Обнаружение выстрела

 

В условиях разрастания и обострения террористической и криминальной активности вопросы обеспечения безопасности становятся одной из актуальнейших задач как для государственных правоохранительных структур, так и для негосударственного сектора охраны.

 Важнейшей задачей всех структур является своевременное обнаружение угрозы на начальной стадии ее подготовки.

 Одним из немногих демаскирующих признаков применения террористами и преступниками оптических приборов наблюдения, прицеливания и видения является их оптический контраст.

  В качестве таких признаков, которые позволяют обнаружить действия снайпера, связанные с выстрелом, включают вспышку и хлопок на выходе дульной части снайперской винтовки; ударную волну, завихрения и тепловое воздействие, формируемое пулей в полете, и отражение света от телескопического прицела или другого оптического прибора.

  Вспышка и хлопок происходит после того, как пуля покидает дульную часть ствола винтовки. Акустические датчики могут обнаружить хлопок на значительных расстояниях, однако, такой признак трудно обнаружить, если оружие оснащено глушителем звука. Хотя такие глушители не так эффективны, как показано в кино, они способны обмануть микрофон. Инфракрасные датчики могут использоваться для обнаружения вспышек на дульной части ствола. Аналогично тому, как глушится хлопок на дульной части, можно подавить огневую вспышку.

  Как правило, винтовочные пули летят со сверхзвуковой скоростью, формируя такие же ударные волны как сверхзвуковой реактивный самолет. Эти волны приводят к распространяющимся с высокой скоростью звуковым ударам, которые можно слышать на расстоянии мили или более. Способность обнаруживать эти звуковые удары резко уменьшается, если используются дозвуковые боеприпасы. Пули также создают потоки с высокой степенью турбулентности, поскольку они рассекают воздух. Эти завихрения создают изменения давления воздушной массы, которые обнаруживаются лазерными РЛС. Кроме того, инфракрасные датчики могут обнаруживать тепло и формировать тепловой портрет снаряда в полете.

  Для точного обнаружения снайперской оптики на месте используются промышленные лазеры , такие как детекторы Glint, например SLD 500 от фирмы CILAS (рис. 1). Лазерный луч наводится в направлении предполагаемого положения снайпера и при появлении контакта с объективом телескопического прицела или другого оптического прибора противника формируется отраженная энергия или энергия обратного рассеяния, которая позволяет засечь положение снайпера. Такие системы позволяют точно и быстро определить угрозу и идентифицировать ее с помощью цифровой камеры с высоким разрешением.

  Технология основана на эффекте «глаза кошки», т.е. отражения света от сетчатки глаза или других отражающих и светорассеивающих материалов. Этот эффект широко применяется при производстве различных светоотражающих материалов и, к примеру, при нанесении дорожной разметки.   

 

Каждый модуль системы  похож на радар для определения  скорости. Этот модуль рассчитан на создание «зоны безопасности» определенной площади, при необходимости покрыть  большую площадь необходимо использовать несколько модулей, связанных в  единую систему. Луч лазера, посылаемый каждым модулем, отражается от каждой поверхности, которую он освещает. Специальный  фотоприемник улавливает отраженные сигналы, и процессор системы выделяет из общей картины сигналы с  характеристиками соответствующими или  близкими к отражению от линз оптических прицелов. Точность определения такова, что модуль в состоянии различать  сигналы отражения от линз фотоаппаратов, видеокамер и биноклей.

Рис. 1. Детектор SLD 500 от фирмы CILAS

 

   Применение этой системы  может быть весьма обширным. Ее  можно использовать для охраны  высокопоставленных лиц во время  выступлений в публичных местах, охраны общественных мест, где  присутствует большое скопление  людей. К примеру, несколько  модулей могут быть установлены  по границам стадиона, площади.  В случае появления снайпера  в радиусе действия системы,  его позиция тут же была  бы определена классическим методом  триангуляции. При этом другие  «безопасные» источники отражений  лазерного луча были бы попросту  проигнорированы. 

  Почему возникает эффект «обратного блика»? Причина заключается в том, что в одном из фокусов (точнее, в фокальной плоскости) любой оптической системы обязательно находится какой-либо светочувствительный элемент – будь то стеклянная пластина с нанесенной на нее сеткой (оптические прицелы, бинокли), фотопленка или ПЗС-матрица (фото- и видеокамеры), фотокатод электронно-оптического преобразователя (приборы ночного видения) или даже сетчатка человеческого глаза. Именно от них и отражается лазерное излучение, возвращаясь в том же направлении, откуда оно пришло. Теоретически все выглядит очень просто. Любой оптический прибор дает обратный блик во всем поле своего зрения – то есть если мы попадаем в поле зрения противника, то и мы его видим. Но вот тут-то и появляются подводные камни. Ведь кроме этого блика от оптической цели мы имеем на входе еще и огромное количество шума – фонового излучения и различных переотражений от окружающих предметов. Алгоритм выделения полезного сигнала на фоне шумов – это как раз и есть ноу-хау, обеспечивающее надежную работу наших приборов.   

 Могут ли мешать  работе приборов какие-либо помехи, например автомобильные фары, отражения  от окон, банок, бутылок или  очков? Нет, это невозможно  – ведь отражателем является  не передняя поверхность линзы  или стекла, а то, что находится  в фокальной плоскости оптической  системы. Хотя, если за очками  находится глаз, эффект блика  есть, но его интенсивность слишком  мала для обнаружения. Зато  если глаз находится в фокусе  системы с большой светосилой  типа прицела или бинокля, он  увеличивает показатель световозвращения (ПСВ) этой системы в полтора раза.

 

 

  В Росси также ведуться работы в данной области. Так в 2001 году была образована компания ООО "Безар-Импер", специализирующаяся в области специальных средств и профессиональной аппаратуры предназначенной для противодействия промышленному шпионажу и предотвращения утечки конфедециальной информации, видеонаблюдения, охранной сигнализации, аудиорегистрации и связи.

  В сферу деятельности компании входит продвижение на Российский рынок современных средств технической и личной безопасности ведущих Российских и зарубежных производителей. Компанией "Безар-Импер" разработаны оптико-электронные приборы типа «Антиснайпер», предназначенные для дистанционного обнаружения ведущих встречное наблюдение оптических и оптико-электронных средств, прицелов, длиннофокусных объективов в условиях как интенсивного дневного, так и слабого ночного освещения.

  Принцип действия оптико-электронных приборов типа «Антиснайпер» основан на использовании физического эффекта световозвращения, заключающегося в способности оптических систем отражать зондирующее излучение в обратном направлении под углом, близким к углу его падения. Компанией «Безар-Импер» разработаны такие оптико-электронные приборы типа «Антиснайпер», как «СПИН-2», «Самурай», «Луч-1М» (рис. 2) и др.   

 

Рис. 2. Дневной прибор (индикатор) наблюдения и обнаружения оптических систем Луч-1М

Назначение прибора «Луч-1М»    - Обнаружение снайперов    - Охрана особо важных объектов    - Обеспечение антитеррористической деятельности     Индикатор «Луч-1М» позволяет обеспечить быстрый осмотр охраняемой территории и обнаружение оптических систем независимо от принципа их работы (пассивные, активные, телевизионные, лазерные), а также определяет дальность до них и их количество.     Основные технические характеристики прибора «Луч-1М»    - Максимальная дальность обнаружения 1400 м    - Точность измерения дальности до обнаруженного объекта ±10 м    - Масса блока обнаружения 0,8 кг    - Габаритные размеры блока 105 х 115 х 55 мм

 

   Известен ряд фирм, предлагающих  акустические системы обнаружения  огня стрелкового оружия (GDS). Однако  их использование, как правило,  ограничивается стационарными объектами  и боевыми машинами, что обусловлено  их большими габаритами, сложностью  и высокими требованиями к  выходной мощности генерируемой  энергии. В качестве примера  может служить система определения  точного направления и синхронизации (PDCue), разработанная фирмой AAI Corp. Эта фирма получила большую известность как производитель тактических беспилотных летательных аппаратов для армии США.

   Один из таких узлов системы PDCue размещается вокруг четырехгранной акустической решетки, установленной в левом или правом углу боевой машины Humvee. Микрофоны прослушивают выстрел (ударную волну) или звук (хлопок) на выходе канала ствола. При обнаружении такого звука система рассчитывает азимутальное направление по отношению к месту нахождения снайпера и углу места. Звуковой удар позволяет рассчитать дальность до цели.

   Дисплей на светодиодах обеспечивает основной интерфейс оператора, хотя графический интерфейс пользователя на базе Microsoft Windows способен показать маршрут движения боевой машины и наличие всех выстрелов по отношению к ее текущему положению.

   Благодаря системе PDCue данные мгновенно выдаются при скоростях движения машины до 60 миль в час. Система может быть подсоединена к вынесенному пулеметному вооружению, которая запрограммирована для поворота боевого модуля и ведения огня после подтверждения оператором возможного местоположения снайпера. Касание конкретной точки на экране вызывает автоматический поворот боевого модуля. Скорость поворота боевого модуля, составляющая порядка 90 градусов в сек, является единственным ограничением, накладываемым на систему.

  Новейшая система обнаружения огня (GDS) производства фирмы AAI включает в себя устройство, установленное в каждом из четырех углов. Она характеризуется тем, что обладает такими же параметрами, как и четырехгранное устройство, однако, линейка датчиков, размещена в каждом углу на крыше машины Humvee. Такая четырехгранная система лучше всего подходит для вынесенного боевого модуля, разрабатываемого в настоящее время.

  Фирма BBN (США) – компания высоких технологий изготавливает так называемую систему Boomerang (рис. 3). Это – акустическая система обнаружения выстрела снайпера определяет азимут, дальность и угол места. По аналогии с системой PDCue она представляет акустическую систему обнаружения огня, установленную на стойке. Применяется для боевой машины Humvee.   

 

Свыше 125 таких систем используются на театре военных действий, примерно поровну как для нужд армии  США, так и ВМС, дислоцированных  в Ираке и Афганистане. Дополнительно 150 систем находятся на стадии выполнения заказа.       Приближается к завершению работа над 3-м поколением системы Boomerang, которая характеризуется меньшей сложностью, малым весом и меньшим временем развертывания. Система фактически не реагирует на ложные сигналы, поскольку срабатывает лишь при обнаружении ударной волны пули. Фирма BBN также работает над портативным/носимым вариантом системы обнаружения огня, хотя детали этой системы не разглашаются.

Рис. 3. Акустическая система обнаружения выстрела Boomerang

 

 

   Фирма Rafael (Израиль) выпускает систему обнаружения выстрела из стрелкового оружия. Система представляет собой обычную акустическую систему обнаружения выстрела с микрофонами, установленными на стойке. Фирма также выпускает систему Spotlite Mk-2. Указанная система представляет электро-оптическую систему, устанавливаемую на треноге или боевой машине. Система Sportlite оснащена лазерным дальномером и указателем цели, GPS-приемником и блоком обработки данных. Устройство может управляться дистанционно с тем, чтобы не раскрыть местоположение групп борьбы со снайперами.

  Известна также система обнаружения огня Viper, которая разрабатывается в США. Система объединяет в себе охлаждаемую FLIR-камеру, работающую в длинном и среднем диапазоне волн с активными и пассивными акустическими датчиками. Система была испытана в стационарных и походных условиях. Может использоваться на самолетах.

   Третий метод обнаружения это Тепловизионный. Он основан на обнаружении теплового излучения (ИК-диапазон) человеческого тела и теплового «выхлопа» огнестрельного оружия с помощью специальных приборов таких как WeaponWatch (рис. 4). Компания Radiance Technologies разработала технологию WeaponWatch, позволяющую в боевых условиях быстро и точно определять местонахождение вражеской огневой точки, с которой ведётся огонь, и тип используемого оружия, пишет Associated Press. Иракские повстанцы позволили Пентагону провести испытания новой системы в самых что ни на есть боевых условиях.

   По словам разработчиков, еще за несколько миллисекунд до того, как выпущенная в янки вражеская пуля достигнет цели, на компьютерном экране высвечивается модель оружия, из которого велся огонь (система сверяет сигнатуру инфракрасной вспышки с имеющейся базой данных), а также точное местонахождение стрелявшего.

   Принципиальное отличие разработанной Radiance технологии WeaponWatch от аналогичных систем - в частности, системы звуколокации - состоит в использовании не акустических, а инфракрасных сенсоров, которые позволяют локализовать вспышку с существенно большей точностью. "Естественно, первый выстрел вы предотвратить не можете, однако наша технология даст вам шанс не допустить второго", - рассказал президент Radiance Technologies Джордж Кларк.   

 

Рис. 4. Инфракрасный сенсор WeaponWatch

Разработчики заверили, что их детище обладает наиболее высоким быстродействием из всех подобных систем. Однако Пентагон было не так-то просто убедить в важности нескольких лишних мгновений, которые можно выиграть с помощью новой технологии, а также в том, что они будут иметь принципиальное значение для солдат - ведь человеческая реакция в любом случае существенно медленнее.       Кроме того, инфракрасную вспышку, которую фиксирует устройство, можно имитировать - и тогда жизнь янки в Ираке превратится в кромешный ад. По радиусу действия ИК-технология также уступает акустическим системам.