууме, так как только там электроны могут ускоряться и размножаться.

Кроме микроканальных умножителей в приборах ночного видения почти всегда используется сборка оптических волокон. Их функция чисто служебная – донести свет до поверхности фотокатода. Использование оптоволокна позволяет существенно улучшить качество изображения.

Пассивные и активные. Для обеспечения ночного видения часто используется инфракрасное (ИК) излучение с длинами волн от 0,7 до 3 мкм и от 3 до 5 мкм. Дело в том, что каждый человек, нагретый двигатель и т. д. являются мощным источником таких лучей, что позволяет разглядеть людей и технику даже при самой совершенной маскировке.

В основу конструкции большинства приборов опять-таки положен электронно-оптический преобразователь (ЭОП) не воспринимаемого глазом ИК-изображения в видимое. На переднем торце его трубки с внутренней стороны нанесен полупрозрачный фотокатод, на заднем, тоже изнутри, – люминесцентный экран.

Щелочное покрытие первого имеет наибольшую чувствительность именно в ИК-диапазоне длин волн. Падающие кванты света выбивают с его поверхности электроны, которые под действием электрического поля устремляются к экрану. Пучок фокусируют с помощью электростатического устройства, создающего эффект «линзы». Взаимодействие электронов с люминофором вызывает зеленоватое свечение экрана. Таким образом, ИК-изображение преобразуется в довольно четкое видимое.

Впрочем, на практике порой этого бывает недостаточно. И тогда, кроме пассивных систем наблюдения, применяют активные. Еще во Вторую мировую войну в американском «Снайперскопе» и немецком «прицеле ночного снайпера», наряду с ЭОП, использовался и ИК-прожектор, который подсвечивал невидимыми лучами объект и позволял разглядеть его получше. Для этого, правда, приходилось таскать на себе блок питания напряжением около 30 кВ. Кроме того, действовали такие приборы на дальности всего до 60 м, что для снайперов явно недостаточно. Поэтому устанавливались такие приборы в основном на автоматах штурмовых спецгрупп – «Гаранд» М1 (М2) и МР-44.

К подобным же приборам активного типа относились и советские «подсветочные» ночные прицелы типа стрелкового НСП-2, пулеметных ППН-1 и -2.