Тепловизионные матрицы российского производства для военной техники

Известный военный эксперт Виктор Мураховский в материале "Могём? Не могём, а можем!" в своем телеграм-канале сообщает, что в мае 2018 года в Министерстве обороны Российской Федерации был утвержден документ «О порядке введения тепловизионных камер отечественного производства в прицельные комплексы изделий Т-72БЗМ, Т-80БВМ…». Эта же проблема решалась и для других тепловизионных устройств, используемых в отечественной военной технике.




Модернизированный танк Т-72Б3 «образца 2016 года» с тепловизионным модулем российского производства ТПК-К прицела (с) АО «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» (via Виктор Мураховский)

Основой тепловизионных прицелов, приборов наблюдения, некоторых систем самонаведения ракет являются так называемые «модули формирования тепловизионного видеосигнала» (МФТВ), по нашей терминологии. Такой модуль представляет собой матрицу фоточувствительных элементов, воспринимающих ЭМИ в диапазонах 1-14 мкм (инфракрасный спектр).

Универсальных материалов, с высокой чувствительностью к ЭМИ во всем ИК-спектре, не существует. Поэтому промышленность выпускает МФТВ ближнего ИК-диапазона (3-5 мкм) и дальнего диапазона (8-14 мкм), чувствитеьных  к излучению в так называемых «окнах прозрачности».

Преимущество диапазона 3-5 мкм в том, что здесь меньше влияние атмосферных осадков (туман, дождь, снег) на прохождение излучения. Но хуже дальность.

В области более коротких длин волн (<2 мкм) существует множество полос пропускания ближнего ИК, видимого и ультрафиолетового излучения, в пределах которых работают оптико-электронные приборы других (не тепловизионных) типов.

В ближнем диапазоне для матриц используют в основном антимонид индия (InSb, соединение индия и сурьмы), аморфный кремний (a-Si), арсенид галлия (GaAs). В первом случае матрице требуется глубокое охлаждение, остальные материалы в охлаждении не нуждаются. Вместе с тем, охлаждаемая матрица обладает чувствительностью в разы лучшей неохлаждаемых.

Достаточно современные охлаждаемые МФТВ ближнего ИК-диапазона (3-5 мкм) разрешением 640х512 элементов на основе антимонида индия делают в России. В более дешевых изделиях  используют микрокриогенную систему охлаждения из Китая, в более дорогих – отечественную.

Производство неохлаждаемых матриц  на основе аморфного кремния разрешением 640х480 элементов в России также налажено.

Дальний диапазон  (8-14 мкм) имеет лучший коэффициент пропускания атмосферы и более предпочтителен для систем дальнего обнаружения и прицеливания.

В дальнем ИК-диапазоне для производства матриц в основном используют гетероструктуры состава кадмий-ртуть-теллур (КРТ, CdHgTe), требующие глубокого охлаждения. В нашей стране есть производство МФТВ с матрицами CdHgTe (8-10 мкм) разрешением 640х512 элементов и собственной микрокриогенной системой охлаждения.

При этом охлаждаемые МФТВ дальнего ИК-диапазона на структурах CdHgTe многократно дороже неохлаждаемых систем ближнего ИК-диапазона на микроболемтрах. Их обычно используют в системах прицеливания и наблюдения сложных образцов вооружения: авиации, флота, бронетанковой техники, ПВО.

Что выбрали для наших танков, импортозамещая французский ТПВ-модуль CATHERINE–FC (установлен в прицелах «Сосна-У»)? Известно, что у французов стоит сканируемая охлаждаемая матрица SOFRADIR разрешением 288х4 элементов на основе КРТ (диапазон 8-12 мкм). Сканирующее устройство матрицы формирует телевизионный сигнал (625 линий, 50 Гц), выводимый на монитор.

У нас выбран средний по стоимости вариант отечественной охлаждаемой матрицы на антимониде индия (диапазон 3-5 мкм) разрешением 640х512 элементов. Прицелы с таким тепловизионным модулем ТПК-К уже используют в серийном производстве бронетехники.