尽管美国的作战部队已经撤离伊拉克并正在从阿富汗撤出,但这并不意味着“冲突”已经结束。在世界很多地区,冲突仍在继续,很多大国、小国和“自由斗士”(先不管其含义是什么)都参与到了这些冲突之中。世界各地的正规军、后备役部队和非正规军仍然在继续战斗,到夜幕降临时,战斗还会继续。
由于很多战斗都是在光线微弱的地方进行的,所以作战人员通常更喜欢使用热成像瞄准具(TWS)而不是图像增强夜视瞄准具。这就促使人们不断对热成像瞄准具进行改进,突出体现在一些新产品的面世以及越来越多的产品使用非致冷微测辐射计技术来减小尺寸、重量和电力消耗。
正如以前很多文章提到的那样,目前人们使用最多的热成像瞄准具可能是美国陆军使用的AN/PAS-13热成像瞄准具家族产品,这些产品分为3个主要版本。
●AN/PAS-13(V)1轻型热成像瞄准具(LTWS),用于5.56mm M16步枪和M4卡宾枪等武器。
●AN/PAS-13(V)2中型热成像瞄准具(MTWS),用于7.62mm M60机关枪等武器。
●AN/PAS-13(V)3重型热成像瞄准具(HTWS),用于M2/M3重型机关枪、40mm Mk19榴弹发射器和多种狙击步枪。
今天我们所说的TWS I 热成像瞄准具是美国陆军最初使用的型号,这款产品于2001到2003年期间装备部队使用。其中的轻型款使用了320×240像元的非致冷型长波红外钛酸锶钡(BST)凝视焦平面阵列(FPA);中型款和重型款使用了40×16像元的致冷型中波红外碲镉汞(MCT)扫描焦平面阵列。
不过,到了2003年,美国陆军再次对热成像瞄准具进行了招标,因为陆军希望改进热成像瞄准具的性能,减少重量并改善对它的后勤保障(中型热成像瞄准具和重型热成像瞄准具使用了专门的电池,为后勤保障带来了困难)。结果,BAE系统公司(BAE Systems)和DRS技术公司(DRS Technologies)在竞标中战胜了生产现有设备的雷神公司(Raytheon)。2004年,美国陆军将“第二代热成像瞄准具”(TWS II)项目差不多一分为二地交给了BAE系统公司和DRS技术公司。
鉴于非致冷探测技术进一步成熟,所以这两家公司在竞标时都说会在产品中使用非致冷长波红外氧化钒(VOx)微测热辐射计探测器,轻型热成像瞄准具使用320×240像元的焦平面阵列,中型热成像瞄准具和重型热成像瞄准具使用640×480像元的焦平面阵列。2007年,雷神公司扳回一局,获得了一份价值6340万美元的合同,为美军提供5000套AN/PAS-13E第二代热成像瞄准具,这种产品也采用了非致冷长波红外氧化钒微测热辐射计探测器。
这3家公司都在考虑通过将焦平面阵列的像素间距从原来的25微米缩小的17微米来进一步提高探测器的分辨率,同时减少热成像瞄准具的重量。
尽管AN/PAS-13家族产品很快得到了普遍使用,但部队也在使用其他的热成像瞄准具。2009年,FLIR系统有限公司(FLIR Systems Inc.)的政府系统部门与特里吉康公司(Trijicon)联合开发了2种卡扣式热成像瞄准具模块,专门用于特里吉康公司出品的ACOG TA31瞄准镜。这两家公司首先推出了先进战斗热成像瞄准具(Advanced Combat Thermal Sight,ACTS),该产品基于FLIR系统有限公司政府系统部门开发的非致冷长波红外氧化钒微测热辐射计探测器使用的320×240像元焦平面阵列开发。另外一种产品是先进热成像武器瞄准具(Advanced Thermal Weapon Sight,ATWS),使用了640×480像元焦平面阵列。另外,目前仍在服役的还有两种更早被部队使用的热成像瞄准具——高性能直列式狙击瞄准具(HISS)和SnipIR夜视瞄准具模块,两种瞄准具都采用了致冷中波红外锑化铟探测器,焦平面阵列分别为320×240像元和256×256像元。
随着AN/PAS-13探测器技术变得更加容易获得,市场上出现了一些其他厂商生产的热成像瞄准具。比如,美国技术网络公司(American Technologies Network Corporation)为军队(美军和其他国家的军队)和执法部门提供了ThOR-320 瞄准具。
ThOR-320瞄准具采用了320×240像元的非致冷长波红外氧化钒微测热辐射计探测器,另外还可选配1倍、2倍和3倍变焦的光学镜头,在数字变焦装置的配合下,镜头的变焦能力可提高一倍。通过数字控制和菜单按钮用户可以使用多种瞄准刻度线,改变图像极性,调节图像亮度,数字精确修正风力偏差和仰角。
在两种帧速率(30 Hz快速图像和60Hz增强图像)的支持下,ThOR-320瞄准具可将该公司描述的“透过完全黑暗或烟雾拍摄的极为清晰的图像”显示在800×600分辨率的OLED显示屏上。
ThOR-320瞄准具使用一对3V锂电池,可连续工作6个小时。该瞄准具还配有一个可安装在MIL-STD-1913皮卡汀尼导轨上的快速拆卸底座。
为了观测更远处的目标,保加利亚的Optix公司对2009年国际防务展展出的OTS-50M热成像瞄准具进行了改进,改进后的瞄准具被称为IdentifieR-50,2011年国际防务展展出了这种瞄准具,该产品使用了非致冷长波红外非晶硅微测热辐射计,其焦平面阵列为320×240像元。该公司声称,IdentifieR-50的观测距离超过了1370米,“是复杂条件下作战和大多数狙击应用的理想选择”。IdentifieR-50上有一个专门的BH/WH开关按钮,可使射手观察到更多细节,集成的护目装置有自动遮光功能,通过阻挡从取景器射出的光线,以避免射手暴露。可更换的瞄准刻度线设计使射手可以进行数字式的风力修正和海拔校正。配备的MIL-STD-1913皮卡汀尼导轨安装底座这种瞄准具可以用在种类繁多的突击步枪和轻型机枪上。保加利亚陆军已经配备了这种瞄准具。
同样地,OTS-100M狙击瞄准具发展成了IdentifieR-100瞄准具。IdentifieR-100瞄准具配备了远距离光学瞄准镜,适用于复杂作战环境和大多数狙击作战。该瞄准具上还有一个视频输出端口,从而使遥控操作成为了可能,并使射手外的其他人也可对视频图像进行观察和记录。IdentifieR-50的其他特色(如配有MIL-STD-1913皮卡汀尼导轨安装底座)IdentifieR-100也都具备。
土耳其的Aselsan公司在继续生产Python和Boa热成像瞄准具。这两种瞄准具使用了相同的非致冷长波红外氧化钒微测热辐射计,其焦平面阵列为384×288像元。Python是一种通用型瞄准具,具有3倍变焦能力,再为之配备一个6倍变焦的望远镜,就变成了狙击手使用的Boa瞄准具。两种瞄准具都配有RS-233 接口,在需要时,可以将视频输出到头戴式单眼显示器上。
以色列埃尔比特电子光学系统公司(Elbit Systems Electro-Optics)生产的Lily-S和Lily-M是Lily系列热成像瞄准具中的两款产品,这两种瞄准具使用了非致冷长波红外氧化钒微测热辐射计,可选用320×240或640×480焦平面阵列。 在2011年9月的伦敦国际防务展上,以色列Meprolight公司推出了NOA NYX瞄准具,这是该公司NOA系列产品中的一款新品。该产品使用了384×288非致冷微测热辐射计焦平面阵列,像素间距为25微米。NOA NYX具备1.6倍光学变焦和2倍或4倍数字变焦能力,据称能够在900米之外探测到人的活动。该产品使用4枚AA电池,持续工作时间长达7小时。
利用在法国陆军FELIN项目中的重要地位,法国赛峰集团(Safran)下属的萨基姆公司(Sagem)一直在销售Sword系列瞄准具中的3种主要的产品。Sword轻型数字热成像瞄准具使用了阵列规模为384×288的非致冷长波红外探测器。该产品目前有两个版本:Sword Light 25和Sword Light 35,观测距离分别为300多米和400多米。Sword轻型数字热成像瞄准具可通过USB接口将模拟视频和数字视频输出到其他外部设备,这样人们就可以从外部接收视频和图像并把它们保存起来。
Sword TD热成像瞄准具将非致冷长波红外探测器与日光CCD镜头结合在了一起,提高了瞄准具的拍摄和观测能力,另外该瞄准具还配有多媒体接口。Sword Sniper热成像瞄准具将3个传感器(非致冷长波红外线探测器、直视光学探测器和激光测距仪)结合在一起,从而成为了一种新一代的精确瞄准具。萨基姆公司声称,Sword Sniper热成像瞄准具在白天能够观测到2850米处的目标(人体大小),通过热成像系统能够观测到1350米处的目标。这些热成像瞄准具都提供给了法国陆军的FELIN项目。
英国Qioptiq公司的Dragon系列多用途热成像瞄准具已经发展出了5种型号,即:Dragon-C、Dragon-S、Dragon-SR、Dragon-MR 和Dragon-LR。前4种瞄准具都使用了320×240的非致冷长波红外焦平面阵列,像素间距为25微米,最后一种瞄准具使用了640×512的非致冷长波红外焦平面阵列,从而延长了观测距离,这种瞄准具的像素间距也是25微米。尽管Dragon系列瞄准具的评测样品已经提供给了潜在客户,但到目前为止,该公司还没有接到订单。
同时,Qioptiq公司还推出了VIPIR2 系列热成像瞄准具,该系列产品采用了320×240像元的长波红外焦平面阵列,是应英国陆军对近距离战斗瞄准具的需求开发的,标准版的VIPIR2可选用大视野广角镜头,但使用这种镜头会缩短观测距离。另外一种变种是VIPIR2+F瞄准具,该产品是Qioptiq公司为满足英国紧急作战需求开发的,该瞄准具的观测距离更远,与协同单兵监视和目标探测(Synergistic Individual Surveillance & Target Acquisition)项目中的激光指示器配套使用。
在远东地区,韩国光电系统公司(EO Systems Company)向韩国陆军交付了自主开发的第二代热成像武器瞄准具。这种瞄准具同样采用了320×240的非致冷长波红外微测热辐射计焦平面阵列,具备3倍光学变焦以及6倍和12倍电子变焦能力。公司的资料说,该瞄准具可以观测到2000米处的目标(人体大小)。
去年出现了一些有关中国开发的热成像瞄准具的信息。北京保利科技公司在国际防务展上对一系列热成像瞄准具进行了宣传。IR 160X系列瞄准具采用了160×120的非致冷长波红外非晶硅焦平面阵列,像素间距为25微米。IR 161X系列瞄准具采用了与IR 160X系列相同的探测器,像素间距也是25微米,但焦平面阵列为384×288。IR 161E是后一种瞄准具的变种,作为一种卡扣式热成像附件与白光瞄准镜配套使用。
2011年11月,俄罗斯的《纳米技术杂志》(Nanotechnologies Journal)刊文介绍了一种新式热成像瞄准具样品。这种未命名的瞄准具由应用微电子设计和工程研究所(Design and Engineering Institute of Applied Microelectronics)、俄罗斯科学院西伯利亚分部(Siberian Branch of the Russian Academy of Science)和Progresstekh有限责任公司联合开发,采用了法国制造的640×480分辨率非晶硅探测器。瞄准具观测到的图像可通过USB端口输出。该瞄准具集成了弹道计算器,可根据目标距离、气象条件、武器自身以及子弹类型自动修正瞄准点。报道指出,该瞄准具使用了4枚AA电池,可连续工作4小时。文章引用一位未透露姓名的发言人的话说:“目前俄罗斯还没有供轻武器使用的热成像瞄准具,国外公司不会向俄罗斯出售双重用途的产品和技术。那些可以买到的国外瞄准具(中国、法国和以色列制造)只能用于打猎等民用用途,不适用于大口径步枪或机枪。”
在2011年10月美国陆军协会举办的展览上,ITT公司夜视系统分部(2011年11月后成为了ITT Exelis公司的一部分)宣布的研制成功了一款与图像增强夜视瞄准具和夜视护目镜配套使用的产品,这款产品未来可能会用在热成像瞄准具上。这款被称作“i-Aware”的产品是一个模块,可被设计到夜视护目镜或瞄准具之中,增强士兵的态势感知能力。这一模块可以将图像、视频或其他数据(包括GPS坐标)显示到士兵眼前。通过使用安装在无人机或有人驾驶飞机上用来向地面部队使用的ROVER终端传输图像数据的数据链,相同的图像数据就能输入到“i-Aware”模块内供单兵使用。从阿富汗和伊拉克战场获得的经验使美军加快了将以网络为中心的数字技术引入战场的步伐。几乎所有的热成像瞄准具都有输出图像的功能。与“i-Aware”类似的产品有望使这项功能得到进一步加强。
必须要强调的一点是,本文并不是一篇详尽的调查文章,只不过是在《战场C4ISTAR技术》杂志上次讨论这一话题后对热成像瞄准具市场情况进行的一个简单概括而已。 知远/刘雷