Estado actual y tendencias de desarrollo de los equipos de imágenes térmicas para soldados individuales extranjeros

En las condiciones de la guerra moderna, para satisfacer los requisitos operativos de los soldados individuales en una guerra de alta-tecnología, la mejora tecnológica de los equipos individuales se ha convertido en una opción inevitable. Como "ojos" del soldado, deben poseer capacidades visuales universales en condiciones de día, noche y baja visibilidad, lo que ha convertido a las cámaras termográficas en el equipo de alta tecnología preferido-para los soldados individuales.

El uso de equipos de imágenes térmicas para soldados individuales implica plataformas relativamente simples y los componentes necesarios se pueden comprar en el mercado internacional. El umbral de desarrollo es relativamente bajo, lo que permite a muchos países investigar y producir dichos equipos. Los países capaces de desarrollar y producir de forma independiente componentes centrales para dichos equipos incluyen: Estados Unidos, Reino Unido, Francia, Alemania, Israel, Rusia, Japón, Canadá, Suecia, Suiza, Países Bajos, España, Turquía, Polonia, Bulgaria, Singapur, Corea del Sur y otros.

Actualmente, el combate de infantería ha evolucionado desde modelos tradicionales, como la cooperación entre unidades de infantería y soldados individuales, la simple coordinación entre infantería y artillería, infantería y tanques, y operaciones aéreas{0}}terrestres, así como operaciones independientes por soldados individuales, a operaciones conjuntas que involucran varias ramas y servicios, incluyendo la Fuerza Aérea, la Armada, la Aviación del Ejército, el Cuerpo Blindado y la Artillería. La infantería también se ha transformado de una unidad de combate de potencia de fuego directa a una unidad responsable de la adquisición de información y operaciones de potencia de fuego. Para ello, países como Estados Unidos y Europa están desarrollando y equipando a soldados individuales con equipos de imágenes térmicas que ofrecen más funciones y capacidades avanzadas. Además de mejorar las capacidades de combate diurno-y-de los soldados, estos sistemas se integran con sistemas de información de soldados individuales y redes tácticas de Internet para permitir operaciones conjuntas con otras ramas, servicios y fuerzas amigas. Para cumplir con los requisitos de las operaciones conjuntas, los equipos de imágenes térmicas para soldados individuales han pasado de simplemente proporcionar funciones de observación, búsqueda y orientación a convertirse en sistemas optoelectrónicos integrales que integran capacidades como luz visible, visión con poca-luz, grupo/fusión de láseres, medición de distancia, computación, transmisión inalámbrica y cálculos de control de fuego. A nivel de aplicación, los equipos de imágenes térmicas individuales están evolucionando hacia cámaras termográficas multifuncionales micro/pequeñas y sistemas optoelectrónicos de control de fuego integrados con armas ligeras. A nivel de sistema, los equipos individuales de imágenes térmicas se están incorporando gradualmente a los sistemas de combate "Futuro Soldado" que varios países están desarrollando activamente.

1.El papel de la tecnología de imágenes térmicas/infrarrojas

En el campo militar, la tecnología de imágenes térmicas/infrarrojas cumple principalmente las tres funciones siguientes:

1)Permite la observación de imágenes, el reconocimiento, la vigilancia, la orientación y otras operaciones durante la noche y en condiciones de baja-visibilidad. Ofrece largos alcances efectivos y puede penetrar niebla ligera y humo, brindando la capacidad de lograr "transparencia unidireccional" al obtener una ventaja de información en completa oscuridad o condiciones de mala visibilidad.

Figura 1: La ventaja de la "transparencia unidireccional" que ofrecen los dispositivos de imágenes térmicas/infrarrojas en operaciones de combate en oscuridad total

Como se muestra en la Figura 1, los dispositivos de imágenes térmicas/infrarrojas brindan la ventaja de "transparencia unidireccional" en operaciones de combate en completa oscuridad. En condiciones nocturnas de oscuridad total, la luz visible (Visible) no puede producir una imagen de la escena (izquierda). Sin embargo, al mismo tiempo y ubicación, se pueden obtener imágenes térmicas claras (Térmicas) en el espectro infrarrojo de onda larga-, permitiendo la identificación de personal, vehículos, caminos y bosques.

Figura 2: La capacidad de los dispositivos de imágenes térmicas/infrarrojas para atravesar la neblina

Como se muestra en la Figura 2, los dispositivos de imágenes térmicas/infrarrojas poseen la capacidad de atravesar la neblina. En condiciones de niebla, los edificios delante y detrás de la torre situada a 4,9 km de distancia (Torre 4,9 km) son apenas visibles en la imagen de luz visible (izquierda). Sin embargo, en la imagen infrarroja de onda media- (derecha) capturada por una cámara termográfica de antimoniuro de indio (InSb) de 640 × 480 en el mismo momento y lugar, estos edificios son claramente discernibles.

Figura 3: La capacidad de los dispositivos de imágenes térmicas/infrarrojas para penetrar el humo denso

Como se muestra en la Figura 3, los dispositivos de imágenes térmicas/infrarrojas poseen la capacidad de penetrar humo denso. En la imagen en luz visible de una habitación con un denso humo saliendo por la puerta (izquierda), sólo se ven el humo denso y la neblina que se extiende fuera de la casa. Sin embargo, en la imagen infrarroja de onda larga-(derecha) capturada en el mismo momento y lugar, la persona que estaba dentro de la habitación, que estaba oscurecida por el humo en la imagen de luz visible, así como los detalles en el lado izquierdo de la casa, se vuelven claramente visibles. Esto demuestra que la radiación infrarroja de onda larga-puede penetrar el humo, haciendo que las escenas bloqueadas por él parezcan "transparentes".

2)Recibe pasivamente señales de radiación infrarroja generadas por diferencias de temperatura, diferencias de emisividad o diferencias de reflectancia de escenas (incluidos objetivos y fondos) en diferentes bandas o longitudes de onda infrarrojas. Esta capacidad permite la identificación de objetivos camuflados, la percepción del estado del objetivo y la detección de objetivos sigilosos. Con su fuerte ocultamiento y baja susceptibilidad a la interferencia, facilita el logro de la sorpresa táctica.

Figura 4: La capacidad de la tecnología de imágenes térmicas/infrarrojas para identificar objetivos camuflados

Como se muestra en la Figura 4, la tecnología de imágenes térmicas/infrarrojas posee la capacidad de identificar objetivos camuflados. El principio de las imágenes con poca-luz se basa en el reflejo de la luz visible de las superficies de escenas y objetos para la formación de imágenes. Cuando los reflejos superficiales de la escena y los objetos son similares, la identificación se vuelve difícil (izquierda). El principio de la termografía, por el contrario, se basa en la radiación infrarroja que emiten las escenas y los propios objetos. Mientras existan diferencias de temperatura o emisividad de la superficie entre la escena y los objetos, la detección y la identificación son posibles. En la imagen infrarroja de onda larga-de la misma época y escena, se puede identificar claramente a una persona parada en el bosque vestida de camuflaje (derecha), porque la ropa de camuflaje no puede replicar la temperatura y la emisividad de la superficie del entorno circundante.

Figura 5: La capacidad de la tecnología de imágenes térmicas/infrarrojas para percibir el estado del objetivo

Como se muestra en la Figura 5, la tecnología de imágenes térmicas/infrarrojas posee la capacidad de percibir el estado del objetivo. En la imagen en luz visible se puede ver una camioneta (izquierda). En la imagen infrarroja de onda larga- capturada en el mismo momento y lugar (derecha), no solo se ve la camioneta, sino que también es evidente que su motor está muy caliente mientras que las ruedas traseras muestran un calor mínimo. Esto indica que el camión está estacionado pero su motor ha estado en ralentí y la duración del estacionamiento es aproximadamente el tiempo que tardan las superficies de las ruedas traseras en alcanzar el equilibrio térmico con el suelo.

Figura 6: Imagen infrarroja de onda larga-de un parque de tanques de almacenamiento

Como se muestra en la Figura 6, esta es una imagen infrarroja de onda larga-de un parque de tanques de almacenamiento. El calor del petróleo calienta los techos de los tanques, lo que hace que la escala de grises de los techos refleje los niveles de llenado de los tanques. Los tanques de almacenamiento con techo blanco contienen una mayor cantidad de petróleo, mientras que los de techo negro contienen menos petróleo o incluso están vacíos.

3)Ofrece ventajas como alta precisión, tamaño compacto, diseño liviano y bajo consumo de energía, lo que facilita su integración en varios sistemas y plataformas de armas.

2. Escenarios para operaciones de combate de soldados individuales

En la guerra localizada moderna, los escenarios operativos típicos para los equipos de imágenes térmicas de soldados individuales incluyen observación y reconocimiento, designación de objetivos y guía láser, apuntamiento con armas pequeñas, operaciones de francotiradores desde posiciones fijas pre-establecidas, ataque preciso a objetivos detrás de obstáculos o dentro de puntos ciegos utilizando armas pequeñas e integración en sistemas de combate de "futuros soldados".

2.1 Observación y reconocimiento del campo de batalla

Los soldados individuales utilizan cámaras termográficas portátiles para observación y reconocimiento durante la noche y en condiciones de baja-visibilidad, y también pueden emplearse para detectar objetivos camuflados. De hecho, las cámaras termográficas son igualmente efectivas durante las operaciones diurnas. Cuando una cámara termográfica portátil es relativamente pesada, se puede montar en un trípode para un uso estable (como se muestra en la Figura 7).

Figura 7: Cámara termográfica y telémetro láser portátil "Sych-4" equipada por el ejército ruso

Como se muestra en la Figura 7, el telémetro láser de mano "Sych-}4" equipado por el ejército ruso presenta un diseño que permite montarlo en un trípode, lo cual es característico de los sistemas portátiles.

2.2 Designación de objetivos y orientación para los ataques

Más allá de la observación y el reconocimiento, las cámaras termográficas portátiles (Figura 8) también pueden integrarse con componentes como dispositivos de medición de ángulos, sistemas de posicionamiento por satélite, telémetros láser y designadores de objetivos láser (Figura 9). Esta combinación permite determinar las coordenadas angulares y la distancia del objetivo, lo que permite guiar municiones guiadas con precisión láser semi-activas-para atacar con precisión objetivos de alto-valor.

 Figura 8 Un soldado puede utilizar de manera estable una cámara termográfica portátil para observación y reconocimiento sosteniéndola con ambas manos. La imagen muestra la cámara termográfica portátil francesa "Sophie".

Figura 9 La cámara termográfica portátil "Sophie"

Como se muestra en la Figura 9, la cámara termográfica portátil "Sophie" (derecha) se puede integrar con dispositivos como un instrumento de medición de ángulos, un sistema de posicionamiento por satélite, un telémetro láser y un designador de objetivos láser. Esta combinación permite a los soldados en primera línea realizar reconocimientos, determinar posiciones de objetivos y guiar municiones guiadas con precisión láser-activas-para atacar "objetivos puntuales" de alto-valor.

2.3 Operaciones Especiales y Combate Nocturno

Las cámaras termográficas-montadas en el casco no solo satisfacen las necesidades de observación y reconocimiento de los soldados durante la noche (así como durante el día) y en condiciones de baja-visibilidad, sino que también liberan sus manos para operar armas y equipos, como apuntar y disparar armas pequeñas o conducir vehículos. Para mejorar la precisión de disparo de los soldados, se puede montar en el arma de fuego un indicador láser que emite luz láser infrarroja cercana (por ejemplo, con una longitud de onda de 808 nm). Al mismo tiempo, la cámara termográfica montada en el casco-integra un módulo de visión nocturna con poca-luz (Figura 10). Esto permite a los soldados ver el punto de infrarrojo cercano-proyectado por el indicador láser del arma de fuego sobre el objetivo a través de la imagen del módulo de visión nocturna con poca-luz, apuntando efectivamente al objetivo y permitiéndoles disparar. Este método de orientación se conoce como orientación indirecta.

Figura 10 Dispositivo de visión nocturna mejorado montado en casco AN/PVS{4}}20 monocular de EE. UU.

Como se muestra en la Figura 10, este es el dispositivo de visión nocturna monocular estadounidense AN/PVS-20 mejorado-montado en casco. Integra dos módulos en una sola carcasa: un módulo de visión nocturna con poca-luz (arriba) y una cámara termográfica infrarroja de onda larga-no refrigerada (abajo). Cuando no esté en uso, toda la unidad se puede voltear hacia arriba. Este diseño aborda la necesidad de liberar las manos del soldado y permite la observación durante la noche y en condiciones de baja-visibilidad. El arma del soldado está equipada con un indicador láser integrado que, combinado con el módulo de visión nocturna en condiciones de poca luz, facilita la puntería indirecta y el disparo de precisión.

2.4 Apuntar y disparar con armas pequeñas

Hay dos factores principales que contribuyen a mejorar la precisión de las armas pequeñas con miras ópticas:

Visibilidad mejorada-La lente del objetivo de una mira óptica tiene una apertura aproximadamente un orden de magnitud mayor que la del ojo humano, lo que le permite recolectar más energía fotónica y producir una imagen más brillante.

Claridad mejorada y medición de distancia.-Las miras ópticas proporcionan aumento (normalmente alrededor de 8×) y están equipadas con retículas de mil-puntos para medir la distancia al objetivo, lo que permite correcciones basadas en tablas balísticas.

Los visores térmicos (Figuras 11 y 12), además de ofrecer la funcionalidad de miras ópticas, abordan los desafíos de la observación, la puntería y el disparo de precisión en condiciones nocturnas (y diurnas) y de baja-visibilidad.

Figura 11 Una metralleta MP7 equipada únicamente con una mira térmica, lo que permite al soldado realizar disparos de precisión a objetivos tanto de día como de noche.

Figura 12 Una mira térmica utilizada en combinación con una mira óptica, que permite al soldado realizar disparos de precisión a objetivos tanto de día como de noche.

En condiciones nocturnas o de baja-visibilidad (como humo, polvo, niebla, neblina, etc.), el ojo humano no puede ver los objetivos, lo que hace imposible que los soldados utilicen las miras ópticas montadas en armas pequeñas para buscar, apuntar y disparar. Por lo tanto, si se dispone de la capacidad de observar y buscar objetivos tanto de día como de noche, así como en condiciones de baja-visibilidad, se puede mejorar la eficacia de combate de los soldados individuales.

Las armas pequeñas equipadas por soldados individuales incluyen rifles de asalto, metralletas, ametralladoras ligeras, rifles de francotirador (Figura 13), lanzacohetes, rifles sin retroceso (Figuras 14, 15), sistemas portátiles de misiles anti-tanques (Figura 16) y sistemas de misiles anti-aéreos (Figura 17). Como los objetivos operativos y los rangos de ataque de estas diferentes armas pequeñas varían, se han desarrollado miras térmicas para armas ligeras, medianas y pesadas para que sean compatibles con ellas.

Figura 13 Un equipo de combate de tres-personas del ejército francés

Como se muestra en la Figura 13, esta imagen muestra un equipo de combate de tres-personas del ejército francés. Un soldado está equipado con un rifle de francotirador de calibre FR-F2 7.62 mm equipado con una mira telescópica de observación-de control de fuego "Sword", capaz de ofrecer letalidad puntual precisa contra objetivos dentro de un radio de 800 metros. Otro soldado está armado con una ametralladora ligera "Minimi" equipada con una mira térmica, que proporciona supresión de área contra objetivos dentro de un radio de 1.000 metros. El tercer soldado lleva un rifle de asalto "FAMAS", cuya tarea es proporcionar cobertura al francotirador y al ametrallador.

Figura 14 El rifle sin retroceso "Carl Gustav"

Como se muestra en la Figura 14, la imagen de la izquierda muestra la variante M3 del rifle sin retroceso "Carl Gustav" equipado con la mira térmica de día-y-noche "Sword" francesa. Esta configuración permite apuntar y disparar tanto en condiciones diurnas como nocturnas, así como en entornos de baja-visibilidad.

Figura 15 El rifle sin retroceso M3 "Carl Gustav" equipado con una mira óptica.

Figura 16 Sistema portátil de armas de misiles antitanque FGM-148 "Javelin"

Como se muestra en la Figura 16, el sistema de control de fuego (Unidad de lanzamiento de comando) del sistema de armas de misiles antitanque portátil FGM-148 "Javelin" emplea una mira térmica infrarroja-de onda larga con tecnología de escaneo de imágenes. Esto permite la adquisición de objetivos tanto en condiciones diurnas como nocturnas, así como en entornos de baja visibilidad, facilitando el cálculo y la programación de los parámetros de disparo para el lanzamiento de misiles.

Figura 17 Sistema portátil de armas de misiles antiaéreos FIM-92 "Stinger"

Como se muestra en la Figura 17, el sistema de armas de misiles antiaéreos portátiles FIM-92 "Stinger" -está equipado con la mira térmica AN/PAS-18, lo que permite al buscador infrarrojo del misil adquirir objetivos antes del lanzamiento tanto en condiciones diurnas como nocturnas, así como en entornos de baja visibilidad.

Para maximizar la efectividad de las miras térmicas, su alcance operativo debe exceder o al menos igualar el alcance de disparo de las armas pequeñas con las que están emparejadas. En consecuencia, las miras térmicas generalmente se clasifican en tres tipos según su alcance operativo: miras térmicas para armas ligeras (LWTS), miras térmicas para armas medianas (MWTS) y miras térmicas para armas pesadas (HWTS). Un ejemplo es la serie AN/PAS-13E de miras térmicas (Figura 18) producida por Raytheon en Estados Unidos.

Figura 18 Miras térmicas no refrigeradas serie AN/PAS-13E fabricadas por Raytheon de los Estados Unidos

Como se muestra en la Figura 18, la serie AN/PAS-13E de miras térmicas no refrigeradas producidas por Raytheon en los Estados Unidos forma miras térmicas no refrigeradas ligeras (LWTS), medianas (MWTS) y pesadas (HWTS) incorporando diferentes lentes ópticas infrarrojas y detectores de plano focal infrarrojos no refrigerados. Estas miras cuentan con campos de visión duales y una función de zoom electrónico de 3x, lo que las hace adecuadas para varias armas pequeñas con diferentes alcances efectivos. Además de servir como miras térmicas, también se pueden utilizar de forma independiente como cámaras termográficas portátiles.

2.5 Operaciones de francotirador

Las operaciones de francotirador se refieren a un método de combate en el que la infantería utiliza rifles de francotirador para realizar ataques precisos contra objetivos dentro de su línea de visión, generalmente a distancias de alrededor de 1.000 metros. Por ejemplo, el 11 de noviembre de 2012, durante el día, un francotirador del ejército británico eliminó con éxito a dos soldados talibanes a una distancia medida por GPS-de 2475 metros utilizando un rifle de francotirador L115A3. Sin embargo, realizar operaciones de francotirador en condiciones de día, noche o baja visibilidad requiere el uso de una mira térmica (Figura 19). La eficiencia de la adquisición del objetivo únicamente con una mira térmica de rifle de francotirador es limitada. Por lo tanto, los francotiradores a menudo dependen de una cámara termográfica portátil para buscar objetivos, proporcionar señales direccionales y medir distancias.

Figura 19 Escenario de un equipo de dos-personas realizando una operación de francotirador

Como se muestra en la Figura 19, en un escenario de equipo de francotiradores de dos-personas, el francotirador (izquierda) usa unMira térmica para rifle de francotirador coaxial-de alto rendimiento (HISS-XLR), que tiene una eficiencia limitada en la búsqueda de objetivos. Por lo tanto, el observador (derecha) emplea unCámara termográfica portátil Recon Vpara buscar objetivos, proporcionar orientación en acimut y medir distancias.

2.6 Apuntación optoelectrónica – Telémetro láser – Sistema de control de tiro para armas pequeñas

Actualmente también existe la demanda de equipar las armas pequeñas con unSistema de puntería optoelectrónica, telémetro láser y control de incendios.. La razón principal es que a medida que aumentan las distancias de combate (por ejemplo, más allá de los 2.000 metros), la efectividad del combate que depende únicamente de la observación y la puntería humanas disminuye significativamente. las armas pequeñasSistema de puntería optoelectrónica, telémetro láser y control de incendios.(Figuras 20, 21) no solo aborda las necesidades de observación y alcance preciso de los soldados durante la noche (así como durante el día) y en condiciones climáticas adversas/baja-visibilidad, sino que también resuelve el cálculo y la visualización de los parámetros de disparo. Esto permite que incluso los soldados ordinarios realicen disparos de precisión con armas pequeñas, lo que las convierte en un componente crucial del sistema de soldado individual.

Figura 20 Lanzagranadas automático MK-47 "Striker" de 40 mm del ejército de EE. UU.

Como se muestra en la Figura 20, el lanzagranadas automático MK-47 "Striker" de 40 mm del ejército estadounidense es un arma de supresión de área-con un alcance efectivo de 2200 metros. Está equipado con AN/PWG-1 Lightweight Video Sight, que integra una cámara de televisión, un dispositivo de visión nocturna con poca luz-de tercera-generación-, un telémetro láser, una computadora balística y una pantalla. Junto con la mira de arma térmica pesada AN/PAS-13 (arriba a la izquierda), forma un completo sistema optoelectrónico distribuido de puntería, telémetro láser y control de fuego.

Figura 21 Lanzagranadas XM25

Como se muestra en la Figura 21, el lanzagranadas XM25 emplea un sistema integrado de puntería optoelectrónica, telémetro láser y control de fuego. Este sistema aborda el cálculo y la visualización de los parámetros de disparo, lo que permite a los soldados comunes realizar disparos de alta-precisión con armas pequeñas en condiciones de noche (así como de día) y de baja-visibilidad.

Cuando un sistema de control de fuego de armas pequeñas se compone de una mira de "tres{0}}ópticas", el tirador puede detectar e identificar objetivos a través de canales visibles e infrarrojos, medir la distancia usando un telémetro láser y hacer que una computadora balística procese los datos para generar parámetros de disparo. El punto de mira se muestra directamente en la pantalla, lo que permite incluso a los soldados comunes lograr disparos de alta-precisión similar a la de los francotiradores profesionales.

En 2014, el Departamento de Defensa de EE. UU. (DARPA) inició el programa Computational Weapon Optic (CWO) para desarrollar el "Super Smart Scope" (3S). Este visor está equipado con capacidades avanzadas de imágenes térmicas y visión nocturna para mejorar el conocimiento de la situación y la precisión de la orientación (Figura 22). También integra una computadora balística, software de Balística Aplicada y funciones de sincronización de radio, entre otros.

Figura 22 Desarrollo del "mira súper inteligente" del Departamento de Defensa de EE. UU. en el marco del programa Computational Weapon Optic (CWO)

Como se muestra en la Figura 22, el Departamento de Defensa de EE. UU., en el marco del programa Computational Weapon Optic (CWO), está desarrollando el "Super Smart Scope". Este visor integra múltiples funciones, incluyendo luz visible, visión con poca-luz, imágenes térmicas, telémetro láser, una computadora balística con software Applied Ballistics y sincronización por radio. Esto permite que incluso los soldados comunes realicen disparos de alta-precisión similar a la de los francotiradores profesionales.

Para lograr disparos precisos a objetivos dentro de la línea de visión o detrás de obstáculos con armas pequeñas, es esencial obtener mediciones precisas de la distancia al objetivo. Por lo tanto, integrar un telémetro láser en la mira térmica se convierte en la opción óptima. Una vez que se mide la distancia del objetivo, se pueden calcular los parámetros de disparo, lo que permite que la mira térmica evolucione naturalmente hasta convertirse en un sistema de control de disparo electro-óptico de armas pequeñas. Con un sistema de control de fuego electro-óptico integrado en armas pequeñas, los soldados comunes también pueden disparar con precisión tanto a objetivos en la línea-de-visión como fuera del-alcance visual-. Con este fin, Estados Unidos ha desarrollado el "Sistema de control de fuego diurno/nocturno de adquisición de objetivos" (TA D/N FCS) para el lanzagranadas XM25. Su prototipo se desarrolló originalmente para el ahora-cancelado "Sistema de armas de combate individual objetivo" (OICW) XM29, como se muestra en la Figura 23.

Figura 23 El "Sistema de armas de combate individual objetivo" (OICW, por sus siglas en inglés) XM29, un pionero en el desarrollo global de armas para soldados individuales

Como se muestra en la Figura 23, el "Sistema de armas de combate individual objetivo" (OICW, por sus siglas en inglés) XM29, que ha liderado las tendencias globales en el desarrollo de armas individuales para soldados, consta principalmente de tres componentes principales: un rifle de asalto de pequeño-calibre de 5,56 mm (inferior), un lanzagranadas automático de 20 mm (en el medio) y un sistema de control de fuego electro-óptico integrado (superior).

El "Sistema de control de fuego diurno/nocturno de adquisición de objetivos-" (TA D/N FCS) integra una mira de luz visible, un módulo de imágenes térmicas no refrigerado, un telémetro láser/marcador de punto láser, sensores de temperatura y presión, una computadora balística y un dispositivo de ajuste de fusibles-. El vídeo de imágenes térmicas se proyecta en la mira de luz visible a través de un espejo, mientras que datos como mediciones de alcance láser, retículas en forma de cruz y puntos de corrección de puntería se superponen en la micro-pantalla del módulo de imágenes térmicas para la observación del soldado. Este diseño cumple con los requisitos para operaciones de combate diurnas y nocturnas, como se ilustra en la Figura 24.

Figura 24 El ejército de EE. UU. ha desplegado el lanzagranadas XM25 equipado con el "Sistema de control de fuego diurno/nocturno de adquisición de objetivos" (TA D/N FCS) en el teatro de operaciones de Afganistán para su validación operativa.

El ejército de EE. UU. ha integrado el "Sistema de control de fuego-diurno/nocturno de adquisición de objetivos" (TA D/N FCS) en el lanzagranadas XM25. Durante la operación, el soldado alinea el centro de la mira con el punto de mira del objetivo, realiza un alcance láser, selecciona la distancia de explosión deseada en relación con el objetivo y el sistema programa automáticamente la mecha de la granada con los parámetros de disparo calculados antes del lanzamiento. Al conectarse a un receptor GPS externo para obtener las coordenadas del objetivo, el sistema permite ataques precisos contra objetivos detrás de obstáculos.

Si la mira de "triple-óptica" se combina con una montura controlada eléctricamente y un enlace de control, puede formar una estación de armas de rifle de francotirador controlada-de forma remota. Esto elimina la necesidad de que los soldados permanezcan ocultos en posiciones pre-establecidas durante períodos prolongados, lo que les permite realizar operaciones de francotirador desde un lugar seguro, como se muestra en la Figura 25. La mira de "triple-óptica" es un componente crucial de los futuros sistemas de armas individuales de los soldados, permitiendo tanto apuntar y disparar directamente a través de la mira térmica como apuntar y disparar indirectamente a través de la pantalla de visualización.

Figura 25: Combinación de la mira de "triple-óptica" con una montura controlada eléctricamente y un enlace de control para formar una estación de armas de rifle de francotirador con control remoto-

Como se muestra en la Figura 25, la integración de la mira de "triple-óptica" con una montura controlada eléctricamente y un enlace de control permite la creación de una estación de armas de rifle de francotirador con control remoto-. Esto elimina la necesidad de que los soldados permanezcan ocultos en posiciones preestablecidas durante períodos prolongados, lo que les permite realizar operaciones de francotiradores desde un lugar seguro. En el sistema representado, la estación de armas de rifle de francotirador de gran calibre-controlada remotamente- emplea una arquitectura distribuida para su mira de triple-óptica.

2.7 Sistema de combate "Futuro Soldado"

El sistema de combate "Future Soldier" es un sistema de equipamiento informatizado integrado para soldados individuales. Al conectarse a Internet táctico, transforma al soldado en un nodo de información y combate dentro de la red operativa más amplia. Este sistema aborda desafíos como el conocimiento de la situación en el campo de batalla, la planificación operativa, la ejecución de combate coordinada/conjunta y el apoyo logístico, al tiempo que maximiza la eficacia de combate de las armas de los soldados individuales. En el programa Nuevo Soldado del Futuro "GLADIUS" de Alemania, el sistema incluye ocho tipos de equipos de imágenes térmicas (Figura 26).

Figura 26 Programa del Nuevo Futuro Soldado "GLADIUS" de Alemania

Como se muestra en la Figura 26, la composición del sistema del Programa Nuevo Futuro Soldado "GLADIUS" de Alemania incluye un sistema central que incluye "gafas de visión nocturna con un módulo IR", equipo de reconocimiento que comprende tres tipos de cámaras termográficas y equipo accesorio para armas (miras térmicas) que consta de siete modelos configurados para seis tipos de armas pequeñas.

El sistema de combate francés "Futuro Soldado" se conoce como el"Sistema Integrado de Comunicaciones y Equipos de Infantería (FELIN)"que además incorpora múltiples modelos de equipos de imagen térmica. Este sistema aborda tantoCoordinación y operaciones conjuntas entre soldados individuales.(Figuras 27-29) yoperaciones conjuntas entre soldados individuales y otras ramas militares. Los ejemplos incluyen la designación de objetivos en el campo de batalla y la guía de potencia de fuego aérea o ataques de artillería para atacar con precisión los objetivos.

Figura 27 Sistema de armas individuales para soldados FELIN de Francia

Como se muestra en la Figura 27, la mira de "triple-óptica" es un componente crítico de los futuros sistemas de armas individuales para soldados. La imagen muestra el sistema de armas de soldado individual FELIN de Francia, donde el soldado puede operar la mira térmica mediante botones ubicados en la empuñadura delantera del rifle de asalto mientras apunta.

Figura 28 Mira térmica del sistema de soldado individual francés FELIN

Como se muestra en la Figura 28, las imágenes térmicas de la mira térmica del sistema de soldado individual francés FELIN se pueden transmitir a la pantalla montada en el casco-, lo que permite a los soldados apuntar y disparar indirectamente con el rifle de asalto FAMAS.

Figura 29 Sistema de combate francés "Futuro Soldado"

Como se muestra en la Figura 29, este es un escenario operativo del sistema de combate francés "Futuro Soldado"-el sistema "Equipo Integrado de Infantería y Comunicaciones" (FELIN). Un soldado que yace en el suelo utiliza una cámara termográfica portátil "JIM MR" para observar, dirigiendo a otro soldado que está parado detrás de un árbol para cubrirse y atacar objetivos con un rifle de asalto "FAMAS" equipado con una mira diurna-y-nocturna "Sword".

Una versión simplificada del sistema de combate "Future Soldier" permite el concepto de "véalo, dispárelo" mediante la integración de miras térmicas con pantallas montadas en el casco-. Esto permite a los soldados atacar objetivos sin necesidad de levantar y apuntar sus rifles (Figuras 30 y 31). En entornos urbanos o selváticos, donde la visibilidad suele ser escasa o las líneas de visión limitadas, los objetivos pueden aparecer a corta distancia, lo que deja poco tiempo para apuntar de forma tradicional. Con este sistema, los soldados pueden disparar tan pronto como ven el objetivo-realmente logrando "verlo, dispararle".

 Figura 30 Integración de miras térmicas con pantallas montadas en el casco-para lograr "Míralo y dispara"

Figura 31 La integración de miras térmicas con pantallas montadas en el casco-permite la capacidad de "verlo, disparar" para disparos de ametralladoras pesadas.

Equipos individuales de imágenes térmicas en los Estados Unidos

El ejército estadounidense pone mucho énfasis en mejorar las capacidades operativas de los soldados individuales. Esto se refleja no sólo en el desarrollo y producción de una amplia gama de armas pequeñas diseñadas para diversos fines, sino también en la amplia gama de equipos de imágenes térmicas para soldados individuales. Esto incluye cámaras termográficas portátiles, cámaras termográficas de mano, miras térmicas para armas pequeñas, miras térmicas con clip-, monoculares con cámara termográfica, binoculares con cámara termográfica, cámaras termográficas con clip-y cámaras termográficas montadas en casco-, entre otros.

El avance de la tecnología de imágenes térmicas de segunda-generación en los Estados Unidos ha superado las limitaciones impuestas por el tamaño, el peso, el costo y la confiabilidad de la tecnología de imágenes térmicas de primera-generación. Como resultado, los equipos de imágenes térmicas individuales de EE. UU. han alcanzado niveles-líderes mundiales en todos los aspectos, incluida la diversidad estructural, la variedad de modelos, el rendimiento funcional, la escala de implementación y el uso operativo práctico. Las manifestaciones clave de este liderazgo son las siguientes:

1) Cobertura de tres ventanas de transmisión atmosférica
El ejército de EE. UU. ha desarrollado y desplegado cámaras termográficas individuales con rangos de respuesta espectral que cubren las tres ventanas de transmisión atmosférica: infrarrojos de onda corta-(1 μm a 2,5 μm), infrarrojos de onda media-(3 μm a 5 μm) e infrarrojos de onda-larga (8 μm a 14 μm).

2) Desarrollo paralelo de múltiples vías tecnológicas
Para garantizar el éxito del programa de imágenes térmicas individuales de segunda-generación, Estados Unidos ha seguido una estrategia de desarrollo de múltiples vías tecnológicas en paralelo. En términos de métodos de obtención de imágenes, los enfoques incluyen imágenes de escaneo optomecánico, imágenes de escaneo electrónico e imágenes de mirada fija. En cuanto a los detectores de plano focal infrarrojo, se han avanzado tanto los tipos refrigerados como los no refrigerados. Desde la perspectiva de los materiales detectores, se han utilizado materiales de tipo cuántico-como telururo de mercurio y cadmio (HgCdTe), antimoniuro de indio (InSb), siliciuro de platino (Pt:Si), seleniuro de plomo (PbSe) y arseniuro de indio y galio/arseniuro de galio (In₁₋ₓGaₓAs/GaAs), junto con materiales de tipo térmico- titanato de bario y estroncio (BST), cerámicas de titanato de circonato de plomo (PZT), óxido de vanadio (VOₓ) y películas delgadas de silicio amorfo (-Si). Históricamente, la tecnología más madura: -el detector de plano focal HgCdTe TDI de 6-enfriador termoeléctrico de 6 etapas-refrigerado de 40 × 16-elementos con imágenes de escaneo optomecánico-se desarrolló primero y se produjo e implementó a gran escala. La tecnología de detector de plano focal no refrigerado, que conllevaba ciertos riesgos técnicos, sólo se adoptó para la producción y el despliegue a gran escala después de alcanzar la madurez.

3) Dos enfoques tecnológicos para las matrices de plano focal infrarrojo-de onda larga no refrigeradas

Para mantener el liderazgo mundial en tecnología de imágenes térmicas, Estados Unidos inició investigaciones y desarrollo clasificados sobre tecnología de matriz de plano focal (FPA) infrarroja de onda larga-no refrigerada a finales de los años 1980. Para garantizar el éxito de esta tecnología, Estados Unidos adoptó dos enfoques tecnológicos paralelos: la tecnología FPA ferroeléctrica híbrida y la tecnología FPA de microbolómetro integrado-tipo óxido de vanadio (VOx). A principios de la década de 1990, cuando se desclasificaba esta investigación, se habían logrado avances tanto en las tecnologías FPA no refrigeradas-el tipo ferroeléctrico que utiliza materiales cerámicos de titanato de bario y estroncio (BST) como el tipo microbolómetro que utiliza películas delgadas de óxido de vanadio (VOx). Se desarrollaron, produjeron{10}}en masa y se implementaron con éxito cámaras termográficas que utilizan estos dos tipos de FPA no refrigerados, lo que dio a Estados Unidos una ventaja de aproximadamente 15 años en tecnología de imágenes térmicas no refrigeradas. Posteriormente, también se desarrolló con éxito la tecnología FPA infrarroja de onda larga-no refrigerada basada en materiales de película delgada-de silicio amorfo (-Si), y las correspondientes cámaras termográficas comenzaron a producirse y desplegarse en masa. Hoy en día, las tecnologías FPA no refrigeradas ferroeléctricas, de óxido de vanadio y de silicio amorfo representan los tres enfoques principales.

4) Desarrollo de cinco generaciones de matrices de plano focal no refrigeradas

Para mantener el liderazgo en la tecnología de imágenes térmicas de soldados individuales, Estados Unidos ha avanzado continuamente a través de cinco generaciones de tecnología FPA no refrigerada (ver Figura 1), marcada por el formato del detector y el tamaño de los píxeles:

Primera generación: Tamaño de píxel de 51 μm × 51 μm, con formatos como 320 × 240.

Segunda Generación: Tamaño de píxel que oscila entre 25 μm y 35 μm, con formatos que incluyen 320 × 240, 160 × 120 y 640 × 480/512.

Tercera generación: Tamaño de píxel de 17 μm × 17 μm, con formatos como 320 × 240, 640 × 480/512 y 1024 × 768.

Cuarta Generación: Tamaño de píxel de 12 μm × 12 μm, con formatos que incluyen 206 × 156, 320 × 240, 640 × 480/512 y 1024 × 768.

Quinta Generación: Tamaño de píxel de 5 μm × 5 μm, con formatos como 1280 × 720.

A lo largo de estas generaciones, la diferencia de temperatura equivalente de ruido (NETD) de los FPA no refrigerados ha mejorado de aproximadamente 100 mK en la primera generación a tan solo 10 mK en la última generación (mientras se mantiene una apertura relativa de alrededor de f/1).

Estados Unidos ha desarrollado una amplia gama de especificaciones de matriz de plano focal (FPA), que incluyen:

160 × 120 (un cuarto de VGA)

320 × 240/256 (formato mitad TV o mitad VGA)

640 × 480 (formato de TV completo o VGA)

1024 × 768 (formato de TV de cuasi-alta definición o QXGA)

1920 × 1080 (formato de TV de alta definición o HDTV).

Figura 1 Desarrollo continuo en los Estados Unidos de cinco generaciones de tecnología de matriz de plano focal no refrigerada

Como se muestra en la Figura 1, para garantizar el liderazgo en la tecnología de imágenes térmicas de soldados individuales, Estados Unidos ha avanzado continuamente a través de cinco generaciones de tecnología de matriz de plano focal (FPA) no refrigerada. La figura ilustra la evolución tecnológica de 1996 a 2012.

5) Desarrollo de componentes, módulos y sistemas completos comunes para imágenes térmicas de soldados individuales

Estados Unidos ha desarrollado simultáneamente componentes comunes, módulos comunes y sistemas comunes completos para imágenes térmicas de soldados individuales. El software de procesamiento de imágenes ha sido diseñado para que el usuario- pueda configurarlo y personalizarlo, lo que reduce significativamente el tamaño, el peso y el consumo de energía. Este enfoque cumple eficazmente con las limitaciones de "tamaño, peso y potencia" (SWaP) de las cámaras termográficas de soldados individuales.

6)Formas diversificadas de cámaras termográficas individuales
El desarrollo de componentes y módulos comunes de imágenes térmicas no refrigeradas ha reducido las barreras técnicas para la investigación, el desarrollo y la producción de cámaras termográficas individuales. Esto permite a las pequeñas y medianas-empresas diseñar y fabricar una amplia gama de dispositivos, incluidas cámaras termográficas portátiles, cámaras termográficas portátiles, miras térmicas monoculares, miras térmicas binoculares, miras térmicas para armas y cámaras termográficas montadas en casco-. La cantidad de modelos disponibles supera los 100, al tiempo que mejora la confiabilidad, la vida útil y la usabilidad táctica de estos sistemas.

7)Desarrollo de software de aplicación versátil para cámaras termográficas individuales
Se ha desarrollado e implementado un software de aplicación avanzado y rico en funciones-para cámaras termográficas individuales. Estos incluyen varios modos de corrección de falta de uniformidad, múltiples opciones de retícula/cruz, capacidades de telémetro de imágenes térmicas, diversos modos de procesamiento de imágenes, pseudocolor y "coloración inteligente", medición de temperatura radiométrica, fusión de imágenes térmicas con imágenes de luz visible/baja-y almacenamiento de video térmico e imágenes capturadas en fotogramas-. Estos avances mejoran significativamente la calidad de la imagen al tiempo que amplían y perfeccionan las capacidades funcionales.

8)Integración de múltiples sensores con cámaras termográficas
Las cámaras termográficas individuales ahora integran varios sensores, como cámaras de luz visible-, telémetros láser, designadores láser, receptores GPS, conjuntos de microgiroscopios, altímetros barométricos e inclinómetros, ampliando así su funcionalidad.

9)Incorporación de almacenamiento-integrado
Se ha agregado almacenamiento-incorporado a las cámaras termográficas individuales, lo que permite la grabación de vídeos e imágenes, así como la reproducción posterior-a la misión.

10)Adición de Bluetooth o Wi-Fi
La integración de Bluetooth o Wi-Fi en cámaras termográficas individuales permite el control remoto inalámbrico, compartir videos o imágenes grabados a través de redes y reproducir en dispositivos -habilitados en red, como teléfonos inteligentes, tabletas y televisores.