步兵夜视技术：士兵“夜眼”

从古至今，人们十分重视利用夜幕掩护，夺取白天难以取得的战果。在古代，夜战仅仅是一种巧用天时的特种战法而已，其实夜幕对作战双方均是一种严重的行动障碍。同时，夜幕也通常是武器装备弱者一方用谋的主要立足点。朝鲜战争期间，我志愿军武器装备不如所谓的联合国军，我军就打夜战，利用夜幕抵近进行作战，取得了较好的战果，令美军发出“太阳是我们的，月亮是中国人的”叹息。然而，时过境迁，近年来几场局部战争几乎全是夜间发起的，并取得了重大战果。正如海湾战争中的美军空战主要指挥官、空军少将格罗松说：“永远不要忘记，海湾战争的开始、作战和获胜都是在夜间。”美军从怯于夜战到敢于夜战，要归功于夜视技术。

在认识夜视技术之前，首先了解一个关于光及视力的常识。人眼之所以能看见周围的景物，是因为景物反射或自身辐射的可见光（波长范围为0.30～0.76微米）作用于人眼视网膜激起了视觉。人眼只能感觉到可见光，而且必须在照度足够大时才能看清景物。昼间可见光照度大（通常在100勒克司以上），人的视觉有很高的分辨能力和辨别颜色的能力。夜间可见光照度很小（即使在星月满天的夜晚，也只有0.2勒克司），人眼只能区别某些物体的轮廓，且视程很近，分辨力很低。夜间的可见光指月光、星光和大气辉光等微弱的可见光，统称微光。在微光条件下，人的视觉功能受到很大限制。

美国M982D/M983D防水夜视镜

但是夜视技术却能让人眼的视网膜很容易感觉到这些微光，现代的夜视技术可以把微光增强到人眼能够看清景物的光照度范围，从而实现夜视目的。在夜间除有微光外，还存在非常丰富的人眼看不见的红外线。红外线虽然不能被人眼直接感光产生视觉，但若通过某种方式将红外线变成可见光，也能达到用人眼观察夜间目标的目的。因此，微光和红外线是实现夜视的两个条件。这两个条件可用来改善和扩大人的视觉范围。通过把微光增强到足以引起人眼视觉的照度，或把看不见的红外线转变成可见光，人们发展了微光和红外夜视技术，并研制出多种类型的夜视装备。这些装备都是先把来自目标的微光或红外线光线转换成电信号，再把电信号放大，最后又转换成可见光信号。这种“光—电—光”的转换是夜视装备实现夜视的基本途径。

早在1945年前，夜视装备就出现在英国和德国部队中。那时候用的是既笨重又脆弱的主动红外装置，而且主动发射的红外光会被敌方探测到而暴露自己。这个致命弱点限制了它的应用，不久，被动式的微光夜视系统便取而代之。微光夜视仪将景物图像的微光通过像增强管增强，它自身不发出任何照明光，因此不易暴露。同样以被动方式工作的还有红外热像仪，但它为了能够正常工作或获得较高性能，往往需要专门的制冷器件，因此现在的系统还比较复杂而昂贵，主要用来装备飞机和车辆、坦克等大型武器平台。微光夜视系统则相对轻便和廉价，是目前步兵装备数量最多的夜视装备。

像增强管是微光夜视仪的核心部件，由光电阴极、电子光学系统和荧光屏组成。光电阴极将微弱的光辐射图像转换成电子图像，电子光学系统用来增强电子图像，最后在荧光屏上又将电子图像转换成可见光图像。微光夜视技术从20世纪60年代开始迅速发展，现在已发展至第四代。这里所指的“代”，就是根据像增强管的类型划分的。60年代推出的第一代是采用光纤耦合器将3支相同的像增强管耦合起来的级联式像增强管。70年代的第二代是采用微通道板式像增强管。微通道板是一种高增益、低噪声、长寿命的高速二次电子倍增器，采用这种倍增器的1个像管的总增益就相当于1个三级级联管的水平，而且体积大大缩小，重量大大减轻。80年代推出的第三代与第二代的主要区别是采用光灵敏度更高的光电阴极，使观察距离提高1.5倍以上。三代管中还使用了离子阻拦膜来阻挡电子撞击微通道板产生的散逸气体，因为这种气体会转变成正离子，可能破坏光电阴极表面并降低像管的寿命。但使用离子阻拦膜同时也限制了像管的性能。90年代末美国研制出的第四代管则去除了离子阻拦膜，构成所谓的“无膜”像管设计，提高了像管的分辨率却不降低寿命。四代管中还采用了自动选通电源技术，通过控制光电阴极的电压开关速度来改进强光或亮光环境中的视觉效果。

红外热像仪是军事上非常重要的夜视装备，已经广泛进入三军装备。红外热像仪利用物体自身的红外辐射，将目标场景成像，从而发现和识别目标。红外热像仪的作用距离比微光夜视仪更远，可以穿透烟、雾、霾、雪，识别各种伪装。不但能够直接探测热目标，还能探测到热目标（如车辆、飞机等）曾经停留过的位置，因为这些目标消失后留下的余热仍可被热像仪探测到。出于成本和轻便性的考虑，目前步兵装备的红外热像仪并不多。典型的手持式热像仪如荷兰皇家陆军和比利时陆军装备的“轻型红外观瞄具”（重1.5千克），以及法国的“索菲”（重2.4千克）。典型的武器瞄准具是美国的AN/PAS-13，它采用40×16元碲镉汞探测器和热电制冷，有轻型、中型和重型三种。轻型重1.8千克，用于M16步枪，作用距离550米，视场15°；中型重2千克，用于M60和M249机枪，作用距离1100米，视场分别为9°、15°；重型重2.26千克，用于M2机枪和MK19榴弹发射器和狙击步枪等，作用距离1830米，视场分别为3°、9°。随着非制冷红外热成像技术的飞速发展，红外热成像系统必然趋于小型化和低成本，使先进的红外热像仪可以普遍装备步兵。美国夜视和电子传感器局计划发展通用士兵传感器。这种传感器系统采用成本、重量和功耗均很低的微型非制冷红外热像仪，士兵可以像使用小型手电筒那样，用它绕过墙角瞄准而不暴露自己，并通过头盔显示器观看场景。