Новая «Заря» отечественного тепловидения

Основные достоинства охлаждаемых МФПУ по сравнению с неохлаждаемыми: низкий уровень шумов, малое значение регистрируемой разницы температур объекта и фона, стойкость к наличию в поле зрения объектов высокой интенсивности, габаритные размеры оптической системы, временная стабильность. Развитие технологий микро- и оптоэлектроники, увеличение серийности производства привели к снижению мировых цен на охлаждаемые МФПУ к началу 2010-х гг.

В совокупности с укреплением рубля это сделало доступными современные изделия иностранного производства – как сами охлаждаемые МФПУ высокого разрешения (640х512, 768х576), так и готовые тепловизионные приборы на их основе. Несмотря на всемерную государственную поддержку и финансирование предприятий-разработчиков, альтернативы иностранным тепловизионным камерам в России на тот момент не было.

Рис. 1. Внешний вид камер: а) Catherine-FC; б) КТВ «Заря».

Рис. 1. Внешний вид камер: а) Catherine-FC; б) КТВ «Заря».

Если сейчас оценить историю развития тепловидения в России, стоит признать, что десять лет назад особого беспокойства не вызывал факт оснащения серийных ПНК «Сосна-У» (для основного танка Т-80БВМ) и «Содема» (для боевой машины пехоты БМП-3) тепловизионными камерами Catherine-FC (Рис. 1, а) фирмы Thales (Франция), которые сначала закупались у производителя напрямую, а с 2010 г. была налажена их лицензионная сборка на АО «ВОМЗ».

В 2016 году, осознавая реальную угрозу срыва поставок камер Catherine-FC, АО «НТЦ ЭЛИНС» выступил с инициативой разработать за счет собственных средств тепловизионную камеру для АО «ВОМЗ». В кратчайшие сроки были согласованы руководящие документы и техническое задание на ОКР «Заря». Разработка новой камеры осложнялась тем, что на тот момент попросту не существовало серийного отечественного МФПУ, приемлемого по своим технико-экономическим характеристикам. Уже не могло быть и речи об использовании в разрабатываемой камере охлаждаемого МФПУ рабочего спектрального диапазона 8-12 мкм (LWIR) аналогично камере Catherine-FC, поскольку отлаженная технология производства таких МФПУ существовала только на предприятиях ЕС, США и Японии. В результате было принято компромиссное решение применить в камере АО «НТЦ ЭЛИНС» охлаждаемое МФПУ разрешения 640х512 и диапазона 3-5 мкм (MWIR) производства КНР. Несмотря на сложность задачи, разработка камеры была выполнена в кратчайшие сроки, и уже в 2017 г. был изготовлен опытный образец изделия и успешно проведены его испытания.

Рис.2. Примеры изображений в узком поле зрения: а) Catherine-FC; б) КТВ «Заря».

Рис.2. Примеры изображений в узком поле зрения: а) Catherine-FC; б) КТВ «Заря».

Камера тепловизионная (КТВ) «Заря» (Рис. 1, б) имеет оригинальную максимально технологичную оптическую схему, исключающую эффекты «нарцисса». Как и камера Catherine-FC, КТВ «Заря» имеет два переключаемых поля зрения: широкое 9х6,75° и узкое 3х2,25°, а также двукратное электронное увеличение узкого поля зрения. Габаритно-присоединительные параметры камер идентичны.

Имеющийся в АО «НТЦ ЭЛИНС» научно-технический задел и многолетний опыт в области цифровой обработки изображений позволил достичь качества тепловизионного изображения КТВ, не уступающего лучшим образцам мировых производителей. Алгоритмы локального контрастирования и адаптивной регулировки коэффициентов усиления делают изделие комфортным в работе и снимают нагрузку с оператора. Сравнение примеров тепловизионного изображения с камер КТВ «Заря» и Catherine-FC приведено на Рис. 2, 3.

Рис. 3. Примеры изображений в узком поле зрения с электронным увеличением: а) Catherine-FC; б) КТВ «Заря».

Рис. 3. Примеры изображений в узком поле зрения с электронным увеличением: а) Catherine-FC; б) КТВ «Заря».

К моменту завершения договоров по лицензионному производству между фирмой Thales и АО «ВОМЗ» в 2017 г. АО «НТЦ ЭЛИНС» стало первым российским предприятием, имеющим готовый опытный образец тепловизионной камеры на основе серийного охлаждаемого МФПУ. В 2018 г. конструкторской документации на КТВ была присвоена литера «О1», открывая путь к серийному производству КТВ сначала в АО «НТЦ ЭЛИНС», а затем и на АО «ВОМЗ» с объемами выпуска до 300 штук в год и более.

Подход АО «НТЦ ЭЛИНС» – стараться всегда работать на опережение – применительно к КТВ означает регулярное совершенствование конструкции камеры. АО «НТЦ ЭЛИНС» продолжает совершенствовать конструкцию тепловизионной камеры, обеспечивая технологическую независимость и увеличивая долю производимых на территории России составных частей. Самое главное и, пожалуй, долгожданное событие 2020 г. – вариант исполнения комплекта документации на КТВ с заменой МФПУ производства КНР на аналогичное по характеристикам (разрешение 640х512, диапазон 3–5 мкм) отечественное охлаждаемое МФПУ.

Приступая пять лет назад к разработке альтернативы изделию иностранного производства, к настоящему моменту АО «НТЦ ЭЛИНС» пришло к новой отечественной тепловизионной камере, не уступающей по многим параметрам зарубежным аналогам. История развития тепловизионного направления АО «НТЦ ЭЛИНС» на этом не завершается.

КТВ «Заря» – это точка отсчета и старт новой линейки оптических изделий, которую мы можем предложить нашим партнерам. Заделы и опыт, полученные в ходе работы по импортозамещению камеры фирмы Thales, применяются предприятием и в ряде других проектов. Пример совместной работы АО «ВОМЗ» и АО «НТЦ ЭЛИНС, позволивший выполнить без срывов гособоронзаказ 2017–2019 гг., ярко демонстрирует тот факт, что отечественная промышленность в состоянии решать самые сложные задачи.

АО «НТЦ ЭЛИНС» – это активно развивающееся предприятие, которое постоянно и с большим успехом пробует свои силы в различных областях науки и техники, в том числе там, где ранее не было опыта работы. Талант управленческого персонала и сплоченный коллектив предприятия позволяют успешно осваивать новые рынки. Приглашаем к сотрудничеству предприятия оборонной и гражданской промышленности.

А.С. Леонтьев, Ю.В. Епишин - АО «НТЦ ЭЛИНС», г. Зеленоград

В.А. Морозов - АО «ВОМЗ», г. Вологда