去萬米高空拍照,為什麼偵察機拍下的照片還能這麼清晰

2020-12-23 軍武次位面

【軍武次位面】: TDK

高空偵察的往事

如果我們總結一下人類技術進步的發展歷程的話,就不難發現這樣一個有趣的客觀規律:促進我們科學技術進步的重要動力,就是人類為了打贏戰爭而在軍事技術方面所做的不懈努力與投入。

▲我們之所以能在今天暢享

智能導航的便利就離不開

軍方主導發展的GPS系統

我們日常生活中應用的許多科技都可以在軍事領域找到源頭或是相似的發展軌跡。

人類為取得軍事優勢而在偵察飛機上所探索過的一系列攝影、攝像技術,就和我們近些年來手機攝像技術的發展有著很多相似之處。

▲早期的航空偵察

從一戰時期開始,航空偵察便成為了獲取對方軍事情報的有效方式,空中騎士們為了努力帶回敵方部隊調動的確切動態,將攝影機帶上了自己的飛機。剛開始的空中照相方式極為原始,就是後座飛行員手動操作。

靠飛行員人肉操作的弊端是顯而易見的,多帶一個人便意味著多增加一份重量,平白拉低了飛機的機動性,不利於躲避敵人戰機的追逐;對空中攝影師的技術要求較高;攝影機的體積和重量都不小,對操作員的精力和體力消耗很大。

▲一戰中的航空攝影機

感受一下這碩大的體積

為了解決這一問題,1915年,英國航空隊的約翰·摩爾·布拉巴松上尉(John Moore-Brabazon)發明了第一個專用且實用的航空相機,有意思的是他還是英國第一個獲得飛行員資格的人。

▲約翰·摩爾·布拉巴松後來在二戰期間

擔任過一段時間的英國飛機生產部部長

他發明的航空相機被固定安裝在飛機上,節省了操作員,飛行員只要每隔一段時間觸發一次即可拍下照片。

經過一戰、二戰兩次世界大戰的洗禮,航空偵察在冷戰時期已經變得十分完善了。

相較於傳統的偵察方式,航空偵察具備以下幾點顯而易見的好處:

1:偵察時效性強,由於空中不存在山川、海洋、沼澤這些地理障礙,偵察機的飛行速度又很快,所以空中偵察能快速獲取各種目標信息、及時為後方指揮/情報機構提供情報。

▲諾曼第登陸戰之前,盟軍偵察機

拍攝的諾曼第猶他海灘

2:可信度較高,隨著技術的發展偵察機所搭載設備的種類和技術水平也越來越多,越來越高,光學偵察可以清晰的看清目標的輪廓與外形;電子偵察可以直接截獲對方的通訊信號;雷達掃描偵察則可以發現敵軍的部署調動趨勢。

▲美國U2偵察機拍攝的蘇聯

R7火箭發射場,這種大型戰略設施

在航空偵察面前是藏不住的

3:連續性強,隨著飛機性能的不斷提高,其滯空時間也越來越長,只要出動多架戰機連續執勤那麼便可以實現對某一熱點地區的持續監控。

▲U2飛機一次升空

可以連續飛行8-12小時

而RQ-4全球鷹無人偵察機

則可以連續飛32小時以上

隨著防空武器的發展,航空偵察的安全性也受到了多種多樣的威脅,戰鬥機、高炮和防空飛彈都可以擊落執行偵察任務的航空器。

為了躲避對方防空武器的威脅,冷戰時期的美國想了很多辦法,在眾多辦法當中提高偵察機的飛行高度是很重要的一項,只要偵察機飛得足夠高那麼敵人的防空武器便不能發揮作用。

▲RB-45C

1950年RB-45C偵察機進入美國空軍服役,它的實用高度約為12000米,僅僅5年之後,於1955年首飛的U-2高空偵察機便可以在21000米的高度執行任務了。

▲曾為社會主義陣營「添了不少麻煩」的

U-2偵察機能飛到21000米的高空

隨著偵察機飛行高度的增加,對其所搭載的航空照相器材的要求也越來越高,航空偵察相機的焦距要足夠長,體積要足夠小,才能滿足載機的使用需求。

看過電影《間諜之橋》的朋友一定會對電影中那架一次能攜帶三個偵察相機給蘇聯「開天窗」的U2偵察機印象深刻。

▲電影《間諜之橋》中

U2飛行員操作偵察相機

U2攜帶三個相機的這個細節是十分考究的,在現實中U2飛機確實可以一次性搭載三臺Hycon 732型相機(服役早期),這三臺Hycon 732型相機合在一起被稱為A2攝影系統。

▲50年代真實的U2飛機

所搭載的相機就是這樣的

A2攝影系統被安裝在U2駕駛員座艙後方一點的位置,由於採取了特殊設計,這個系統可以抵禦高空飛行時遭遇的低溫與低壓。每臺Hycon 732型相機可以攜帶1800英尺的膠捲,它的鏡頭焦距為24英寸,算上膠片,這種相機足有339磅約153.7公斤重。

按照美國空軍官網上的相關介紹,U2在50年代搭載的這種相機可以從12英裡(19312米)高的高空看清2英尺寬(約0.6米)的物體。

▲U2飛機的相機就安裝在這個位置

上世紀60年代,美國開發出了經典的KS-87航空相機系統(「KS」即代表相機系統,另一種常見的相機代號「KA」則表示「偵察用相機」,除此以外還有「KB」打擊記錄相機、「KC」航空測繪相機等分類)。

KS-87是一種使用量十分龐大的偵察相機系統,它不但在RF-4、RF-5E等以二代戰鬥機為基礎改裝的偵察戰術飛機上安裝,而且還存在於F-14、F-16C等第三代戰鬥機的偵察/監視吊艙當中,直到上世紀90年代該航空偵察相機才逐漸退出現役。

▲美空軍軍士維護修理一臺

KS-87B相機,相比Hycon 732

它的個頭無疑要小很多了

1969年美國貝爾實驗室發明了具有裡程碑意義的「電荷耦合器件」CCD( Charge-coupled Device) ,CCD出現之後,伴隨著其他技術的進步,航空偵察相機開始逐步採用光電子探測器替代傳統膠片,航空偵察逐步進入了數位化時代。

▲美空軍地勤士兵檢查狙擊手吊艙

▲「狙擊手吊艙」在對地、對海

對空監測時的視角

時至今日,航空偵察/監視設備已經高度發達,以美軍廣泛裝備的「狙擊手」偵察吊艙(Sniper Pod)為例,它集高解析度電視監控(HDTV)前視紅外系統(FLIR)、雙模雷射指示器、雷射追蹤和雷射標記等功能於一身,僅重449磅約203.6公斤。F-15E戰鬥轟炸機、F-16戰鬥機、A-10攻擊機、B-1轟炸機均可掛載。

▲「狙擊手吊艙」的發展軌跡

更小、更清晰、更智能一直是軍用航空偵察設備所追求的目標,這一規律也同樣適用於我們手中的智慧型手機,在手機步入智能化時代之後,如何將拍攝更清晰的攝像頭置入薄薄的智慧型手機機身當中,就成為了各大手機廠商所苦苦思索的問題。

▲小米10青春版,舞動青春

4月27日,小米10青春版手機正式亮相,它在僅重192克,僅厚7.88mm的機身上安裝了可以50倍變焦的潛望鏡式攝像頭。

▲小米10青春版遠景拍攝效果

這一設計巧妙的將相機鏡頭由「豎置」轉為「橫置」,充分規避了智慧型手機「薄」的劣勢,發揚了機身「長」的優勢,在不增加厚度的情況下滿足了拍攝遠景的性能要求。

▲小米10青春版手機

攝像頭的安裝方式

除了鏡頭強悍之外,小米10青春版還承接了小米10的專業視頻優勢,電影畫幅、順滑變焦 、語音轉字幕、延時攝影 、視頻防抖等功能一應俱全。

▲小米10青春版更有AI魔法分身功能

讓一個攝像頭「拍出兩個自己」

「為年輕人打造的5G手機」,這就是小米10青春版貫徹始終的設計理念。在這一理念的指引下,廣大年輕用戶將以最優性價比邁入5G時代。

▲小米10 青春版

更多魔法精彩內容等你探索

除去攝像系統,小米10青春版在其他配置方面也下足了功夫,驍龍765G 晶片,7nm EUV工藝保證運行順暢;懸浮液冷熱管,確保小米10機身在輕薄的同時,高效散熱;4160mAh大電池,長久續航。

▲青春版,並不簡單

作為一款支持5G的高配手機,它的起始售價只有2099元,是現在市場當中唯一一款2000元檔的潛望攝像式手機,相比於友商的一些售價達4000元檔,乃至上萬元檔的同類手機可謂十分親民了。

▲一些友商潛望式鏡頭手機的價格

▲感受一下小米10青春版的價格

擊穿價格底板,讓大家不必再為4G庫存機買單,小米公司說到做到!

為了照顧中國的廣大消費者,小米10青春版不但配置比國際版更高而且價格也比國際版更加便宜。小米10青春版海外命名為「小米10 Lite」,售價349歐元起(約合人民幣2758元),相比之下,只要2099元起售的國內版是不是很香了?

小米10青春版

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4月30日上午10時

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