Войти
Инфракрасная сигнатура, используемая учеными в области обороны и военными, является появление объектов до инфракрасных датчиков. Инфракрасная сигнатура зависит от многих факторов, включая форму и размер объекта, температуру и коэффициент излучения, отражение внешних источников (земной свет, солнечный свет, небесный свет ) от поверхности объекта, фона, на котором он просматривается, и диапазона волн датчика обнаружения. Таким образом, не существует всеобъемлющего определения инфракрасной сигнатуры или каких-либо тривиальных средств ее измерения. Например, инфракрасная сигнатура грузовика на фоне поля будет значительно меняться в зависимости от погоды, времени суток и нагрузки двигателя.
Двумя довольно удачными примерами определения инфракрасной сигнатуры объекта являются определения видимой разности температур на датчике и интенсивности контрастного излучения (CRI).
Метод определения видимой разности температур для определения инфракрасной сигнатуры дает физическую разность температур (например, в кельвинах ) между интересующим объектом и непосредственным фоном, если зарегистрированные значения яркости были измерены от идеального blackbody источники. Проблемы с этим методом включают различия в яркости объекта или непосредственного фона, а также конечный размер пикселей детектора. Значение является сложной функцией расстояния, времени, аспекта и т. Д.
Метод определения интенсивности инфракрасного излучения для определения интенсивности инфракрасного излучения основан на разнице в средней яркости объекта. и непосредственного фона и умножьте это на площадь проекции объекта. Опять же, значение CRI будет зависеть от многих факторов.
На этапе проектирования часто бывает желательно использовать компьютер, чтобы предсказать, какой будет инфракрасная сигнатура, до изготовления реального объекта. Многие итерации этого процесса прогнозирования могут быть выполнены за короткое время с небольшими затратами, тогда как использование диапазона измерения часто требует много времени, дорого и подвержено ошибкам.
Ряд компаний, занимающихся разработкой программного обеспечения, создали пакеты программного обеспечения для прогнозирования подписи через инфракрасный порт. Обычно для этого требуется интересующая модель САПР плюс большой набор параметров для описания конкретной тепловой среды, внутренних температур платформы и тепловых свойств строительных материалов. Затем программное обеспечение решает набор тепловых уравнений через границы и для распространения электромагнитного излучения в указанном инфракрасном диапазоне волн. Первичный результат - это мера инфракрасной сигнатуры, хотя обычно может быть задана температура поверхности (поскольку ее обычно необходимо рассчитать для получения предсказания инфракрасной сигнатуры), а также визуальные представления того, как сцена может выглядеть для различных инфракрасных детекторов изображения.
Модели прогнозирования инфракрасных сигнатур очень трудно проверить, за исключением простых случаев, из-за сложности моделирования сложной среды. Как анализ чувствительности этого типа программного обеспечения, так и экспериментальные измерения показали, что небольшие изменения погоды могут иметь значительное влияние на результаты. Таким образом, существуют ограничения на то, что может быть достигнуто при моделировании проблемы инфракрасного излучения, и иногда необходимы эксперименты для достижения точного знания природы физического существования объекта в инфракрасных диапазонах волн.
Инфракрасная невидимость - это область невидимой технологии, направленная на уменьшение инфракрасных сигнатур. Это снижает уязвимость платформы для оружия с инфракрасным наведением и инфракрасных датчиков наблюдения и, таким образом, увеличивает общую живучесть платформы. Инфракрасная невидимость особенно применима к военным самолетам из-за обнаруживаемых двигателей и шлейфов от самолетов, не являющихся невидимыми, но это также применимо к военным вертолетам, боевым кораблям, наземным транспортным средствам и спешенным солдатам.
Военная цель изучения инфракрасных сигнатур - понять вероятные инфракрасные сигнатуры угроз (и разработать оборудование, необходимое для их обнаружения) и уменьшить инфракрасную сигнатуру собственных средств до датчиков угроз. На практике это может означать оснащение военного корабля датчиками для обнаружения выхлопных газов приближающихся противокорабельных ракет, а также наличие инфракрасной сигнатуры ниже порога обнаружения инфракрасного датчика, направляющего ракету..
Шлейф выхлопных газов дает заметную инфракрасную сигнатуру. Одним из способов уменьшения ИК-сигнатуры является наличие некруглой выхлопной трубы (форма прорези) для минимизации объема поперечного сечения выхлопных газов и максимального смешивания горячего выхлопа с холодным окружающим воздухом (см. Lockheed F- 117 Nighthawk). Часто холодный воздух намеренно впрыскивается в поток выхлопных газов для ускорения этого процесса (см. Ryan AQM-91 Firefly и Northrop Grumman B-2 Spirit ). Иногда выхлопная струя выпускается над поверхностью крыла, чтобы защитить ее от наблюдателей снизу, как в Lockheed F-117 Nighthawk и в незаметном Fairchild Republic A-10 Thunderbolt II. Чтобы достичь невидимости в инфракрасном диапазоне, выхлопной газ охлаждается до температур, при которых самые яркие длины волн, которые он излучает, поглощаются атмосферным диоксидом углерода и водяным паром, резко уменьшая инфракрасную видимость выхлопного шлейфа. Другой способ снижения температуры выхлопных газов - это циркуляция охлаждающей жидкости, такой как топливо, внутри выхлопной трубы, где топливные баки служат в качестве теплоотводов, охлаждаемых потоком воздуха вдоль крыльев.
Наземный бой включает в себя использование как активных, так и пассивных инфракрасных датчиков, поэтому документ USMC по униформе наземных боевых требований определяет стандарты качества инфракрасного отражения.
