Rosyjskie problemy z termowizją [KOMENTARZ]

Jednym z najbardziej odczuwalnych skutków sankcji nałożonych na Rosję za zajęcie Krymu jest brak dostępu do najnowszych technologii termowizyjnych. Rosyjskie instytuty naukowe próbowały od dawna samodzielnie dojść do spodziewanych rozwiązań, przede wszystkim w celu zaspokojenia potrzeb rosyjskich sił zbrojnych.

Rosyjskie problemy z systemami termowizyjnymi

Problem ten był szczególnie uciążliwy dla ministerstwa obrony, ponieważ ograniczał możliwości działania w nocy, stawiając w trudnej sytuacji rosyjskie wojska wobec dobrze wyposażonej w tej dziedzinie sił zbrojnych państw zachodnich. Oczywiście oficjalnie Rosjanie twierdzili, że są samowystarczalni, jednak nie zmienia to faktu, że przed 2014 rokiem ich najnowocześniejsze wojskowe systemy termowizyjne były oparte na rozwiązaniach licencyjnych. Jeżeli więc istniały własne opracowania „nie mające analogów na całym świecie” to po co kupowano zagraniczne?

Problemem był przede wszystkim detektor podczerwieni, którym w nowoczesnych systemach jest „przestrzenna” matryca (ang. FPA - Focal Plane Array). Określenie „przestrzenna”, jest tutaj bardzo ważne, ponieważ matryca taka składa się z wielu, odpowiednio rozmieszczonych w pionie i poziomie elementów światłoczułych (fotodetektorów) oznaczanych w Rosji jako MFTW (tzw. „Moduły formowania termowizyjnego sygnału wizyjnego"). I to właśnie w takie elementy powinny być wyposażone nowoczesne, wojskowe systemy obserwacyjne, celowniki termowizyjne oraz niektóre systemy naprowadzania uzbrojenia precyzyjnego.

Detektory w matrycach powinny być chłodzone (choć przy obecnym poziomie techniki już nie muszą), ponieważ ilość pochłanianego przez nie promieniowania cieplnego (decydującego o „jakości” obrazu) rośnie tym bardziej, im większa jest różnica temperatur między nimi a obiektem. Ponadto szumy fotodetektorów maleją m.in. wraz z obniżaniem się ich temperatury pracy. Dlatego niechłodzone fotodetektory wykorzystuje się w urządzeniach EO/IR krótkiego zasięgu (do 3000 m), natomiast chłodzenie stosuje się w urządzeniach średniego i dalekiego zasięgu (powyżej 3000 m).

Optymalnym rozwiązaniem byłoby znalezienie takiego materiału dla MFTW, który odbierałyby promieniowanie elektromagnetyczne w szerokim paśmie podczerwieni: od 1 do 14 mikronów. W rzeczywistości najczęściej stosuje się detektory pracujące w tzw. „okienkach”: albo w paśmie średniej podczerwieni MWIR (2,5-5,6 µm), albo w długofalowym paśmie poczerwieni LWIR (8-14 µm).

W pierwszym przypadku zasięg jest gorszy, ale za to mniejszy wpływ na obserwację mają „złe warunki atmosferyczne (mgła, deszcz, śnieg). Dlatego systemy MWIR wykorzystywano np. w systemach morskich. W przypadku długofalowego pasma podczerwieni jest odwrotnie. Gwarantuje ono lepszą przepuszczalność atmosferyczną i jest bardziej preferowane do dalekosiężnych systemów wykrywania i obserwacji, jednak urządzenia w tym paśmie są mniej odporne na czynniki zewnętrzne.

Zmiany w rosyjskiej termowizji wojskowej

To właśnie z powodu konieczności zastosowania własnych rozwiązań, według jednego z niezależnych, rosyjskich specjalistów Wiktora Murachowskiego, ministerstwo obrony Federacji Rosyjskiej zatwierdziło w maju 2018 roku dokument „O procedurze wprowadzania krajowych kamer termowizyjnych do systemów celowniczych T-72B3M, T-80BWM…”.

Murachowski twierdzi, że jest to związane między innymi z wymianą celowników czołgowych „Sosna-U”, które wykorzystywały francuskie kamery termowizyjne Catherine-FC koncernu Thales. Kamery te były produkowane w Rosji na licencji od 2009 roku i opierały się na chłodzonej, skanowanej matrycy SOFRADIR o rozdzielczości 288x4 elementów na bazie tellurku kadmu i rtęci (pracującej w długofalowym paśmie 8-12 mikronów). Samo urządzenie skanujące formowało sygnał wideo prezentowany później na monitorze (625 linii z częstotliwością 50Hz).

Od 2019 r. w rosyjskich czołgach mają być instalowane kamery termowizyjne z rosyjską, chłodzoną matrycą, opartą na antymonku indu (pracującą w paśmie średniofalowym w podczerwieni 3-5 µm) o rozmiarach 640x512 elementów. Celowniki z takim modułem termowizyjnym mają już być wykorzystywane w seryjnej produkcji na pojazdach opancerzonych. Rosjanie przyznają się jednak, że mają problemy z systemem chłodzenia matryc. Ich własne rozwiązanie jest stosowane bowiem tylko w najdroższych kamerach, natomiast w tańszych urządzeniach stosuje się już produkty chińskie.

Jeżeli te informacje są prawdziwe, to ciekawy jest powód przejścia w celowniczych systemach czołgowych z pasma długofalowego LWIR do pasma średniofalowego MWIR. Murachowski nie wyjaśnia, czy stało się tak w wyniku analizy argumentów taktyczno-technicznych, czy też po prostu z powodu braku możliwości opracowania własnych, nowej generacji matryc LWIR, które wcześniej kupiono we Francji. Teraz taki transfer technologii jest niemożliwy i być może to właśnie dlatego zadecydowano o przejście w „lądówce” tylko na zakres od 3-5 µm.

Dowodem na to może być reklamowany przez Rosjan jeszcze przed 2014 rokiem rodzimej produkcji pakiet modernizacyjny dla własnych czołgów. Był on połączeniem systemu obserwacji termowizyjnej IRBIS-K wraz z układem celowniczym nowej generacji TO1-KO4DT. Ujawniono wtedy, że IRBIS-K wykorzystuje chłodzoną matrycę pracującą w paśmie 8-12 µm z matrycą o 4x288 elementów. Może to sugerować, że również w tym przypadku oparto się na francuskiej kamerze termowizyjnej SOFRADIR – o takich samych parametrach.

Oczywiście według Murachowskiego w Rosji miała ruszyć produkcja matryc o rozdzielczości 640 x 512 elementów na bazie tellurku kadmu i rtęci na długofalowe pasmo podczerwieni 8-10 µm. Jednak jak na razie nie ma informacji o ich praktycznym zastosowaniu w systemach wojskowych.

Zupełnie inaczej jest np. w Polsce, która ma dostęp do potrzebnych technologii. Mając wybór zdecydowano jednak, że podczas modyfikacji „polskich” czołgów T-72 i wymiany celownika TPN-1-23-11, wykorzystana zostanie kamera termowizyjna KLW-1 Asteria, produkowana przez spółkę PCO. Kamera ta pracuje w paśmie długofalowym podczerwieni LWIR (8÷12 µm) i jest wyposażona w chłodzony detektor o rozdzielczości 640x512 pikseli – a więc lepszy niż w rozwiązaniu „rosyjskim” IRBIS-K.