Хроники тепловидения (Часть 1)
Как обычно, корни всех важных вещей так или иначе уходят в Древнюю Грецию – тепловидение в данной ситуации совсем не исключение. Тит Лукреций Кар первый высказал предположение, что существуют некие «тепловые» лучи, невидимые человеческому глазу, но дальше умозрительных заключений дело не дошло. Вспомнили о тепловом излучении в эпоху развития паровой техники и одними из первых стали шведский химик Карл Шееле и немецкий физик Иоганн Ламберт. Первый в своем труде «Химический трактат о воздухе и огне» удостоил теплу целую главу – случилось сие событие в 1777 году и стала предшественником книги «Пирометрия», написанной Ламбертом два года спустя. Ученые выяснили прямолинейность распространения тепловых лучей и определили, наверное, самое главное – их интенсивность убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. Но наиболее поразительный опыт с теплом проделал Марк Огюст Пикте в 1790 году, когда установил друг против друга два вогнутых зеркала, а в фокусе одного поместил нагретый шар. Измерив температуры зеркал, Пикте выяснил удивительную для той эпохи вещь - теплее оказалось зеркало, в фокусе которого находился горячий шар. Ученый пошел дальше и поменял нагретое тело на снежный комок – ситуация развернулась ровно наоборот. Так было открыто явление отражение теплового излучения и навсегда ушло в прошлое понятие о «лучах холода».
А в 1881 году на помощь экспериментальной физике пришел болометр – один из первых приборов фиксации лучистой энергии. Изобрел сие чудо шведский математик и физик Адольф-Фердинанд Сванберг, установив на пути инфракрасного излучения чрезвычайно тонкую зачернённую пластину, способную под влияние тепла изменять свою электропроводимость. Такой приемник излучения позволил дойти до максимально возможной на то время длины волны до 5,3 мкм, а к 1923 году в излучении маленького электрического осциллятора детектируются уже 420 мкм. Начало XX века ознаменовывается появлением массы идей, касающихся практического воплощения теоретических поисков предшествующих десятилетий. Так, появляется фоторезистор из сернистого таллия, обработанный кислородом (оксисульфид таллия), способный изменять свою электропроводность под действием инфракрасных лучей. Немецкие инженеры создали на их основе таллофидные приемники, ставшие надежным средством связи на поле боя. До 1942 года вермахту удавалось держать в секрете свою систему, способную работать на дальность до 8 км, пока не прокололись при Эль-Аламейне. Эвапорографы являются первыми истинными тепловизионными системами, позволяющими получать более или менее удовлетворительные теплограммы.
Назвали этот чувствительный элемент «Невесомость-64» и имел он… правильно, 64 кристалла КРТ размеров 50х50 с шагом в 100 мкм. Морозить «Невесомость» приходилось еще сильнее – до -196,50С, но массогабаритные показатели изделия заметно снизились. Всё это позволило достичь дальнозоркости 1ПН71 в 3000 метров и заметно улучшить картинку перед пользователем. Тепловизор устанавливался на артиллерийском подвижном разведывательном пункте ПРП-4М «Дейтерий», который помимо прибора 1ПН71, имеет на вооружении импульсный прибор ночного видения, радиолокатор и лазерный дальномер. Редкий вид в российской армии – БРМ-3 «Рысь» также оснащается тепловизионным прибором разведки Новосибирского приборостроительного завода. Менять в войсках эту технику призван тепловизор 1ПН126 «Аргус-АТ», разработанный в 2005 году ЦКБ «Точприбор» и оснащенный микроскопическими чувствительными элементами размерность 30х30 мкм из проверенного CdHgTe. Настоящей изюминкой сто двадцать шестого тепловизора стала вращающаяся восьмигранная германиевая призма, прозрачная для инфракрасного излучения. Именно этот сканер за один оборот формирует два кадра на фотоприемном устройства в режиме регистрации тепловой сигнатуры наблюдаемого объекта. Для сравнения – в 1ПН71 эту роль выполняло плоское зеркало – в Советском Союзе отсутствовали недорогие технологии производства германиевых стекол. Под новый отечественный тепловизор была подготовлена разведывательная платформа переднего края ПРП-4А или, как его часто называют, «всевидящее око бога войны». Ощетинившийся многочисленный объективами оптических средств разведки, машина вполне походит на древнегреческого многоглазого великана, в честь которого и была названа.
А в 1881 году на помощь экспериментальной физике пришел болометр – один из первых приборов фиксации лучистой энергии. Изобрел сие чудо шведский математик и физик Адольф-Фердинанд Сванберг, установив на пути инфракрасного излучения чрезвычайно тонкую зачернённую пластину, способную под влияние тепла изменять свою электропроводимость. Такой приемник излучения позволил дойти до максимально возможной на то время длины волны до 5,3 мкм, а к 1923 году в излучении маленького электрического осциллятора детектируются уже 420 мкм. Начало XX века ознаменовывается появлением массы идей, касающихся практического воплощения теоретических поисков предшествующих десятилетий. Так, появляется фоторезистор из сернистого таллия, обработанный кислородом (оксисульфид таллия), способный изменять свою электропроводность под действием инфракрасных лучей. Немецкие инженеры создали на их основе таллофидные приемники, ставшие надежным средством связи на поле боя. До 1942 года вермахту удавалось держать в секрете свою систему, способную работать на дальность до 8 км, пока не прокололись при Эль-Аламейне. Эвапорографы являются первыми истинными тепловизионными системами, позволяющими получать более или менее удовлетворительные теплограммы.
Назвали этот чувствительный элемент «Невесомость-64» и имел он… правильно, 64 кристалла КРТ размеров 50х50 с шагом в 100 мкм. Морозить «Невесомость» приходилось еще сильнее – до -196,50С, но массогабаритные показатели изделия заметно снизились. Всё это позволило достичь дальнозоркости 1ПН71 в 3000 метров и заметно улучшить картинку перед пользователем. Тепловизор устанавливался на артиллерийском подвижном разведывательном пункте ПРП-4М «Дейтерий», который помимо прибора 1ПН71, имеет на вооружении импульсный прибор ночного видения, радиолокатор и лазерный дальномер. Редкий вид в российской армии – БРМ-3 «Рысь» также оснащается тепловизионным прибором разведки Новосибирского приборостроительного завода. Менять в войсках эту технику призван тепловизор 1ПН126 «Аргус-АТ», разработанный в 2005 году ЦКБ «Точприбор» и оснащенный микроскопическими чувствительными элементами размерность 30х30 мкм из проверенного CdHgTe. Настоящей изюминкой сто двадцать шестого тепловизора стала вращающаяся восьмигранная германиевая призма, прозрачная для инфракрасного излучения. Именно этот сканер за один оборот формирует два кадра на фотоприемном устройства в режиме регистрации тепловой сигнатуры наблюдаемого объекта. Для сравнения – в 1ПН71 эту роль выполняло плоское зеркало – в Советском Союзе отсутствовали недорогие технологии производства германиевых стекол. Под новый отечественный тепловизор была подготовлена разведывательная платформа переднего края ПРП-4А или, как его часто называют, «всевидящее око бога войны». Ощетинившийся многочисленный объективами оптических средств разведки, машина вполне походит на древнегреческого многоглазого великана, в честь которого и была названа.
Автор: Евгений Федоров