В настоящей статье показаны перспективы внедрения ГЭД в военной и специальной электронике, а также впечатляющие преимущества их использования в боевой (служебно-боевой) обстановке. В первую очередь следует отметить уникальные живучесть, массо-габаритные параметры, пониженное энергопотребление и улучшенную эргономику.
1. Живучесть
Мониторы ГЭД продолжают функционировать после их пробития пулей, выпущенной из носимого стрелкового оружия, осколком снаряда или иного боеприпаса и т.п. Изображение сохраняется и может меняться на всей площади экрана, кроме, разумеется, области поражения, размер которой зависит от калибра пули или размеров осколка. Это свойство ГЭД исключительно важно при их боевом (служебно-боевом) применении и радикально отличает их от обычных стекло-кремниевых дисплеев. Примеры работы ГЭД после их пробития показаны на фотографиях.
Поскольку экраны ГЭД выполнены из полимерных материалов, они обладают значительно большей, чем традиционные ДСКО, ударостойкостью. Максимальное ударное ускорение, при котором ГЭД сохраняют работоспособность, составляет 10g.
ГЭД сохраняют изображение после полного отключения электропитания, а также при понижении температуры до –60oC.
Таким образом, применение ГЭД в электронных изделиях военно-технического и специального назначения резко повышает их живучесть по сравнению с аналогами, включающими ДСКО.
2. Массо-габаритные параметры
Дисплей ГЭД с диагональю 10,7 дюйма весит 40 г, тогда как сопоставимые по размерам ДСКО имеют массу от 600 до 800 г. Толщина ГЭД не превышает одного миллиметра, что на порядок меньше толщины ДСКО.
Эти различия массо-габаритных параметров наверняка будут востребованы для ракетно-космических систем, при проектировании которых конструкторы ведут ожесточенную войну против каждого лишнего грамма и за каждый кубосантиметр свободного объема. Для ряда других видов военной (специальной) техники, например, танков, БТР, подводных лодок, самолетов и т.д., где очень важно снижение объема пространства, занимаемого приборами, мониторы ГЭД благодаря своей гибкости можно размещать на вогнутых (выгнутых) поверхностях кабины. Заметим, что определенный в результате испытаний (см. табл. 1) радиус гибкости составляет 20 мм, что позволяет достичь требуемого эффекта и тем самым повысить обитаемость военной (специальной) техники.
Таблица 1. Массо-габаритные и оптические характеристики ГЭД
| Размер дисплея (дюймов) |
1,5 | 2,6 | 4 | 10.7 (цветной и монохромный) | 15.4 (цветной и монохромный) |
| Разрешение | 180 x 128, | 180 x 128, | 400 x 240, | 1280 x 960, | 1920 x 1280, |
| 150 точек на дюйм |
85 точек на дюйм |
115 точек на дюйм |
150 точек на дюйм |
75 и 150 точек на дюйм |
|
| Активная область (мм) | 30.6 x 21.8 | 54.0 x 38.4 | 88,0 x 52,8 | 217.6 x 163.2 | 326.4 x 217.6 |
| Вес (грамм) | 1,2 | 2,3 | 4,1 | 42 | 92 |
| Градаций серого/цветного экрана |
4 | 16 | 16/ 4096 | ||
| Толщина, микрон | 580 | До 700 | До 800 | До 800 | |
| Гибкость | Радиус изгиба 20 мм | – | |||
| Частота обновления, мл/сек | До 900 | ||||
| Энергопотребление (мДж) за одно обновление | 39 | 72 | 94 | 400 | – |
| Срок службы | 10 млн обновлений экрана | ||||
3. Энергопотребление
При обновлении изображения один раз за 10 секунд ГЭД с экраном 10,7 дюйма потребляет в 70 раз меньше энергии, чем аналогичный по размеру ДСКО на основе жидкокристаллической структуры. Одна из причин – это то, что мониторы ГЭД работают на принципе отражения падающего света, а сами, в отличие от ДСКО, его не излучают.
Это свойство ГЭД увеличивает скрытность работающей электроники для визуального наблюдения противником, в том числе в инфракрасном диапазоне. Заметим, что при необходимости в ГЭД можно встроить диодную подсветку экрана.
4. Эргономичность
Комфортность работы с любыми дисплеями требует учитывать особенности механизмов зрительного восприятия информации. С этой точки зрения, экраны ГЭД не дают бликов и поэтому идеальны для чтения при солнечном свете или при ослепляющем свете прожектора. Угол обзора при уверенном считывании информации составляет почти 180 угл. град.
Электронные приборы с ГЭД можно использовать с различными видами сенсорных экранов, позволяющими работать в перчатках или со стилусом.
Особенность экранов на базе технологии «электронной бумаги» заключается в том, что элементы дисплея перестают обновляться при температуре ниже 0oC. Другими словами, при снижении температуры ниже 0oC экран сохраняет последнее изображение и, как было отмечено выше, будет удерживать его вплоть до температуры – 60oC. Для нормального функционирования ГЭД при отрицательных температурах, разумеется, может использоваться подогрев, встраиваемый в конечное устройство, обеспечивающий поддержание температуры дисплея чуть выше 0oC. Учитывая малую толщину экрана, энергии и времени на догрев дисплея требуется немного. Одно из возможных технических решений – это применение пленочного подогревателя с герметизацией, установленного с задней стороны экрана.
Мониторы типа ГЭД прошли цикл испытаний на соответствие требованиям стандартов, действующих в сфере производства военной продукции. Программа испытаний была разработана совместно с ФГКУ «46 ЦНИИ» Минобороны РФ. В частности, были проведены испытания по стойкости к воздействию вибрации, механических ударов, повышенной и пониженной температур, изменения температуры, атмосферного и пониженного давления, активного солнечного излучения, повышенной влажности воздуха. Испытания проводились на ОАО «НИИ Платан» с заводом при НИИ. Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Таблица 2. Работоспособность ГЭД по результатам испытаний
| Вибропрочность и виброустойчивость в двух взаимно перпендикулярных направлениях | |
| Амплитуда ускорения, g | 0,5-5 |
| Амплитуда ускорения, g | 1-10 |
| Диапазон частот, Гц | 1-500 |
| Диапазон частот, Гц | 1-1000 |
| Ударная прочность | |
| Пиковое ударное ускорение, g | До 10 |
| Число ударов | 5000 |
| Повышенная температура среды | |
| Предельная температура, оС | До 60 |
| Шаг, оС | 10 |
| Выдержка на интервалах, мин | 30 |
| Пониженная температура среды | |
| Рабочая температура, оС | До 0 |
| Предельная температура, оС | До -60 |
| Выдержка на интервалах, мин | 30 |
| Изменение рабочей температуры среды | |
| Диапазон температур, оС | -60 – +60 |
| Выдержка на интервалах, мин | 30 |
| Пониженное атмосферное давление | |
| Пониженное рабочее и предельное атмосферное давление, кПа (мм рт. ст) | 1,33×10-6 |
| Активное солнечное излучение | |
| Время облучения, часы | 24 |
| Интегральный тепловой поток, ВТ/м2 | 1120 |
| Интенсивность УФ составляющей, ВТ/м2 | 68 |
| Повышенная влажность | |
| Относительная влажность, % | 95 |
| Температура, оС | 25 |
| Длительность, суток | 2 |
Компания «Пластик Лоджик» самостоятельно проводила испытания по «живучести» экрана после внешнего повреждения. Работающий дисплей был прострелен из ружья. После попадания пули экран не только сохранил последнее изображение, но и продолжил обновляться. В зависимости от точки попадания рабочая зона экрана – от 80 до 95%.
Указанные характеристики ГЭД открывают возможность для широкого круга применения – как в военно-технической продукции, так и в продукции двойного назначения.
В ходе испытаний совместно с ФГКУ «46 ЦНИИ» Минобороны РФ были выявлены перспективные направления применения ГЭД, а именно:
– экраны коллективного пользования, мнемосхемы, миниатюрные датчики, видеомодули на складах хранения, в качестве экранов в системах «ГЛОНАСС»-навигации, в авто- и бронетехнике;
– ударостойкие планшеты индивидуального пользования, в составе экипировки военнослужащего в качестве мобильных индикаторов и других устройств отображения информации при условии обеспечения подогрева ГЭД до рабочей температуры. Мобильные штабные карты и информационные табло;
– носимые компьютеры, портативные электронные карты или электронные браслеты в составе экипировки военнослужащего. Гибкость ГЭД дает возможность создавать устройства с экраном, в прямом смысле слова обернутом вокруг руки или ноги, что существенно повышает видимую площадь дисплея.
Как отмечалось выше, ГЭД могут эффективно использоваться в бронетанковой технике, авиации, на подводных лодках и самолетах, в обитаемых космических аппаратах – словом всюду, где за счет полезного заполнения вогнутых и выгнутых поверхностей можно увеличить рабочий объем. Возможно использование ГЭД в периферийных устройствах – таких как ударостойские ридеры или планшеты для различных гражданских отраслей: логистика, промышленность, включая нефтегазовую, биологический контроль и т.д.
Об авторе:
Галкин Борис Юрьевич, магистр экономики
ЗАО «Пластик Лоджик», г. Зеленоград
Свернуть статью