현재의 기술 수준에 따르면 잠수함 종합 이미징 시스템은 기본적으로 몇 가지 주요 유형의 이미징 시스템으로 구성되어 있다. 다음은 기계 및 비기계 이미징 시스템의 순서에 따라 여러 이미징 시스템의 기술적 상태와 특징을 각각 설명합니다.
잠망경 영상 시스템
현대 잠수함 잠망경은 20 세기 초에 발명되었다. 독일 해군은 1906 년 첫 잠수함을 건설할 때 이미 상당히 정교한 광학 잠망경을 사용했으며 대물 렌즈, 영상 변환 시스템, 접안렌즈로 구성되어 있다. 당시 잠망경 잠망경 전력은 5 ~ 7m 로 관측 거리가 가깝고 시야가 좁고 영상 품질이 좋지 않아 밤에 사용할 수 없었다. 전통적인 잠망경의 주요 기능으로는 수면 위의 함선을 관찰하고, 공중의 비행기를 관찰하고, 공격 대상의 거리를 추정하고, 화재 통제 시스템에 위치와 거리를 제공하고, 침수 상태에서 랜드마크 내비게이션이나 천문 항법을 실시하는 것이 있다.
현대 잠망경 제조사는 희미한 야시, 적외선 열 이미징, 레이저 거리 측정, 컴퓨터, 자동 제어, 스텔스 등 광전기 기술의 최신 성과를 응용하여 차세대 광전 잠망경을 개발하였다. 2003 년 독일에서 새로 개발한 SERO 400 잠망경을 예로 들어보겠습니다. 주요 기술 성능은 피치 범위-15 ~ 60, 1.5 배, 6 배, 12 배, 고정밀 조준선 이축 안정, 잠망경 렌즈 지름 2 보다 큽니다 디지털 카메라, 마이크로라이트 TV 카메라, 컬러 TV 카메라, 열감 카메라, 눈 안전 레이저 거리 측정기 등 다양한 카메라와 센서를 장착할 수 있습니다. , 실제 필요에 따라 잠수함 지휘관이 선택할 수 있도록; 비디오 신호를 전투 시스템의 모니터에 실시간으로 제공하여 동시 관찰을 할 수도 있습니다. 잠망경 시스템의 직렬 인터페이스는 서로 다른 작전 시스템 콘솔의 원격 제어에 사용될 수 있다. 잠망경 시스템은 낮과 밤 조건 모두에서 좋은 관측 효과를 가지고 있으며, 해면과 공중을 효과적으로 감시하고, 내비게이션 데이터를 수집하고, 각종 해상 목표를 검색하고 식별하며, 관찰된 이미지는 재생을 기록할 수 있다.
현대 광전 잠망경 기술은 이미 상당히 성숙해서 더 이상 큰 진급이 있을 수 없다. 전통적인 침투식 잠망경의 고유 단점은 분명하다. 우선, 이것도 주요 결함이다. 잠망경은 반드시 잠수함 껍데기를 관통해야 하며, 경통 지름이 클수록 잠수함 내압에 미치는 영향이 커진다. 둘째, 잠망경 렌즈의 회전 지름은 일반적으로 0.6 미터로, 원래 제한된 보트 안에서 점유 공간이 넓어 잠수함 지휘실 배치에 매우 불리하다. 다시 한번, 잠망경은 한 사람의 조작 관찰에만 적합하고, 여러 사람이 동시에 관찰할 수는 없으며, 작전 정보 자원의 향락에 불리하다. 진보의 결함은 있지만 광전 잠망경은 현재와 미래의 각국 해군 잠수함에서 가장 많이 사용되는 이미징 관측 장비로 남아 있다.
광전 마스트 시스템
1976 년 콜모건은 해군 검열을 위해 독창적인 광전마스트 원리를 공식 제시했다. 뒤이어 80 년대에 비관통식 광전마스트의 연구 계획이 정식으로 시작되었다. 오늘날 광전 돛대는 개념과 원리 원형에서 엔지니어링 모델로 발전했다. 미국, 영국, 프랑스 3 국 해군은 신형 원자력 잠수함에서 전통적인 침투식 잠망경을 탈락시켰고, 그들은 모두 광전 돛대를 장착할 것이다. 이것은 잠수함 광전마스트 기술이 이미 상당히 성숙하고 믿을 만한 수준에 도달했다는 것을 상징한다. 광전 마스트와 일반 잠망경의 가장 큰 차이점은 광전 마스트는 일종의' 비침투 마스트' 라는 것이다. 그것은 광전 돛대 관찰헤드, 비침투 돛대, 선내 콘솔 세 부분으로 구성되어 있다. 미국 버지니아급 잠수함의 광전 돛대 시스템은 앤 /BVS 입니까? 1 이미징 시스템은 기존 잠망경 시스템의 기능뿐 아니라 전자 정보 수집, 모니터링, 목표 공격 등의 기능도 제공합니다.
광전 마스트는 기존의 침투식 잠망경보다 많은 장점을 가지고 있다. 예를 들면 광전마스트는 내압 선체를 관통하지 않고, 명령실의 적절한 위치에 직접 배치함으로써 잠수함의 내압 강도를 높이고, 명령실의 배치를 용이하게 한다. 광전 돛대의 관측머리에는 각종 광전 감지 센서, 전자전, 통신 안테나가 설치되어 있다. 보트 밖의 상황은 텔레비전과 적외선 카메라로 촬영한 후 보트로 전송하여 콘솔의 모니터와 스크린에 표시할 수 있다. 광전마스트는 침투 잠망경을 점차 대체해 잠수함 작전 정보 시스템의 중요한 부분이 되고 있다.
그러나 기술이 복잡하고 가격이 비싸서 현재는 소수의 잠수함만이 광전 돛대를 사용하고 있다. 예를 들어, 러시아의' 델타 ⅲ' 와' 델타 ⅳ' 급 미사일 핵 잠수함에는 모두' 벽돌비' 광전 돛대가 장착되어 있다. 미국' 버지니아' 급 공격 핵잠수함만 두 개의 광전마스트를 사용했다. 현재 일반적으로 사용되는 것은 광전 돛대와 잠망경 (예: 미국, 영국, 독일, 프랑스, 러시아, 일본, 이집트 등) 과 함께 사용되는 스노클링 카메라 모니터링 시스템입니다.
하우징 부분의 카메라 TV 시스템
이것은 잠수함에서 TV 카메라 시스템의 특수한 응용이다. 주로 잠수함의 외부 환경과 각종 진수상황을 점검하고 감시하는 데 사용되며, 빙하 잠수함 활동을 위한 광학 내비게이션을 제공할 수도 있다. TV 카메라 시스템은 잠수함 선체에 적어도 30 년의 역사를 적용해 영국, 러시아, 북유럽 해군 잠수함에 구체적으로 적용됐다. 영국 잠수함 껍데기에 설치된 수중 TV 카메라 시스템은 잠수함이 빙상이나 수중에서 활동할 수 있도록 특별히 개발된 것이다. 그것은 안전한 수중 항행을 제공할 수 있으며, 잠수함이 떠다니는 중요한 보조 장치이다. 일반적으로 네비게이션 시스템의 경우 잠수함 하우징에 두 개의 수중 TV 카메라를 배치해야 하는데, 하나는 위쪽 관측 위치에 배치하고 다른 하나는 수평에서 40 도 각도에 있는 전면 위치에 배치해야 합니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언 이런 배치는 잠수함이 떠다니거나 앞으로 움직일 때 최적의 품질의 이미지를 얻는 데 매우 유리하다. 영국 Simrad 의 OE? 0285 형 카메라는 이미 영국 잠수함을 장착했다. 별빛이 흐린 상태에서 희미한 빛을 통해 다양한 목표를 관찰할 수 있는 향상된 실리콘 과녁 카메라입니다. 잠수함은 언제 북극해에서 활동합니까, OE? 0285 카메라는 잠수함이 얼음 속에 떠 있을 때 중요한 보조 설비이다.
가상 잠망경 시스템
이것은 미 해군이 연구하고 있는 잠수함 수중 카메라 시스템이다. "가상" 잠망경이라고 불리지만 컴퓨터 기술 분야의 "가상 현실" 과 하우징의 카메라 시스템과는 완전히 다릅니다. 가상 잠망경은 잠수함 플랫폼에서 수면을 완전히 투시하는 광학 센서로 잠수함 수중 카메라, 프로세서 및 이미지 디스플레이를 포함합니다. "가상" 이란 이미지 모니터가 바다의 위쪽 반구 시야에서 불완전한 이미지를 완전한 이미지로 재현할 수 있음을 의미합니다. 가상 잠망경은 잠수함 센서 시스템과 통합되어 잠수함 지휘관이 기존 잠망경을 사용하는 횟수를 줄이고 잠수함 은신성을 높일 수 있다.
가상 잠망경 기술은 잠수함이 수면함정과 충돌할 확률도 최소화할 수 있다. 잠수함이 잠수 깊이까지 올라가기 전에, 반드시 떠 있는 지역에 배가 없는지 확인해야 한다. 다이빙 깊이에서 수중 약 150 피트 (46 미터) 까지의' 전환 구역' 은 잠수함 수중 활동의 안전하지 않은 지역이다. 이 어색한 지역에서 잠수함은 너무 깊어서 위에 범선이 있는지 볼 수 없다. 범선 아래는 너무 얕아서 안전하게 통과할 수 없기 때문이다. 그러나 이 전환대에는 최적의 수음 검색 깊이와 최적의 회피 깊이가 포함될 수 있으며, 잠수함이 얕은 물에서 안전하게 작업하는 데 가장 이상적인 깊이 영역이다. 만약 잠수함이 이 전환대를 잃는다면, 그것의 기동성은 크게 떨어질 것이다. 잠수함이 가상 잠망경 기술을 사용하여 주변 상황을 관찰한다면 이 과도기 지역에서 안전하게 이동할 수 있다.
가상 잠망경의 광학 원리는 일반 잠망경과 다르다. 일반 잠망경은 해수면 어딘가에서 빛을 받는다. 가상 잠망경은 수중에서 하나 이상의 저면도 카메라를 사용하여 우주로부터 빛을 받고 바다를 관통하는 것이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 가상 잠망경 프로젝트는 약한 굴절광을 재건하는 이미징 기술을 이용하여 수상 목표를 감지할 수 있는 수중 카메라 시스템 (소프트웨어 시스템 포함) 을 개발했다. 가상 잠망경은 특수한 이미징 기술일 뿐만 아니라 잠수함 특수작전 부대의 응용에도 적합하다.
광전 부표 시스템
미국은 일찍이 1980 년대 초에 광전부표 기술 특허를 신청했다. 1990 년대에 미국 매사추세츠주 포카홍타스의 선박 이미징 시스템 회사는 잠수함용 광전 부표의 설계와 연구를 시작했다. 이 회사는 잠수함에서 발사된 카메라 부표 시스템 (BCD) 을 설계하고 제조하기 위해 미국 국방연구계획국과 6 억 5438 만 달러 상당의 연구계약을 체결했다. BCD 는 CCD 센서를 사용하여 광섬유 및 케이블을 통해 잠수함과 연결 상태를 유지합니다. CCD 센서의 안정성과 모니터링 방향은 잠수함에 의해 제어되고 수면에서 대상 이미지 데이터를 얻은 다음 광섬유 신호로 변환되어 잠수함으로 전송됩니다. 얻은 정보는 이미지 향상 알고리즘 소프트웨어를 통해 처리됩니다. 잠수함용 광전부표는 얼음이나 해상 표류물로 위장하는 등 은폐성을 높이기 위해 보이지 않을 수 있다. 비용을 낮출 수 있다면 광전 부표는 일회성으로 설계할 수 있다. 또한 다중 센서 광전 부표 시스템을 개발하는 것이 좋습니다.
드론 시스템
잠수함 드론의 발전은 잠망경과 광전마스트 잠망경이 높이가 낮아 장거리 관측이 불가능한 문제를 해결했다. 잠수함은 드론이 수중으로 잠입한 상태에서 촬영한 이미지를 얻을 수 있어 은폐성을 높일 수 있다. 잠수함 관련 드론 기술에 대한 연구는 1980 년대 중반에 시작되었다. 당시 드론은 어뢰 발사관에서 발사되었고 지금은 잠수함 돛대에서 발사할 수 있다. 예를 들어, 미국 콜모건이 개발한 드론 발사 장치는 잠수함 돛대에 설치되어 한 번에 4 대의 드론을 장착할 수 있다. 미 해군은 이미 드론 기술을 버지니아급과 오하이오급 공격 핵잠수함에 적용했다. 드론은 군사위성을 통해 탐지된 정보를 발사 잠수함에 전달하거나 육지의 다른 잠수함, 수면함, 작전지휘센터에 전달해 수중 항행기 등 다양한 시스템과 일체화된 정보망을 형성할 수 있다.