רקע כללי
השימוש במערכות וחיישנים המאפשרים ראיית לילה בתחום הצבאי והפרא צבאי הוא עצום - וגם כאן בפורום הוזכרו המון מערכות המשלבות מערכות ראיית לילה.
בסקירה הבאה נעבור על העקרונות הכלליים והטכנולוגיה המאפשרת ראיית לילה.

כדי להבין איך ראיית לילה עובדת - חייבים להבין שככל שאורך הגל של הגל קצר יותר לגל יש יותר אנרגיה. בתחום הנראה לצבע הסגול יש הכי הרבה אנרגיה ולאדום הכי מעט.
התחום שמתחת לאדום נקרא תת אדום (אינפרא אדום/IR).
תחום זה כולל קרינה שהעין לא מסוגלת לראות וגם הוא מחולק לתת תחומים:

א"א גל קצר - מ 1 עד 3 מיקרון
א"א גל בינוני - 3 עד 5 מיקרון (טרמי)
א"א גל ארוך - 8 עד 12 מיקרון (טרמי)
א"א גל ארוך מאד - 12 עד 25 מיקרון
א"א גל רחוק - 25 מיקרון עד 1 מ"מ


ההבדל העיקרי בין הרמות הוא שקרינה טרמית נפלטת מגופים וקרינת א"א משתקפת מהם.
מערכות ראיית לילה עושות שימוש בקרינה הנפלטת באורכי גל אלה ע"מ לאפשר קבלת תמונה גם בחושך מוחלט.
ישנם 2 סוגים עיקריים של מערכות ראיית לילה - מא"כ (מגביר אור כוכבים) וטרמי.

מא"כ

מערכות מא"כ עושות שימוש בתחום הקצר של הא"א.
מגבירי אור כוכבים הם הסוג הנפוץ יותר של מערכות לראיית לילה והשימוש המבצעי בהם החל כבר בסוף מלה"ע ה 2!!!
כיום הן משמשות בעיקר ככוונות חי"ר , אמצעי עזר לנהיגה וכו'.

קיימים 4 דורות של מא"כ:
דור 0 - מערכת המשתמשת במקור אור אקטיבי ע"מ להאיר בא"א את אזור המטרה ומערכת הקולטת את האור המוחזר מהגופים בהם הזרקור פוגע.
החסרון ברור - המערכת היא אקטיבית ומסגירה את מיקום הצופה.

דור 1 - מערכות אלו הן פאסיביות ומשתמשות באור הכוכבים והירח ע"מ לקבל תמונה.
דרך הפעולה הוא כזה:
פוטונים של אור פוגעים בפוטוקטודה שהופכת את הפוטונים לאלקטרונים.
האלקטרונים שהתקבלו מואצים דרך שדה חשמלי שלמעשה מגביר את כמות האלקטרונים. לבסוף האלקטרונים פוגעים בשכבת חומר זרחני וגורמים לו לפלוט פוטונים (בכמות גדולה יותר מהמקור) - התוצאה המתקבלת היא תמונה בהירה של האיזור הניצפה, זו גם הסיבה שהתמונה המתקבלת היא ירוקה.


סכמה של שפורפרת מא"כ.

דור 2 - עקרון הפעולה הוא כמו בדור 1 , אבל השימוש בחומרים מתקדמים יותר מאפשר ראייה בתנאים של כמעט חושך מוחלט , כ"כ אורך החיים של השפורפרת גדל.

דור 3 - שיפור של דור 2 , העושה שימוש בפוטוקטודה עשוייה גליום ארסנייד המשחררת יותר אלקטרונים מבעבר.
בשפורפרת הנ"ל נותנת תמונה ברורה יותר ולאורך זמן רב יותר.
שפורפרות אלו מוצאות מארה"ב עם רשיון מיוחד ממשרד ההגנה (למי שזוכר את פרשיית אורליל שמכרה לצה"ל מכשירי דור 2 וגנבה את השפורפרות המתקדמות יותר).


מערכות טרמיות

מערכות טרמיות מקנות יתרון טקטי אדיר מכיוון והן מאפשרות ראייה שונה לגמרי של שדה הקרב - הן מאפשרות תמונה באיכות גבוהה כמעט בכל מזג אויר ודרך מיסוך וסבך. לכן משתמשים במערכות טרמיות גם באור יום ע"מ לחשוף יחידות מוסוות או לחדור דרך מיסוך.
המערוכות הטרמיות כיום משמשות בעיקר באמצעי איסוף מודיעין , כוונות טנקים וטילים וכו'. עם הוזלת מחירי הייצור טמזעור הטכנולוגיה קיימות היום כוונות נק"ל טרמיות המשלבות את היתרון הטקטי של המערכת הטרמית עם משקל וגודל של מערכת מא"כ (כמעט).
מערכות טרמיות מנצלות את העובדה שקרינה טרמית נפלטת מכל גוף בסביבה.
ככל שהגוף חם יותר הוא פולט יותר קרינה טרמית.
המערכות הטרמיות פועלות בתחומי ה 3-5 וה 8-12.
3-5 מאפשר קבלת איכות תמונה גבוהה יותר בעוד 8-12 מאפשר חדירות דרך מיסוך וערפל גבוהה יותר , קיימות גם מערכות המשלבות חיישנים ב 2 אורכי הגל.
עקרון הפעולה הוא כזה:
עדשה מיוחדת , שנקראת עדשת מראה, אוספת את הקרינה הטרמית מהסביבה.
מערך חיישנים PHASED ARRAY (מוסט פאזה) סורק את הקרינה ובונה מפת טמפרטורה של הסביבה.
המפה הנ"ל מתורגמת לזרמים חשמליים ומעבד מיוחד הופך את הזרמים הנ"ל לתמונה.

קיימים 2 סוגי מערכות:
מערכות מקוררות - מערכות המשתמשות בחיישנים במצב קיפאון ע"מ לקבל רגישות גבוהה לשינויי טמפרטורה בסביבה.
ע"מ להגיע לטמפ' הנ"ל ישנן 2 שיטות עיקריות:
חוג פתוח - המערכת מחוברת לבלון חנקן שמוזרם מסביב לגלאי ושומר על קירורו, מחייב החלפת בלון כל כמה זמן.

חוג סגור - מערכת קירור פנימית (מעיין מזגן) השומרת על טמפ' עבודה תקינה - מן הסתם מרבית המערכות החדשות הן מדגם זה.

מערכת יובל - דוגמא למערכת טרמית חוג סגור.

למערכות מקוררות לוקח זמן להגיע לטמפ' עבודה - ז"א שיש להמתין כמה דקות בטרם מתקבלת תמונה ברורה.
כ"כ לרוב מלווה רעש רקע הנובע ממערכת הקירור והגלאים המלווה למערכת זו.
מע' UNCOOLED - מערכת חיישנים בוהה , המסוגלים לעבוד בטמפ' החדר ללא קירור כלל , מוכנה לפעולה מרגע ההדלקה ושקטה לחלוטין.


מערכת NIGHT SIGHT של חברת רייטאון בשיטת UNCOOLED.

יתרונות וחסרונות:
UNCOOLED זולה יותר , שקטה יותר , קלה יותר , אמינה יותר ומוכנה לפעילות מיד.
עם זאת - איכות התמונה בה נמוכה והיא כמעט ולא מאפשרת שימוש בעדשות מגדילות , לכן לרוב במערכות תצפית לטווח רחוק ייעשה שימוש במערכות מקוררות.

מקורות לתמונות:
HOWSTUFFWORKS
ISAYERET
RAYTHEON

===========================
If the radiance of a thousand suns
were to burst at once into the sky
That would be like the splendor of the mighty One…
I am became death,the shatter of Worlds.

.

===========================
If the radiance of a thousand suns
were to burst at once into the sky
That would be like the splendor of the mighty One…
I am became death,the shatter of Worlds.

.