• О проекте
  • Магазин
  • Портфолио
  • Вышитые знаки
  • Спец. проекты
  • Фотогалерея
  • Статьи с 2015 г.
  • Архив статей 1995-2014 г.г.
  • Наши друзья
  • Контакты
  • 12 лет мы работаем для Вас!
    12 лет мы работаем для Вас!

    Материалы и фурнитура
    Материалы и фурнитура
    Архив статей 1995-2014 г.г. » 2006-03 Какой он тактический фонарь?

    2006-03 Какой он тактический фонарь?











    Евгений Рассказов

    Журнал «Калашников» №3, 2006.

    28.01.-09.02.2006


    В бою на сверхкоротких дистанциях понимание окружающей обстановки является определяющим фактором. Причем, даже тренировки создают значительную нагрузку на операторов и их снаряжение. Например, во время операции оператор может внезапно натыкаться на двери и стены, а в реальной ситуации ему может понадобиться еще и визуально мгновенно идентифицировать цель – порой в условиях пониженной освещенности. Именно поэтому в составе индивидуальной экипировки обязательно наличие светотехнических приборов.


    По этой же причине, светотехнические приборы «тактического звена» должны быть не только эффективными, но и прочными. А в некоторых случаях и обеспечивать проникновение через малые преграды – например, через стекло внутрь автомобиля.


    Вот на обеспечение подобных акций и нацелены изделия ведущих производителей светотехнических приборов для профессионалов безопасности. Причем, сфера их применения может включать как действия силовых подразделений, обеспечивающих штурм зданий, так и групп специального назначения, действующих в условиях постоянного стресса в ограниченном пространстве и при пониженной освещенности. А то и вовсе в полной темноте – в этом случае светильники могут работать не обязательно в видимом диапазоне. Например, в зданиях и их подвальных этажах, в коллекторах подземных коммуникаций, в стальных лабиринтах нефтедобывающих платформ или на кораблях в открытом море.


    Не будут лишними подобные изделия и для профессионалов безопасности, работающих в «каменных джунглях» городов.


    В этой статье я не буду давать оценку эффективности тех или иных моделей тактических фонарей, а именно о них и пойдет здесь речь – я расскажу, с помощью инженеров компании «Новая практика», чем же отличны светотехнические приборы «тактического звена» внутри групп. Из чего они состоят, и что надо знать при выборе такого изделия.

    Что же такое тактический фонарь?


    В первую очередь это малогабаритный световой прибор с автономным источником питания, отвечающий современным армейско - полицейским стандартам или близкий им по параметрам.


    Тактические фонари предназначены для кратковременного освещения цели, ее идентификации или освещения сектора стрельбы в условиях пониженной освещенности, а также для реализации психологического преимущества над противником. Один из приемов их использования позволяет добиться временной дезориентации (ослепления) противника, что в купе с быстротой действий и психологическим давлением увеличивает шансы его владельца на успех.


    Отмечу, многие модели тактических фонарей изначально расчитаны не только на свободное ношение (например, на поясе), но и предусматривают набор опций для установки непосредственно на оружие. Последнему способствуют многие аксессуары и полезные мелочи, обычно имеющиеся в коллекциях производителей.


    Как и прочая специальная техника, тактические фонари обязаны сохранять работоспособность в широком диапазоне температур (-400 С + 500 С ) и влажности, выдерживать значительные ударные нагрузки, обладать влаго и пылезашищенностью и при этом иметь минимальные массогабаритные показатели при максимальной выходной мощности светового потока.


    Интересно, что в массовом порядке так называемые окопные фонари появились в армии в период между мировыми войнами. Причем, в армии Германии. Это всем хорошо известные карманные фонарики с «квадратной» батареей.
    Со слов специалистов «Новой Практики» основными критериями при создании тактического фонаря, равно как и при его выборе являются: простота использования, неприхотливость в обслуживании, прочность корпуса, стойкость электронного и светового блока к нагрузкам, а также общая надежность в разных ситуациях.


    Требования к свету, выдаваемому световыми приборами следующие - они должны генерировать мощный и фокусированный луч света высокой стабильной интенсивности. Общее время работы подобных изделий, без перезарядки или замены элементов питания, варьируется и зависит от технических параметров конкретной модели. В среднем время работы составляет от 20 минут до 40 часов непрерывной работы до замены батарей.


    Фонари могут быть как узкоспециализированными, ориентированными на определенный серию/тип/модель оружия, так и универсальными – ориентированными для монтажа на большинство стрелковых систем и различные возможности применения.


    Из чего он состоит?


    Говоря о тактическом фонаре, как об осветительном приборе замечу, что «наш» фонарь, как и любой световой прибор, состоит из следующих основных компонентов: 1) источника света, 2) оптической системы, формирующей заданный световой поток; 3) корпуса, 4) источника питания, 5) блока управления с элементами управления.


    Начнем по порядку.


    Источники света.


    В современных моделях фонарей «тактического звена» используется два типа источников света - миниатюрная газонаполненная лампа накаливания или мощный светодиод.


    Лампы накаливания (ЛН) для тактических фонарей, при их малых размерах, являются наиболее мощными из источников света. Из школьного курса физики известен принцип действия такой лампы: вольфрамовая спираль, помещенная стеклянную колбу, из которой откачан воздух, разогревается под действием электрического тока. Колба лампы, кстати, может быть заполнена инертным газом.


    Вспомним, что за более чем 120 лет существования ламп накаливания родилось значительное число их моделей - от миниатюрных версий для карманного фонарика до полукиловаттных ламп для прожекторных установок. И из того же школьного курса известно, что лампы накаливания в большей степени нагреватели, чем осветители.


    Вы спросите почему? Потому, что большая часть электроэнергии, питающей нить накала, превращается не в свет, а в тепло. Посему, сплошной спектр лампы накаливания имеет максимум в инфракрасной области и плавно спадает с уменьшением длины волны. Такой спектр определяет теплый тон излучения с цветовой температурой (Тцв=2400-2700 К).
    Почему же я заостряю на этом внимание? Потому, что одним из недостатков ЛН как раз и является изменение спектра излучения в зависимости от величины питающего напряжения. Так, с уменьшением напряжения, например при разрядке батареи, цветовая температура лампы уменьшается – при этом свет, излучаемый ЛН фонаря, становится все более желтым и в итоге «сваливается» в красноту. Многие «специалисты» говорят – Это не существенно! Инженеры-светотехники и профессионалы, с которыми я общался, говорят обратное - Это важно!


    Важно, ибо подобная «желтизна» света не добавляет яркости и снижает контрастность освещения – нужные составляющие при работе, как в условиях пониженной освещенности, так и в темных помещениях.


    Другим недостатком ЛН является недолговечность нити накала и зависимость ее «жизни» от ударных нагрузок. Вместе с тем, со слов инженеров-светотехников и конструкторов осветительных приборов, замечу, что срок службы ЛН разных типов значителен и разнится от нескольких десятков до тысячи часов.


    Одним из направлений работ по увеличению срока службы ламп накаливания и увеличению световой отдачи является наполнение колбы лампы инертными газами Kr (криптон), Ne (неон), Xe (ксенон). А также соединениями галогенидов (I, Br). Кроме того, наполнение колбы этими газами позволяет увеличить цветовую температуру света излучаемого лампой до 3400 К – 4000 К. То есть получить ровный и чистый белый свет, выявляющий при работе в помещениях даже мелкие детали. Он же способствует и реализации психологического превосходства.


    В рассматриваемых нами изделиях используются лампы накаливания, наполненные Xe (ксеноном).


    Световой поток (яркость), который обеспечивают современные ЛН, предлагаемые для тактических фонарей составляет от 50 до 500 Лм (люменов). Средний срок службы таких ламп достигает 50 часов. Это при так называемой полной мощности – когда фонарь светит в полную силу. Для сравнения срок службы обычной ЛН мощностью в 60 Вт, при той же величине светового потока, составляет 1000 часов.


    Но, при всей практичности, доступности и относительно долгом сроке службы ЛН отмечу, что из-за стеклянной колбы они хрупки – а это снижает эффективность их использования в световых приборах «тактического звена». Но и среди подобных изделий есть исключения. И к ним в первую голову относятся фонари серии «Mag-Lite». Многие и сегодня предпочитают эти фонари, рожденные более 20 лет назад для нужд профессионалов безопасности и спасателей.
    Кстати, сегодня и в изделиях этой серии также стоят ЛН наполненные Xe.


    Говоря о хрупкости колбы ЛН, специалисты «Новой Практики» отмечают и некоторые сложности в решении вопроса надежного механического крепления ЛН в корпусе фонаря. А также и в обеспечении надежного электрического контакта между выводами лампы и патроном, в который она монтируется.


    Именно ввиду вышеназванных сложностей, сегодня общепринятым стандартом конструкции ЛН для тактических фонарей является так называемая интегрированная ксеноновая лампа, разработанная компанией «SureFire». Подобная лампа представляет собой единый блок с алюминиевым отражателем и пружинными контактами (фото 1). Причем, алюминиевый отражатель одновременно работает и радиатором охлаждения лампы - отводя от нее во вне излишки тепла.



    Светодиоды.


    Говоря об источниках света, помните, что кроме ЛН есть и другие его источники. За последние пять лет появился и «расправил крылья» новый класс источников света используемый и в тактических фонарях – мощные светодиоды. Основным их отличием от ЛН является высокий КПД преобразования электрической энергии в световую.


    Обсуждая эту тему, надо понимать, что, в отличие от ЛН, светодиоды излучают свет в относительно узкой полосе спектра, шириной в 20-50 нм. Они занимают промежуточное положение между лазерами, свет которых монохроматичен (излучение со строго определенной длиной волны), и лампами различных типов, излучающих белый свет (смесь излучений различных спектров). Иногда такое «узкополосное» излучение называют «квазимонохроматическим». Интересно, что как источники «цветного» света светодиоды давно обогнали ЛН со светофильтрами.


    Но, вернемся к «нашим» фонарям. Говоря о светодиодах, следует знать, что для получения нужного нам белого света используют УФ или синие светодиоды, покрытые спецсоставом - желтым люминофором. Цветовая температура белого света излучаемого светодиодами составляет 5000 К – 6000 К (холодный сине-белый свет). Белые светодиоды обладают хорошей цветопередачей, а по световой отдаче (до 30 Лм/Вт) они уже обогнали лампы накаливания. Так в 2002 году был представлен белый светодиод под маркой «Luxeon» мощностью 5 Вт с потоком 120 Лм.


    В отличие от ЛН, кристалл светодиода – почти точечный источник света, посему его корпус весьма миниатюрен. При этом, конструкция корпуса светодиода обеспечивает минимум потерь излучения при выходе во вне и фокусирование света в заданном телесном угле. Кроме того, должен быть обеспечен и эффективный отвод тепла от кристалла.
    Самая распространенная конструкция светодиода - пятимиллиметровый корпус (рис.3, вверху). Конечно, это не единственный вариант «упаковки» кристалла. Например, для сверх ярких светодиодов, рассчитанных на большие токи, требуется массивный теплоотвод – в нашем случае это алюминиевая или медная основа (рис. 3, внизу).


    Нетепловая природа излучения светодиодов и отсутствие у них нити накала обусловливают светодиодам фантастический срок службы. Производители светодиодов декларируют срок службы до 100 тысяч часов, или 11 лет непрерывной работы - срок, сравнимый с жизненным циклом многих осветительных установок. К тому же, отсутствие стеклянной колбы определяет их высокую механическую прочность и надежность.


    Основной проблемой применения мощных светодиодов в тактических фонарях является эффективный отвод тепла в условиях повышенной температуры окружающей среды. Следствием этого является более сложная конструкция корпусов светодиодных фонарей в сравнении с фонарями с ЛН – при условии схожей выходной мощности.


    Для нормальной работы светодиоду нужно обеспечить определенный ток, а не напряжение, как для ЛН. Для этого используются электронные преобразователи, размещаемые обычно в «головах» тактических фонарей. Они же позволяют и более эффективно использовать батареи питания, а так же реализовывать различные варианты работы тактических фонарей - импульсный, с пониженной мощностью и прочие, рожденные требованиям боевой работы или использованием в экстремальных ситуациях.


    В основе работы сверх яркого светодиода, родственника полупроводникового лазера, лежат парадоксальные законы квантового мира. Здесь энергия электрического тока почти полностью преобразуется в энергию квантов света, приближая КПД к 55%.


    Интересно, если потрогать корпус светодиода, он холоден, поскольку малы потери тока на тепло. Но, если зажать светодиод в пальцах, становится горячо – это нагревает свет, поглощаемый кожей. Точно так же, как Солнце.


    Если сравнивать ТТХ тактических фонарей со светодиодами и ЛН, при условии схожей мощности, то светодиодные модели выигрывают по всем статьям. А именно: 1) время работы светодиодный фонарей в 3-5 раз больше; 2) за счет электронного блока управления световой поток остается постоянным в течение примерно 50% времени работы тактического фонаря; 3) в отличие от фонарей с ЛН, в которых световой поток начинает уменьшаться с разрядом элементов питания (хитрые производители все параметры фонарей дают при номинальном/стартовом напряжении питания без учета разряда батарей); 4) возможность плавной регулировки светового потока позволяет использовать модели со светодиодами в качестве осветительных приборов широкого применения; 5) отсутствие изменения цветовой температуры излучаемого света в зависимости от напряжения питания.


    Единственным преимуществом ЛН перед светодиодами – в низкой цене, доступности и в возможности использования в фонарях мощных ЛН со световым потоком более 120 Лм. Но, в любом случае современные фонари со светодиодами полностью подходят для использования на охоте и в оперативных ситуациях.


    Оптическая система.


    Оптическая система формирует световой поток в соответствии с назначением светового прибора. В современных фонарях «тактического звена» специально формируется, так называемое двух зонное световое пятно. Его отличие в яркой центральной части и менее ярких краях. Причем, освещенность этих зон отличается в разы. Такое распределение светового потока позволяет добиться почти равномерной освещенности объектов как удаленных на несколько метров, так и отстоящих на расстояние в несколько сотен метров. Последнее невозможно осуществить с оптическими системами, формирующими или очень узкий или очень широкий световой поток (Shema 4, shema 5).


    Оптическая система изделий, формирующая двух зонное световое пятно, состоит из зеркального, обычно алюминиевого, параболического отражателя и системы линз. Причем, обычно линзы совмещены с источником света. Так для ЛН линза - верхняя специально сформированная часть колбы, для светодиодов же линзой является верхняя прозрачная часть корпуса.


    Кроме нее есть и внешняя линза, защищающая всю оптическую систему и «голову» фонаря от механических повреждений. И она же - самый уязвимый элемент тактических фонарей. Посему, работа фонаря во многом зависит от материала, из которого сделана внешняя линза - к нему предъявляются весьма жесткие требования.


    Именно поэтому ведущие производители тактических фонарей для внешней линзы используют термостойкое стекло «Pyrex», стойкое как к абразивному износу, так и к ударным воздействиям. Причем, линзы используются как простые - например, на многих моделях тактических фонарей фирмы «SureFire», так и с различной степенью кривизны - модели фирмы «Inova».


    Корпус.


    Сегодня самым распространенным материалом для изготовления корпусов профессиональных фонарей «тактического звена» является алюминиево-магниевый сплав «Амг 6» или «Т6» по классификации США. Интересно, что этот сплав пришел в изделия «тактического звена» из авиакосмической промышленности.


    Причем, из этого же материала выполняют и элементы креплений для монтажа фонарей на стрелковое оружие.
    Использование этого недешевого сплава в первую голову вызвано жестокими условиями работы тактических фонарей. Эти же жесткие требования определили и технологию их изготовления. Корпуса «наших» изделий делают только механическим способом и только на токарно-фрезерных обрабатывающих центрах. Интересно, что это вызвано не столько сложностью форм корпусов, сколько высокими требованиями к обработке деталей.


    Не последним в очереди стоит и покрытие корпуса. Большинство современных корпусов фонарей выполнено с анодированием (электрохимической обработкой). Именно с его помощью на поверхности появляется пленка оксида алюминия (корунд), защищающая корпус от царапин и коррозии. Она же позволяет получить корпуса разных цветов, в том числе в матовом песочном или оливковом вариантах. В зависимости от режимов обработки анодирование подразделяют на II или III класс, которые отличны стойкостью покрытия. Наиболее стойкое покрытие получается при III классе анодирования.


    Элементы управления.


    Их еще называют выключателями. Эти элементы, в обсуждаемых изделиях, являются, пожалуй, наиболее ответственными и ненадежными в общей схеме фонаря. Именно поэтому компании-производители прилагают значительные усилия для их усовершенствования.


    Для тактических фонарей в основном используются два типа выключателей. Первый, он обычно размещается в тыльной части фонаря на его торце и представляет собой поворотную заднюю крышку с кнопкой. Второй - выносной выключатель с сенсорными пластинами. Последние, как правило, заключены во влагостойкий корпус и могут быть закреплены (например, при помощи текстильной застежки в комбинации с клейкими элементами) на некотором удалении от непосредственно фонаря.


    Возвращаясь к элементам управления первого типа замечу, что кнопка нужна для мгновенного включения фонаря, тогда как поворот задней крышки обеспечивает ему постоянный режим работы.


    Второй типа выключателя – выносной – предпочтителен при установке тактического фонаря на длинноствольное оружие и используется для управления фонарем во время стрельбы. Причем для включения/выключения фонаря, в случае с выносным управлением, не нужно менять хват рук.


    В заключение отмечу, в последних моделях светодиодных тактических фонарей для задания различных режимов работы используются уже многопозиционные выключатели, совмещенные с задней крышкой или выделенные в дополнительное кольцо на корпусе. Эта новинка позволяет еще больше расширить горизонты применения фонарей «тактического звена».


    Автор благодарит за помощь в подготовке статьи Сергея Костюнина и специалистов компании «Новая Практика».