В данном материале мы поговорим о том, как происходит обнаружение, распознавание и идентификация наблюдаемых через тепловизор объектов, а также о мерах безопасности, которые надлежит соблюдать его обладателям.
Появление тепловизионных прицелов и их распространение в среде охотников привело к значительному повышению рабочего потенциала используемых ими стрелковых комплексов. Благодаря тепловизору совокупная эффективность работы тандема «оружие — боеприпас» увеличилась за счет возможностей обнаружения и распознавания целей на значительных расстояниях.
В предыдущие периоды эта функция была возложена на оптические прицелы. Из-за особенностей их устройства обнаружение и распознавание цели осуществлялось методом изменения показателей кратности приборов. Ее увеличение позволяло засечь и идентифицировать цель на предельных расстояниях, недоступных возможностям человеческого зрения, за счет увеличения «картинки», достигнутого с помощью ручной настройки системы оборачивающих линз.
Преимущество использования оптики заключается в ее относительно несложном устройстве, компактности и не слишком большом весе. В числе недостатков следует отметить резкое снижение эффективной работы в условиях ограниченной видимости (снегопад, дождь, туман и т.д.).
Преимущество тепловизионного прицела состоит в том, что погодные условия, перепады относительной влажности и ограниченная видимость не оказывают критического влияния на эффективность его работы. Данное обстоятельство обусловлено принципами устройства прицела, поскольку для обнаружения и распознавания целей приборы данного типа используют физические свойства инфракрасного излучения. Если говорить проще, они обнаруживают источники тепла и помогают их идентифицировать.
Первичная информация анализируется, а затем преобразуется в «картинку», отображенную на дисплее, которую стрелок наблюдает через окуляр прибора. Программное обеспечение анализирует эти данные, сопоставляя их с показаниями инфракрасного излучателя и встроенного лазерного дальномера. После того как будут получены все необходимые данные, ПО сводит их в расчетную формулу, с помощью которой вычисляет параметры выстрела и принимает необходимые поправки. В результате на дисплее появляется отметка, обозначающая точку попадания. Стрелок совмещает ее с прицельным маркером и производит выстрел.
Система работает таким образом, что качественное попадание само по себе не представляет большой сложности. Работа программного обеспечения характеризуется точностью и оперативностью расчетов, влияние человеческого фактора в этом случае сильно снижается.
Качество расчетов баллистики выстрела обеспечивается работой баллистического калькулятора. При рассмотрении процесса использования тепловизора в упрощенном формате можно сделать вывод, согласно которому его наличие само по себе является стопроцентным залогом как добычливости охоты, так и ее безопасности. Функции же стрелка заключаются в том, чтобы навести стрелковый комплекс в примерную точку нахождения цели, предварительно обнаруженной прибором, и плавно потянуть спуск. Это утверждение верно лишь отчасти.
Как было сказано выше, обнаружение цели, ее распознавание и идентификация являются основными задачами охотника. Без их грамотного решения выполнение дальнейших действий, предваряющих выстрел, в лучшем случае будет лишено смысла, в худшем станет прологом к формированию подранка или к несчастному случаю. Для того чтобы понять, о чем идет речь, следует подробнее рассмотреть процессы обнаружения цели тепловизором, ее распознавания и идентификации.
Как театр начинается с вешалки, так тепловизор начинается с линзы объектива. Основой для материала, из которого она изготавливается, является редкоземельный химический элемент под названием германий. Его физические свойства позволяют улавливать источники теплового излучения. К их категории принадлежат все тела, температура поверхности которых превышает значение абсолютного нуля.
Эффективность работы германиевой линзы напрямую зависит от ее диаметра. Чем больше его значение, тем выше вероятность и оперативность обнаружения источников тепла прибором. Объясняется эта особенность просто. Чем шире объектив, тем большее пространство он может захватывать и контролировать одновременно.
В связи с этим возникает закономерный вопрос: если эффективность обнаружения источников тепла зависит от диаметра линзы, почему бы не повысить ее степень путем увеличения объектива? Теоретически такое решение представляется наиболее логичным. Однако в практическом плане возможности увеличения размеров линз имеют ряд серьезных ограничений.
При увеличении диаметра объектива неизбежно увеличение остальных элементов прибора: системы оборачивающих линз, матрицы и т.д. Следовательно, тепловизор значительно прибавит в габаритах и общей массе, что неизбежно скажется на эргономике стрелкового комплекса, в составе которого он применяется.
Кроме того, в составе земной коры германий практически не встречается в чистом виде. Он встраивается в кристаллические решетки других элементов. По этой причине концентрация германия может достигать от десятков или сотен граммов на тонну породы, до 5–10 кг/т. Сложность добычи элемента, выделение его в чистом виде и дороговизна производства готовых линз неизбежно влияют на конечную стоимость тепловизора. По этой причине среднее значение диаметра объектива у приборов данного типа варьируется в пределах 35–50 мм.
Объектив прибора обнаруживает источники ИК-излучения, затем его волны проходят через объектив и систему линз, расположенную в корпусе тепловизора, после чего попадают на светочувствительную матрицу. Она состоит из сенсоров — микроболометров, изготовленных либо из оксида ванадия, либо из аморфного кремния.
Среднее значение температур подавляющего большинства физических тел окружающего мира варьируется в диапазоне -50/+50 °С. Длина волн, излучаемых ими в инфракрасном диапазоне, равняется 7–14 мкм. Именно такой их спектр улавливает объектив тепловизионных прицелов, используемых на охотах и в служебной сфере. При попадании ИК-излучения на поверхность микроболометра меняется его электрическое сопротивление. Его изменения фиксируются, измеряются и вводятся в формулу, с помощью которой рассчитываются показатели температур наблюдаемых объектов.
Каждый сенсор (микроболометр), входящий в состав матрицы, состоит из определенного количества пикселей — светочувствительных элементов. От их количества зависит детализация изображения объекта, выдаваемого на дисплей, качество и резкость «картинки».
Список рабочих параметров тепловизора в обязательном порядке содержит информацию о количестве пикселей в составе каждого сенсора и их общем количестве на площади дисплея. Последняя характеристика называется разрешением. Кроме того, существенное значение имеют размеры самих пикселей и шаг, т.е. расстояние между их центрами, измеряемое в микронах. От значения этих параметров в конечном итоге будет зависеть качество работы функций, позволяющих стрелку визуально распознать и идентифицировать наблюдаемый объект.
Характеристика разрешения сенсоров матрицы представляет собой произведение количества пикселей в строке на их численность в столбце. Разрешение дисплея измеряется в количестве пикселей, размещенных на одном квадратном дюйме его площади (PPI — Pixels per Inch). От степени их концентрации зависит предельное расстояние, на котором может быть обнаружена и опознана цель, а также степень детализации отображаемой на дисплее «картинки» — изображения контуров туши, ее выступающих частей (рогов, ушей, хвоста и т.д.).
Базовые характеристики объектива, матрицы и дисплея оказывают прямое влияние на дистанции обнаружения и распознавания целей. Для понимания того, как это работает, следует упомянуть важнейший параметр наблюдаемого объекта — его критический размер.
Критическим размером цели считается ее минимальный видимый размер. На основе этой информации в ходе наблюдения выявляются геометрические параметры объекта. В случае использования тепловизора на охоте таковым будет удобнее считать длину туши наблюдаемого животного. Относительно служебной сферы применения устройства за показатель КР принимаются рост человека, габариты техники и т.д.
Значение предельной дистанции обнаружения и наблюдения цели зависит от ее температурного режима и пространственного разрешения прибора. Последний параметр представляет собой способность устройства к раздельному отображению двух объектов, излучающих тепло и расположенных близко относительно друг друга и на предельном расстоянии от наблюдателя. Как правило, в качестве показателя пространственного разрешения тепловизора выступает соответствующая характеристика микроболометра матрицы.
При наведении тепловизора на искомый объект степень детализации и четкости изображения будет зависеть от того, какое количество пикселей «накрывает» его критический размер. Если площадь объекта соответствует площади двух или более пикселей, речь пойдет об обнаружении.
Картинка, отображаемая на дисплее, будет иметь вид яркого светового пятна с расплывчатыми контурами и небольшим размером площади. В таких случаях наблюдатель получает общую и неточную информацию типа «там что-то есть». При обнаружении невозможно определить параметры цели и ее видовую принадлежность.
Распознавание проводится на меньших расстояниях. Для того чтобы определить, какого рода объект является источником инфракрасного излучения, необходимо «накрытие» его критического размера шестью, или большим количеством сенсорных пикселей. Если это возможно, речь будет идти о распознавании. В результате наблюдатель сможет определить, на что наведен объектив тепловизора, отличив, например, автомобиль от человека или животного.
Финальной стадией наблюдения является идентификация объекта. Особенность этой стадии заключается в том, что наблюдатель может определить биологический вид животного или отличить вооруженного человека от безоружного. Идентификация бывает успешной в том случае, если критический размер цели накрывается 12 пикселями или более.
На основе изложенных выше сведений можно сделать вывод о том, что использование тепловизионного прицела в составе стрелкового комплекса способно кратно повысить добычливость охотника. Вместе с тем обладателям подобного рода устройств следует принимать во внимание тот факт, что повышение возможностей стрелкового комплекса неминуемо влечет за собой увеличение степени ответственности в отношении его владельца.
Дело в том, что эффективные дистанции поражения целей вне зависимости от наличия или отсутствия тепловизора определяются баллистическими характеристиками применяемого боеприпаса. Даже в случае использования малоимпульсного патрона калибра 5,56х45 мм дистанция поражения цели может составлять 500–600 м. У крупных калибров аналогичные характеристики будут более высокими.
Учитывая это обстоятельство, у охотников, пользующихся тепловизорами, часто возникает соблазн произвести выстрел на средних и дальних дистанциях, выдающихся за пределы отметки 300–400 м. В основе такого стремления чаще всего лежат уверенность в «непогрешимости» работы прибора, выбросы адреналина и неконтролируемый азарт.
Эта убежденность чрезвычайно опасна, часто приводит к трагическим последствиям как для объектов охоты, так и для самих охотников или третьих лиц, случайно оказавшихся в секторе ведения огня. Дело в том, что дорогой и качественный тепловизор работает на основе тех же алгоритмов, что и относительно дешевый простенький аналог. Разница между ними заключается главным образом в протяженности рабочих дистанций и качестве «картинки». Однако точность распознания и идентификации наблюдаемого объекта всегда составляет 50х50 % вне зависимости от цены и функционала устройства.
На конечный результат обнаружения, распознания и идентификации цели влияет множество сопутствующих факторов, таких как атмосферная влажность, погодные условия, климатические особенности региона, рельеф местности и т.д. Во все базовые параметры тепловизора производителем закладывается определенный процент погрешности измерений, способный варьироваться в зависимости от перечисленных выше вводных. Поэтому выстрел должен производиться только в том случае, если охотник сумел гарантированно, со стопроцентной для себя уверенностью идентифицировать объект, по которому он собирается вести огонь.
На больших дистанциях отличить косулю от кабана-сеголетка, медведя от квадроцикла и грибника, вставшего на четвереньки, от детеныша лося на лежке крайне сложно. Пожалуй, наименьшим из зол в таких ситуациях будет поражение животного, на добычу которого не оформлена путевка. Хорошего здесь мало, поскольку во всех случаях подобный поступок будет квалифицироваться как браконьерство со всеми вытекающими последствиями. Но в остальных случаях все будет гораздо хуже.
Выстрел, совершенный после обнаружения цели, но до распознания и идентификации, вероятнее всего, «придет» в ее габарит, поскольку траекторию и поправки выстрела рассчитывает баллистический калькулятор. Однако при сближении с объектом незадачливый стрелок может с ужасом обнаружить, что выпущенная им пуля попала в технику, поразила случайно забредшее в лес домашнее животное или человека, занятого сбором грибов.
Единственными мерами, способными профилактировать трагедии, нередко происходящие на охотах, являются контроль окружающего пространства, самоконтроль и хладнокровие. Главный принцип, который исповедовали охотники старой школы и который активно продвигают приверженцы практической стрельбы в наши дни, звучит так: «Не уверен — не стреляй».
Вне зависимости от протяженности рабочих дистанций выстрела ответственность за его последствия в полном объеме несет обладатель оружия. Неважно, на какой дистанции он услышал треск кустов или засек в тепловизор источник ИК-излучения. Ни в одной из ситуаций он не имеет права стрелять наугад, руководствуясь лишь тем, что «где-то там что-то есть». Последствия стрельбы на шорох сквозь кусты и выстрела по «фонящему» объекту, обнаруженному тепловизором, могут быть одинаково печальными.
Наличие тепловизионного прицела кратно увеличивает возможности охотника, но и степень его ответственности повышается в той же мере.