Tanda inframerah

Istilah tanda inframerah (infrared signature) digunakan oleh pakar sains pertahanan dan pihak tentera untuk menggambarkan penampilan objek pada penderia inframerah. Tanda inframerah bergantung kepada banyak faktor, termasuk bentuk dan saiz objek,Mahulikar, S.P., Potnuru, S.K., & Kolhe, P.S.: (2007) "Analytical estimation of solid angle subtended by complex well-resolved surfaces for infrared detection studies", Applied Optics, v. 46(22), pp. 4991-4998. suhu Mahulikar, S.P., Sane, S.K., Gaitonde, U.N., & Marathe A.G.: (2001) "Numerical studies of infrared signature levels of complete aircraft", Aeronautical Journal, v. 105(1046), pp. 185-192. dan sinaran, pantulan sumber luaran ( bumi, cahaya matahari, cahaya langit) dari permukaan objek,Mahulikar, S.P., Potnuru, S.K., & Rao, G.A.: (2009) Study of sunshine, skyshine, and earthshine for aircraft infrared detection, Journal of Optics A: Pure & Applied Optics, v. 11(4), no. 045703. latar belakangnya yang dilihatRao, G.A., & Mahulikar, S.P.: (2005) "Effect of atmospheric transmission and radiance on aircraft infrared signatures", AIAA Journal of Aircraft, v. 42(4), pp. 1046-1054. dan jalur gelombang penderia penjejak. Oleh itu, tidak terdapat definisi semua tanda inframerah atau apa-apa cara remeh mengukurnya. Sebagai contoh, tanda inframerah trak yang dilihat berlatar belakang padang akan berubah dengan ketara menurut perubahan cuaca, waktu hari dan beban enjin.

Dua contoh yang agak berjaya dalam mentakrifkan tanda inframerah objek adalah takrifan perbezaan suhu yang jelas pada penderia dan kepadatan perbandingan radiasi (contrast radiant intensity - CRI).

Perbezaan suhu ketara
Kaedah perbezaan suhu ketara bagi mentakrifkan tanda inframerah memberikan perbezaan suhu fizikal (contohnya dalam kelvins) di antara objek kepentingan dan latar belakangnya jika nilai pancaran yang direkodkan telah diukur dari sumber hitam yang sempurna. Masalah dengan kaedah ini termasuk perbezaan cahaya pada seluruh objek atau latar belakang serta saiz maksimum piksel penderia. Nilai itu adalah fungsi kompleks julat, masa, aspek, dan sebagainya.

Bandingan intensiti pancaran (contrast radiant intensity-CRI) 
Kaedah bandingan intensiti pancaran yang mentakrifkan tanda inframerah adalah dengan mengambil perbezaan purata pancaran objek dan latar belakangnya dan menggandakannya dengan kawasan unjuran bagi objek. Sekali lagi nilai CRI bergantung kepada banyak faktor.

Perisian komersil 
Semasa fasa reka bentuk, ia sering perlu untuk menggunakan komputer untuk meramalkan apa tanda inframerah yang akan terhasil sebelum membuat objek sebenar. Banyak hasilan dari proses ramalan ini boleh dilakukan dalam masa yang singkat dengan kos rendah, sedangkan penggunaan julat pengukuran sering kali memakan masa, mahal dan rawan kesalahan.

Sebilangan rumah perisian telah membina pakej perisian meramal tanda inframerah. Ini secara umumnya memerlukan model kepentingan CAD ditambah set besar parameter untuk menggambarkan persekitaran terma tertentu dan suhu dalaman pelantar dan sifat terma bahan binaan. Perisian kemudian menyelesaikan satu set persamaan terma merentasi sempadan dan untuk perambatan elektromagnetik dalam jagur gelombang inframerah tertentu. Output utama adalah ukuran tanda inframerah, sungguhpun biasanya suhu permukaan dapat diberikan (karena ini biasanya perlu dikira untuk memperoleh ramalan tanda inframerah) dan juga gambaran visual mengenai bagaimana pandangan itu akan muncul pada berbagai pengesan pengimejan inframerah.

Model ramalan tanda inframerah sangat sukar untuk disahkan kecuali untuk kes sederhana kerana kesukaran bagi memodelkan persekitaran yang kompleks. Kedua-dua analisis sensitiviti bagi jenis perisian dan pengukuran percubaan ini menunjukkan bahawa variasi kecil dalam cuaca dapat memberi kesan yang besar terhadap hasilnya. Oleh itu, ada batasan mengenai apa yang boleh dicapai hasil memodelkan masalah inframerah, dan kadang-kadang percubaan diperlukan untuk mencapai pengetahuan yang tepat mengenai sifat kewujudan fizikal objek di jalur gelombang inframerah.

Contoh alat ramalan komersial tanda inframerah komersil adalah perisian Ship EDF yang ditawarkan oleh syarikat IDS Itali.

 Inframerah halimunan 
Inframerah halimunan adalah bahagian teknologi halimunan yang bertujuan untuk mengurangkan tanda inframerah.Mahulikar, S.P., Sonawane, H.R., & Rao, G.A.: (2007) "Infrared signature studies of aerospace vehicles", Progress in Aerospace Sciences,  v. 43(7-8), pp. 218-245.  Ini mengurangkan kerentanan pelantar terhadap senjata berpandu inframerah dan penderia pengawasan inframerah, Rao, G.A., & Mahulikar, S.P.: (2005) "New criterion for aircraft susceptibility to infrared homing missiles", Aerospace Science & Technology, v. 9(8), pp. 701-712. dan dengan itu meningkatkan kebolehan keseluruhan pelantar. Inframerah halimunan amat berguna bagi jet tentera kerana enjin yang mudah dikesanMahulikar, S.P., Kolhe, P.S., & Rao, G.A.: (2005) "Skin temperature prediction of aircraft rear fuselage with multi-mode thermal model", AIAA Journal of Thermophysics & Heat Transfer, v. 19(1), pp. 114-124. dan wasap Mahulikar, S.P., Rao, G.A., Sane, S.K., & Marathe, A.G.: (2005) "Aircraft plume infrared signature in nonafterburning mode", AIAA Journal of Thermophysics & Heat Transfer, v. 19(3), pp. 413-415. dari pesawat yang tidak bersembunyi, tetapi ia juga terpakai kepada helikopter tentera,Mahulikar, S.P., Prasad, H.S.S., & Potnuru, S.K.: (2008) "Infrared signature suppression of helicopter engine duct based on `conceal and camouflage`", AIAA Journal of Propulsion & Power, v. 24(3), pp. 613-618. kapal perang, kenderaan darat dan tentera pejalan kaki.

Matlamat tentera bagi mengkaji tanda inframerah adalah untuk memahami tanda-tanda ancaman inframerah yang mungkin (dan membangunkan peralatan yang diperlukan untuk mengesannya) dan untuk mengurangkan tanda inframerah aset mereka sendiri dari penderia musuh. Secara amalan, ini mungkin bermakna melengkapkan kapal perang dengan penderia untuk mengesan wasap peluru berpandu anti-kapal yang datang, ketika pada waktu yang sama memiliki tanda inframerah kapal di bawah ambang pengesanan penderia inframerah pembimbing peluru berpandu.

Paip ekzos menyumbang tanda inframerah yang besar. Salah satu cara untuk mengurangkan tanda IR adalah untuk mempunyai paip ekor tidak berputar (bentuk celah) untuk meminimumkan saiz keratan rentas kerangka dan memaksimumkan pencampuran ekzos panas dengan udara persekitaran yang sejuk (lihat Lockheed F-117 Nighthawk). Sering kali, udara sejuk sengaja disuntik ke dalam aliran ekzos untuk meningkatkan proses ini (lihat Ryan AQM-91 Firefly dan Northrop Grumman B-2 Spirit ). Kadangkala, ekzos jet dibuang di atas permukaan sayap untuk melindunginya dari pemerhati di bawah, seperti Lockheed F-117 Nighthawk , dan Fairchild Republic A-10 Thunderbolt II yang tidak stabil. Untuk mencapai inframerah halimunan, gas ekzos disejukkan pada suhu di mana panjang gelombangnya yang paling terang diserap oleh karbon dioksida dan wap air atmosfera, secara mendadak mengurangkan keterlihatan inframerah wasap ekzosnya. Optical Warfare - The New Frontier Satu cara lain untuk mengurangkan suhu ekzos adalah untuk mengalirkan cecair penyejuk seperti bahan bakar di dalam paip ekzos, di mana tangki bahan api berfungsi sebagai penyejuk haba yang disejukkan oleh aliran udara di sepanjang sayap.

Pertempuran darat merangkumi penggunaan kedua-dua sensor inframerah yang aktif dan pasif dan oleh itu dokumen keperluan pakaian seragam tempur USMC mendefinisikan standard kualiti pantulan inframerah.GAO-10-669R Warfighter Support

Rujukan

Pautan luar 
 How to detect Stealth Aircraft?