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| ARMI & MEZZISECTION |
I visori notturni
Il buio ha sempre rappresentato un pericolo per l'uomo e per questo si è sempre cercato di togliere ogni
velo alla notte, la migliore alleata del nemico.
Esistono tre modi basilari per vedere ciò che l'oscurità nasconde all'occhio umano. La prima soluzione
consiste nell'utilizzare delle torce ma chiunque potrebbe localizzare la fonte di luce,
La seconda consiste nell'utilizzare congegni all'infrarosso (termo-immagine) in grado di percepire le
variazioni di calore, localizzarle e mostrarle su un particolare display alimentato da un tubo a raggio
catodico. Questi strumenti a raggi infrarossi sono generalmente ingombranti ed il loro costo molto elevato.
La terza soluzione implica la raccolta di qualunque luce notturna riflessa (persino di quella stellare)
amplificandola di modo che il segnale diventi sufficiente per alimentare uno schermo sensibile
(esattamente come i bassi voltaggi di un registratore che sono amplificati elettronicamente per azionare
la membrana di una cassa acustica).
Questi apparecchi si chiamano intensificatori di luce notturna.
Tali strumenti hanno consentito di risparmiare molte vite umane ma regna ancora molta confusione sulle
attrezzature per la visione notturna e per questo riteniamo essenziale una spiegazione sul loro funzionamento
in modo da effettuare acquisti consapevoli.
Gli intensificatori di luce notturna comunemente chiamati visori notturni, sono ancor oggi equipaggiamenti
costosi, inoltre sono abbastanza fragili in quanto usano tubi vuoti (simili a tubi televisivi in miniatura)
pertanto è necessaria un'attenta analisi delle prestazioni richieste.
Le occasioni in cui si può utilizzare un intensificatore di luce notturna sono innumerevoli: la notte
diventa in sostanza giorno e si dilata il suo spazio-tempo. I militari affrontano quasi quotidianamente
situazioni come combattimenti, osservazione di covi e depositi, commercio di droga, immigranti clandestini,
identificazione di ostaggi, ricerche e salvataggi, ecc. svolte prevalentemente all'oscurità.
Ora, l'impiego dei visori notturni squarcia il velo di protezione del nemico.
VISORI NOTTURNI ATTIVI E PASSIVI
I moderni visori notturni vengono suddivisi a seconda del tipo di funzionamento.
Quelli attivi utilizzano una propria fonte di luce per illuminare il bersaglio: al contrario,
quelli passivi attingono luce dall'ambiente circostante per poi amplificarla elettronicamente.
Ogni tipo di funzionamento ha i suoi vantaggi ed i suoi svantaggi.
Il primo vero visore notturno è stato l'M-3 Snooperscope a raggi infrarossi (IR), messo a punto
dall'esercito statunitense alla fine degli anni '40. Utilizzava un fotocatodo S-1 con risposta
massima nella regione blu/verde (fotosensibilità uA/Im), inversione elettrostatica ad
elettroni per ottenere il guadagno.
Il tubo denominato Generazione 0 era quindi caratterizzato dalla presenza di elevate distorsioni
geometriche ed essendo un visore attivo, utilizzava come illuminazione una propria fonte IR che
sicuramente era invisibile ad occhio nudo, ma individuabile con un sensore ed il monitor del visore
notturno nemico. Questa fonte IR permette però di vedere nell'oscurità più totale.
Grazie a notevoli miglioramenti tecnici i visori notturni passivi sono apparsi per la prima volta poco
meno di 30 anni fa.
Usati per la prima volta dall'esercito statunitense durante la guerra del Vietnam, hanno il vantaggio
di non emettere alcuna radiazione che possa essere individuata e di non essere limitati all'effettivo
raggio d'azione di un illuminatore.
Ogni visore notturno funziona grazie ad uno strumento elettro-ottico, un intensiticatore di immagine che
percepisce la luce disponibile e la moltiplica.
La luce circostante, raccolta da un obiettivo, viene focalizzata e poi convertita in un'immagine
elettronica ed amplificata elettronicamente da un fotocatodo all'interno dell'intensificatore.
Questa immagine colpisce poi uno schermo al fosforo, che la riconverte in un'immagine visibile.
I visori notturni forniscono immagini verdastre propio a causa del fosforo utilizzato.
Mentre la maggior parte delle caratteristiche ergonomiche e finali di un visore notturno dipendono
dai produttori finali che si occupano del design (e la scelta è ampia), la resa del cuore del sistema
"Il tubo" dipende dai produttori. Potremmo definire il tubo come il "Tallone d'Achille" del
sistema; è infatti il componente che più spesso deve essere sostituito, quindi è necessario effettuare
un'attenta scelta.
I visori notturni sono definiti strumenti della 1°, 2° o 3° Generazione in base al disegno del tubo
dell'intensificatore di immagine. La performance ed il costo aumentano in rapporto al tipo di Generazione.
DIFFERENZE TRA LE TRE GENERAZIONI
Gli strumenti della 1° Generazione utilizzano un intensificatore di immagine che consiste in un
tubo vuoto ad uno o tre livelli (detti anche a cascata), il quale amplifica immagini poco chiare
accelerando gli elettroni.
Gli strumenti della 1° Generazione utilizzano solitamente un fotocatodo S-20 (fotosensibilità 180-200 uA/Im),
inversione elettrostatica ed accelerazione ad elettroni per ottenere il guadagno. A causa di una più
elevata fotosensibilità, l'intensificatore di immagine della 1° Generazione e stato il primo ad essere
veramente passivo.
Problemi che riguardano gli strumenti della 1° Generazione sono la distorsione geometrica, cioè
l'inclinazione di linee parallele, la durata del tubo e una riga di luce quando si muove lo strumento.
La 2° Generazione utilizza solitamente un fotocatodo S-25 (rosso esteso) con fotosensibilità
240+uA/Im e disco a microcanali per ottenere il guadagno. L'inversione può essere sia elettrostatica
che a fibra ottica. I tubi della 2° Generazione forniscono una performance soddisfacente a bassi livelli
di luce e manifestano minime distorsioni. Per eliminarle la soluzione migliore consiste nell'impiegare
intensificatori con piatto a microcefali (MCP) con inversione di fibra ottica; se qui si verifica una
distorsione S, questa è solitamente inferiore e difficile da individuare ad occhio nudo.
Gli strumenti della 1° e 2° Generazione, costituiscono quindi un notevole miglioramento rispetto ai
tubi intensificatori attivi della Generazione 0, infatti oltre ad essere più piccoli e leggeri,
forniscono una sensibilità spettrale migliore ed eliminano o comunque riducono notevolmente i problemi
di "bagliore" e rigatura.
Gli strumenti della 3° Generazione sono stati fabbricati per la prima volta agli inizi degli
anni '80 e sono i più sofisticati dal punto di vista tecnologico.
La differenza fondamentale dei visori della 3° Generazione consiste nel fatto che per il guadagno
il fotocatodo multialcalino utilizzato nelle Generazioni precedenti, è stato sostituito da un fotocatodo
arsenide gallio ed un disco a microcanali che consente di accrescere la risoluzione e la fotosensibilità.
Il disco a microcanali è rivestito di una pellicola-barriera di ioni che prolunga la durata del tubo.
Un tubo di 3° Generazione produce più di 800 uA/Im nella regione dello spettro che va da 450 a 950
nanometri (vicino agli infrarossi) fornendo performance da molto buona ad eccellente a bassi livelli di
luce. Recenti tubi di 3° Generazione costruiti su specifiche militari non hanno presentato distorsioni
percepibili.
Oggi la tecnologia dell'arsenide gallio permette agli amplificatori di luce di offrire prestazioni che
solo pochi anni fa sembravano ancora fantascienza.
Con gli intensificatori di 2° e 3° Generazione può capitare di vedere un disegno a nido d'ape su tutta
l'area dell'immagine in condizioni di luce intensa. Questo fenomeno e noto anche come disturbo di
disegno fisso (FNP) ed è insito nel disegno di questo tipo di tubi.
VALUTAZIONE DELLA PERFORMANCE
Nella valutazione della performance di un visore notturno, bisogna considerare il sistema nella sua
totalità, obiettivo, intensificatore d'immagine e oculare.
Fattori rilevanti sono guadagno, risoluzione di fotosensibilità, un'illuminazione equivalente
del background, rapporto segnaledisturbo, distorsione, ingrandimento e campo di visione. Vanno inoltre
considerati l'adeguatezza rispetto all'applicazione desiderata e i costi complessivi.
Per guadagno si intende il numero di volte che il visore amplifica l'entrata di luce.
Si può considerare il guadagno del tubo o il guadagno del sistema.
Il guadagno del tubo è il livello di amplificazione elettronico del tubo intensificatore di immagine.
Il guadagno del sistema è il livello attuale di luce che raggiunge gli occhi dell'osservatore dopo che
il guadagno del tubo è stato colpito da altri elementi del sistema. Il guadagno del sistema è una
misurazione molto importante poiché misura ciò che si vede veramente.
MISURAZIONE DEL GUADAGNO DEL TUBO
Il guadagno del tubo è calcolato dividendo l'emissione di luce del tubo intensificatore di immagine
in footlambert (fL) per l'entrata di luce in footcandies (fc).
Il guadagno di sistema viene calcolato dividendo l'emissione di luce del sistema in fL per l'entrata di
luce in fc.
Anche se alcune aziende pubblicizzano per alcuni dei loro visori un'amplificazione di luce o un guadagno
pari a 95,000 volte, queste cifre sono estremamente fuorvianti perché considerano solo il guadagno del
tubo e non la performance del sistema.
Per il tubo, un livello di guadagno troppo elevato diminuirebbe la qualità dell'immagine, aumentando
il "disturbo" nel tubo e riducendo anche la durata effettiva del tubo intensificatore di immagine.
A causa di questi fattori l'esercito statunitense possiede strumenti con un guadagno di tubo tra
20,000 e 35.000. La chiarezza dell'immagine amplificata è ovviamente molto importante.
La risoluzione degli intensificatori di immagine è calcolata in coppie di linee per millirnetro (lp/mm),
mentre la risoluzione del sistema viene calcolata in cicli per milliradianti (cy/mr); i valori misurati
in lp/mm e cy/mr non devono essere confusi.
La risoluzione del sistema è la più importante in quanto calcola ciò che si vede realmente ed
aumenta in rapporto all'ingrandimento, anche se la risoluzione del tubo intensificatore di immagine non
cambia.
FATTORI DI ILLUMINAZIONE
La fotosensibilità è un fattore importante nella determinazione della quantità e del tipo di luce che
occorre per una performance ottimale ed è solitamente misurata in microAmper per lumen (A/lm).
A rappresenta la quantità di corrente elettrica prodotta quando il fotocatodo è esposto ad una determinata
quantità di luce (lm).
Anche se un visore con elevata fotosensibilità avrà una performance migliore in determinate condizioni di
oscurità, bisogna considerare il punto dello spettro di luce in cui sono state fatte le misurazioni.
Infatti c'è più energia disponibile nella parte dello spettro vicina a IR di notte che nello spettro visibile.
La sensibilità dello spettro viene misurata in milliAmper per watt (mA/W).
mA è la quantità di corrente elettrica prodotta quando il fotocatodo è esposto ad una specifica lunghezza
d'onda di luce ad un dato potere radiante (watt).
La maggior parte dei visori funziona meglio in presenza di una certa quantità di luce, per esempio in
caso di luna piena. A livelli di luce inferiori molti visori non forniscono un'immagine adeguata.
Gli strumenti della 2° e 3° Generazione dovrebbero dare un'immagine nitida già con la sola luce delle
stelle che si aggira intorno a 1/100.000 fc. in una notte limpida. Non dovrebbe essere necessaria la
luce della luna.
RAPPORTO SEGNALE/DISTURBO
Il rapporto segnale/disturbo determina una bassa risoluzione dell'intensificatore di immagine e può essere
calcolato in molti modi. Prima di fare validi confronti tra visori notturni, è importante sapere come è
stato calcolato il rapporto segnale/disturbo.
L'esercito statunitense specifica che il rapporto segnale/disturbo dovrebbe tenere in considerazione la
fotosensibilità, l'efficienza dello schermo al fosforo nel riconvertire l'immagine elettronica in luce
visibile e l'apporto di "disturbo" da parte del visore.
Maggiore è il rapporto segnale/disturbo, migliore è la capacità del visore di operare in condizioni di
luce molto bassa.
La quantità di illuminazione di background equivalente (EBI) è ciò che deteimina il livello di luce più
basso al quale un oggetto può essere individuato ed è misurato in lumen per centimetri quadri (lm/cm2).
Al di sotto di questo livello gli oggetti non saranno individuabili. EBI è la luce visibile quando si
accende il visore e non c'e luce sul fotocatodo.
A causa della loro dipendenza dalla luce ambientale, i visori passivi non funzionano nella completa
oscurità e le loro performances potrebbero risultare insufficienti durante operazioni tattiche.
Potrebbero esserci inoltre difficoltà nell'individuare oggetti mascherati dalle ombre della notte.
Per ovviare alla dipendenza dalla luce ambientale, si possono utilizzare gli illuminatori IR strumenti
che permettono di illuminare un oggetto senza essere visti.
IL CAMPO VISIVO
Per una migliore performance complessiva è importante che l'ottica dei visori notturni sia di buona qualità
altrimenti ridurrebbe la trasmissione della luce provocando distorsioni notevoli, oppure potrebbe produrre
un'immagine nitida al centro ma non sui contorni.
Esistono visori con un sistema di ottiche intercambiabile e in diverse varietà di ingrandimento.
Aumentando l'ingrandimento si diminuiscono però la quantità di luce disponibile ed il campo visivo.
Misurato in gradi, il campo visivo definisce l'area che può essere osservata con uno strumento ottico
e varia notevolmente in rapporto alla qualità e al disegno dello strumento. La sua ampiezza è in generale
tra gli 8 ed i 10 gradi. In alcuni visori americani può raggiungere i 40 gradi, fornendo una massima
visione periferica.
Il campo visivo di un visore notturno è un fattore fondamentale e risulta essere di vitale importanza
soprattutto quando si tratta di sorveglianza, ricerca, salvataggio.
CONTROLLO AUTOMATICO DELLA LUMINOSITA'
Altro fattore importante tipico degli strumenti di 2° e 3° Generazione è il controllo automatico della
luminosità o controllo del guadagno. Questo sistema riduce automaticamente il voltaggio al fotocatodo
assicurando oltre ad un costante livello di luminosità una protezione in caso di improvvise esposizioni
a forti fonti di luce. Il tutto a vantaggio di un aumento della durata del tubo.
CONSIDERAZIONI RIGUARDANTI L'ACQUISTO
Oggi è possibile acquistare un visore notturno spesso di produzione russa nuovo e con garanzia, a meno
di un milione di lire. Ma consideriamo però anche l'altro lato della medaglia: chiunque può permettersi
un visore notturno, criminalità compresa. Diventa quindi necessario servirsi di strumenti di alta
tecnologia e la possibilità di avere una migliore visione notturna conferisce maggior sicurezza anche al
soldato. Di recente il mercato è stato invaso da visori notturni. Risulta quindi estremamente importante
riflettere e valutare uno strumento prima di acquistarlo evitando cosi gravi errori.
La via da seguire per giungere ad uno strumento migliore è facilmente percorribile. In effetti, a parità
di livello la qualità dei prodotti Americani sono superiori rispetto a quelli dell'ex blocco sovietico.
La società AMT, per esempio, ha recentemente introdotto sul mercato il modello MO-22. Si tratta di un
visore notturno di elevata qualità con tubo di 2° o 3° Generazione fabbricato interamente negli USA ed
apprezzato per le sue ridotte dimensioni.
Altri modelli americani sicuramente molto validi e sempre muniti di tubo di 2° o 3° Generazione possono
essere l'ITT 150/160 (a loro favore c'è il galleggiamento in caso di caduta in acqua), oppure il
LITTON M-982 stimato per le elevate qualità dei tubo e dell'ottica.
Non sono visori molto economici, ma la differenza a livello di qualità e di praticità d'impiego di
questi strumenti americani è veramente sorprendente.
Tra i diversi aspetti da considerare e di primaria importanza la durata del tubo intensificatore di
immagine. Infatti alcune Società dispongono e commercializzano tubi optronici usati e alla fine della
loro vita operativa. Questo spiega un basso costo, ma dopo poco gli strumenti saranno inutilizzabili.
Un iniziale risparmio si rivelerà una perdita nel momento in cui occorra sostituire il tubo che, sebbene
facilmente reperibile, e la componente più costosa del visore.
E' importante rendersi conto che in un visore notturno bioculare come ad esempio il PVS-7 venduto a circa
12.000.000 di Lire, il valore dei tubi rappresenta il 90% del prezzo totale.
In base all'utilizzo che se ne intende fare dovremo considerare poi il peso, le dimensioni, la robustezza,
la resistenza all'acqua e la facilità di impiego. Alcune unità, per esempio, sono scomode da usare,
pesanti da reggere e scarse a livello della qualità della visione. Particolarmente importante per i
militari e la possibilità di utilizzare tutti i comandi con una mano sola reggendo contemporaneamente uno
strumento molto leggero e facile da usare.
Prima di procedere all'acquisto bisogna anche considerare l'assistenza che viene fornita e il supporto
tecnico anche post vendita. Assicurarsi di confrontare le marche, i modelli e la serietà degli importatori,
in questo modo si potrà constatare veramente la differenza. Controllare anche la garanzia che oltre ad
essere in lingua italiana, sia di almeno un anno o piu.
Il consiglio è di non acquistare mai i visori venduti lungo le strade o nelle piazze anche se il prezzo
risulta decisamente vantaggioso, perché oltre ad essere spesso di contrabbando, non danno garanzie di
funzionamento, assistenza ma sopra tutto sicurezza.
CONTROLLO DELLA QUALITA' GARANTITO
Gli Stati Uniti, leader nella tecnologia dei visori notturni, offrono prodotti con una qualità di immagine,
durata del tubo e performance complessiva decisamente superiori e stabiliscono norme standard a cui
bisognerebbe adeguarsi. Purtroppo il prezzo di questi visori sebbene sia diminuito negli ultimi anni,
resta come già detto largamente superiore a quello dei visori sovietici.
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