Первые советские приборы ночного видения
Тридцатые годы прошлого века стали одним из периодов особо бурного развития электроники. В частности, именно в это время появились первые пригодные для практического использования фотоэлектронные приборы. Одна ветвь развития этого направления породила телевидение и современное цифровое видео, а вторая привела к появлению электронно-оптических преобразователей (ЭОП), являющихся основой для приборов ночного видения. Кроме того, на основе ЭОП можно было создать немало полезной техники различного назначения, использующей в своей работе инфракрасное излучение.
Первые попытки применить ИК-лучи на практике относятся ко второй половине тридцатых. В 1938 году начались испытания самонаводящейся планирующей торпеды (ПТ). Этот боеприпас должен был сбрасываться с самолета ТБ-3 или подобного ему по размерам и грузоподъемности, после чего самостоятельно искать цель. Для обеспечения наведения на цель самолет оснащался комплексом «Квант». В фюзеляже испытательного самолета ТБ-3 разместили аппаратуру комплекса, а в носовой части была смонтирована платформа целеуказателя. На управляемой качающейся в двух плоскостях раме были установлены три инфракрасных прожектора. Предполагалось, что оператор системы будет держать их лучи на цели, а торпеда станет наводиться на отраженное излучение. Предварительные испытания системы «Квант» показали ее принципиальную работоспособность. Однако в дело вмешалось отсутствие современного носителя. Из-за установленной на самолете аппаратуры бомбардировщик ТБ-3 терял примерно 4-5% максимальной скорости, что при его летных данных было особенно ощутимо. Также нарекания вызывали габариты и масса самолетной части комплекса «Квант». Было рекомендовано до определенного времени не торопиться с принятием «Кванта» и ПТ на вооружение и доводить систему до ума. Со временем планировалось вместо ТБ-3 использовать в качестве носителя бомбардировщик ТБ-7 (Пе-8). Однако 19 июля 1940 года проект по разработке планирующих торпед и всей сопутствующей аппаратуры был свернут. Все участвовавшие в нем организации были «переброшены» на другие, более актуальные направления.
Одновременно с началом испытаний комплекса «Квант» сотрудники Всероссийского электротехнического института им. Ленина представили готовый прототип прибора ночного видения. Разработка лаборатории В. Архангельского имела в своей основе электронно-оптический преобразователь. Этот преобразователь имел фотокатод и люминисцирующий экран. Для работы прибора был необходим отраженный от окружающих объектов инфракрасный свет. Надо заметить, подобная система используется до сих пор, хотя и вынуждена конкурировать с другими типами приборов ночного видения.
Сначала, в 1937 году, на полигоне был испытан прототип прибора ночного видения и инфракрасного прожектора подсвета для танка БТ-7. Несмотря на ряд недостатков и в целом сырую конструкцию, военных прибор устроил. Наркомат обороны рекомендовал продолжить доводку собственно ПНВ, а прожектор для него разрешили запускать в серию. В 1939 году на полигон НИИ Бронетехники было отправлено сразу два комплекса аппаратуры для ночного вождения. Это были системы «Шип» и «Дудка». Основой комплекса «Шип» были перископические очки для экипажа танка, которые в сочетании с инфракрасной подсветкой обеспечивали возможность действия в условиях слабого освещения. Комплекс «Дудка» по своей идеологии был аналогичен «Шипу», но имел лучшие характеристики. Благодаря использованию сразу двух инфракрасных прожекторов мощностью по одному киловатту каждый, а также из-за новой версии ЭОП «Дудка» позволяла видеть объекты, находящиеся на расстоянии около 50 метров. Естественно, в бою от таких систем не было почти никакой пользы – 50 метров это явно не дистанция танкового боя. Тем не менее, военные увидели в «Шипе» и «Дудке» прекрасное средство облегчения перемещения войск в сложных условиях. Наркомат обороны распорядился продолжать совершенствование приборов ночного видения и начинать подготовку производственных мощностей для их серийного изготовления.
Одновременно с испытаниями системы для танков БТ-7 сотрудники ВЭИ разрабатывали приборы ночного видения для кораблей. Размеры плавсредств позволяли не ужимать габариты аппаратуры до потери всех качеств, поэтому в том же 37-м удалось сделать прототип системы с дальностью действия порядка 500 метров. И снова инфракрасные прожектора и фотоэлектроника не позволили использовать их в бою. Зато ИК-лучи превосходно подходили для корабельной навигации. Началось малосерийное производство корабельных инфракрасных систем.
Начало Великой Отечественной войны плохо сказалось на всей стране, в том числе и на ВЭИ. Потеря множества производственных мощностей сначала не позволила развернуть полноценное серийное производство, а затем были регулярные проблемы с доводкой новых конструкций. Тем не менее, к началу войны только Черноморский флот располагал 15-ю комплектами корабельных систем ночного видения. К середине осени моряки-черноморцы получат еще 18. Уже в самом начале войны на Черноморском флоте заметили одну интересную вещь: при использовании инфракрасных навигационных огней немцы не видели их и не начинали обстрел фарватера. Поэтому сначала на новую систему был переведен вход в порт Севастополя, а затем при первой же возможности ИК-огнями оснастили и другие порты Черного моря. К 1943 году весь Черноморский флот был оборудован пеленгационными системами «Омега-ВЭИ» и биноклями «Гамма-ВЭИ». Благодаря полному оснащению новой техникой в том же году инфракрасная подсветка стала основным средством ограждения фарватеров.
В том же 43-м году инфракрасная техника снова вернулась в авиацию. Весь год шли полигонные испытания, а в декабре в район Смоленска было отправлено несколько биноклей «Гамма-ВЭИ». Быстро выяснилось, что для обеспечения визуальной разведки с воздуха они пригодны не в полной мере. Зато ИК-аппаратура снова оказалась полезной для навигации. При помощи бинокля «Гамма-ВЭИ» оснащенный инфракрасным прожектором самолет был виден с расстояния до 40 километров. В свою очередь, летчики могли видеть подсвеченные инфракрасным излучением посадочные знаки на расстояниях до 4-5 км.
В середине 1944 года были начаты испытания инфракрасных наблюдательных приборов для танка Т-34. Первым был доведен прибор ночного видения ИКН-8, предназначенный для механика водителя. С прибором для командира и наводчика работы шли тяжелее – сказывались особенности их размещения внутри бронемашины. Поэтому первые аппараты со сносными характеристиками не только для механика-водителя появились только после войны.
Осенью 43-го сотрудники Всероссийского электротехнического института на основе бинокля «Гамма-ВЭИ» сделали ночной прицел для стрелкового оружия. По понятным причинам, его не удалось укомплектовать прожектором подсвета. Тем не менее, при использовании внешнего источника ИК-излучения система работала неплохо. Претензии снова вызывала небольшая дальность действия – даже в конце войны у лучших прототипов этот показатель не превышал 150-200 метров.
По окончании Великой Отечественной войны советские инженеры и ученые получили возможность сравнить свои разработки и их немецкие аналоги. Как оказалось, хваленая немецкая аппаратура по своим показателям практически не отличалась от отечественной. И это не удивительно: перед войной обе страны находились в примерно равных технологических условиях. Поэтому качественных отличий между разработками практически не было. Зато имелись количественные. На территорию Германии война пришла только в 45-м, поэтому нацистам не было нужно эвакуировать предприятия, налаживать выпуск продукции или даже отстраивать заводы с нуля. Вероятно, если бы не эти первоочередные задачи, на фронтах «Пантерам» с инфракрасными приборами противостояли бы Т-34 с не менее совершенным оборудованием.
Советские приборы ночного видения времён Великой Отечественной войны
Приборы ночного видения (ПНВ) на протяжении уже нескольких десятилетий занимают очень важное место в современном мире. Эти оптико-электронные приборы, обеспечивающие оператора изображением местности (цели, объекта) в условиях недостаточной освещенности, широко используются сегодня в различной военной технике. В первую очередь ПНВ используются для обеспечения боевых действий в ночное время, для ведения скрытного наблюдения (разведки) в темное время суток или в недостаточно освещенных помещениях, вождения военной техники всех типов без использования демаскирующего света фар и решения других подобных задач.
В современном мире приборы ночного видения выходят и на гражданский рынок, и уже не являются, чем-то удивительным или уникальным. Однако на заре их появления все было совершенно иначе. ПНВ были настоящим прорывом, разработка первых таких устройств велась в разных странах мира еще до начала Второй мировой войны, а сама война лишь ускорила и дала толчок разработкам в данным направлении. Собственные приборы ночного видения разрабатывались и в СССР.
Еще в предвоенные годы в Советском Союзе активно велись работы по разработке разнообразных приборов, призванных повысить огневую мощь танков и расширить возможности их боевого применения в любое врем суток и при разных климатических условиях. Еще в 1937 году на НИБТ полигоне на легком танке БТ-7 были испытаны и рекомендованы к серийному выпуску прожекторы, предназначенные для ведения огня ночью. А в 1939-1940 годах на танке БТ-7 прошли испытания советских инфракрасных приборов ночного видения, которые получили обозначение «Шип» и «Дудка». В комплект «Шип», который был создан инженерами Государственного оптического института и Московского института стекла, были включены инфракрасные перископические очки и комплект дополнительного оборудования, предназначенный для вождения боевых машин в ночные часы.
Испытания усовершенствованного комплекта под названием «Дудка» состоялись на НИБТ полигоне в июне 1940 года, а затем и в январе-феврале 1941 года. В данный комплект были включены перископические инфракрасные очки для командира танка и механика-водителя, а также два инфракрасных прожектора диаметром 140 мм и мощностью по 1 кВт каждый, блок-пульт, отдельный инфракрасный сигнальный фонарь и комплект электрокабелей к очкам и прожекторам. Масса очков без учета массы нашлемного крепления (боковые растяжки и ремни, налобный щиток) составляла 750 граммов, угол зрения — 24 градуса, дальность видения — до 50 метров. Данные приборы ночного видения были собраны специалистами завода № 211 НКЭП. Они в основном удовлетворяли специалистов ГАБТУ РККА и обеспечивали возможность вождения танков в ночных условиях, но несовершенство и громоздкость конструкции первых инфракрасных очков, а также трудности с их применением, особенно в зимних условиях, требовали их дальнейшей конструктивной доработки, которая так и не была окончательно осуществлена из-за начавшейся Великой Отечественной войны.
В военные годы массового производства приборов ночного видения в Советском Союзе наладить не удалось. Хотя советская промышленность их выпускала, но очень ограниченными партиями. Приборы поступали на флот и в танковые дивизии в качестве испытательных образцов. К примеру, Черноморский флот летом 1941 года располагал 15 комплектами корабельных систем ночного видения, а к осени того же года получил еще 18 приборов ночного видения. Сухопутные части начали получать первые приборы лишь в 1943 году, они поступали малыми испытательными партиями, которые запрещалось использовать в боях. Дальность действия первых ПНВ не превышала 150-200 метров, в основном они годились только для обеспечения движения колонн техники в ночное время суток.
Часть приборов ночного видения, созданных в годы Второй мировой войны, является по-настоящему экзотичными вариантами, про которые очень трудно получить дополнительную информацию. К примеру, Автомобильный архивный фонд, специализирующийся на технической документации к советскому автотранспорту, к 9 мая представил материал с уникальными фотографиями проектируемых в 1941 году в Москве приборов ночного видения для последующей установки на автомобильный транспорт. К сожалению, неизвестны, ни точное название проектируемых приборов, ни авторы изобретений. С большой долей вероятности представленные прототипы навсегда остались в роли экспериментальных и демонстрационных образцов.
С началом Великой Отечественной войны в Москве в стенах Всесоюзного электротехнического института было организовано особое конструкторское бюро, основной задачей которого стали разработка и внедрение в производство новых образцов вооружения и военной техники. Именно в ВЭИ были созданные многочисленные приборы ночного видения для кораблей, самолетов, танков и стрелкового оружия. В архиве автомобильного фонда нашелся уникальный документ, который содержит краткое описание автомобильного и разведывательного приборов ночного видения.
С наступлением темноты водители грузовых автомобилей вынуждены были свести к минимуму использование света фар, так как колонны подвергались обстрелу и бомбежке со стороны противника. Это в свою очередь становилось причиной замедления движения транспорта и частых аварий в темное время суток. В качестве решения данной проблемы во Всесоюзном электротехническом институте установили прибор ночного видения на грузовой автомобиль ГАЗ-АА (знаменитая полуторка).
Принцип действия прибора ночного видения был достаточно прост — в кабине грузового автомобиля был размещен бинокль, имеющий два объектива, два электронно-оптических преобразователя света и две лупы, которые служили для увеличения изображения и поворота его на 180 градусов. На крыше кабины автомобиля устанавливалась обыкновенная автомобильная фара — осветитель с довольно мощной лампочкой на 250 ватт. Фара закрывалась специальным светофильтром, который пропускал лишь инфракрасные лучи. Этот невидимый для человеческого глаза свет считывался при помощи электронно-оптических преобразователей бинокля и преобразовывался в картинку. Аккумуляторы, предназначенные для питания данной системы, располагались в кузове грузовика. Благодаря наличию такого прибора, водитель мог ехать в ночное время суток, в полной темноте со скоростью до 25 км/ч, ориентируясь на местности через бинокль. При этом видимость прибора ограничивалась всего 30 метрами.
Одновременно с этим был спроектирован и собран портативный вариант прибора, предназначенный для разведчиков. Принцип действия устройства был аналогичен автомобильному варианту. Все приборы крепились на кронштейнах и ремнях непосредственно на человека. На груди размещалась фара от автомобиля ГАЗ-АА с автомобильной лампочкой в 12-15 Вт, аккумуляторная батарея — на спине разведчика, бинокль — спереди. Общий вес такого портативного комплекта не должен был превышать 10 кг.