Мира для настройки и определения параметров оптико-электронных систем инфракрасного диапазона

Область техники, к которой относится предложение
Предложение относится к устройствам для оценки основных характеристик регистрирующей инфракрасной аппаратуры летательных аппаратов и технических средств регистрации ИК излучения на поверхности Земли, а более конкретно к устройствам тест-объектов (мир), позволяющих оценивать пространственно-частотные и энергетические характеристики инфракрасной аппаратуры. Предложение может быть использовано в области испытаний и калибровки ИК систем среднего (3-5 мкм) и дальнего (7-14 мкм) ИК диапазона, установленных на летательных аппаратах. Мира, изготовленная из гибкого волокнистого нетканого полимерного материала, отличается от известных устройств из цельнометаллических алюминиевых листов или трубок устойчивостью к механическим повреждениям и обеспечивает оперативность установки и демонтажа в случаях изменения направления движения летательных аппаратов.
Уровень техники
Известно испытательное устройство для тепловизоров, содержащее элементы обзора тепловизора, имеющие форму полос с отличной радиационной температурой, расположенные с одинаковой пространственной частотой, имеющие разную температуру, и фон, окружающий упомянутые области теплового излучения с эталонной температурой [Патент США №5265958 А, МПK G01J 5/00,опублик. 30.11.1993]. Устройство позволяет проводить эффективные полевые испытания тепловизоров.
Известен способ создания температурного контраста мишени для тепловизионных приборов и мишень, реализующая указанный способ. Мишень состоит из пяти модулей, каждый из модулей представляет собой сварную клепаную конструкцию из стальных пластин, закрепленных на алюминиевых профилях, при этом на пластинах с тыльной стороны, в зонах имитирующих нагрев реальных целей, наклеены гибкие нагревательные элементы, изготовленные напылением металла на термостойкую пластиковую пленку [Патент РФ №2308666, МПК G01N 25/00, опублик. 20.07.2009]. Конструкция тепловой мишени долговечна в использовании, устойчива к внешнему воздействию и потребляет мало электроэнергии.
Известно устройство неподвижной или движущейся мишени для имитации теплового силуэта резервуара или транспортного средства. Лицевая сторона мишени полностью или частично выполнена из теплопроводящего материала, а задняя поверхность имеет теплоотражающее покрытие по всей или части его внутренней поверхности [Патент Франция №2544067, МПК F41J 9/13, опублик. 02.10.1984]. Устройство обеспечивает простоту в использовании, позволяет быстро переключаться между целями, в ночное время.
Известно устройство пассивной инфракрасной миры с системой автоматического регулирования отражающей способности, содержащей рабочие штриховые элементы различных размеров, размещенные на однородной подстилающей поверхности в виде двух одинаковых групповых наборов различных размеров штриховых элементов прямоугольной формы в каждом. Штриховые элементы в виде подвижных прямоугольных пластин, расположенных под углом 5-10° к горизонтальной поверхности параллельно друг к другу. Пластины имеют максимальные и минимальные значения коэффициентов излучения [Патент РФ №2387969, МПК G01M 11/00,опублик. 27.04.2010]. Устройство повышает достоверность поддержания заданного значения разности температур между окружающим фоном и штриховыми элементами миры в максимально возможном динамическом диапазоне при различных внешних условиях. Недостатком известного устройства является сложность конструкции.
Наиболее близкой по назначению и технической сущности к предлагаемому устройству является пассивная геополигонная мира для настройки и определения параметров бортовой самолетной аппаратуры инфракрасного диапазона, содержащая размещенные на подстилающей поверхности Земли прямоугольные полосы из тонких алюминиевых трубок со световозвратной поверхностью с углублениями в форме уголковых отражателей (трипль призм), примыкающих друг к другу краями углублений. [Патент РФ №2112948, МПК G01M 11/00, опублик. 16.10.1995]. ИК-мира собрана из алюминиевых трубок диаметром 16 мм и длиной от 2000 до 3000 мм с накатанной поверхностью, что обеспечивает помехозащищенность от боковых засветок и уменьшение необходимого регулирования радиационной температуры полос ИК-миры.
Недостатком известной пассивной геополигонной ИК-миры, является использование значительных количеств цветного металла, высокая вероятность механического повреждения (деформации) тонких трубок, невозможность оперативной установки и демонтажа при необходимости изменения направления выкладки полос в зависимости от направления движения самолета.
Сущность предложения
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение устойчивости к деформации и разрушению, обеспечение возможности оперативной установки и демонтажа при необходимости изменения направления выкладки полос в зависимости от направления движения летательных аппаратов, снижение металлоемкости и стоимости миры, за счет использования волокнистого нетканого материала из синтетических полимеров вместо алюминия.
Техническая задача решается тем, что мира для настройки и определения параметров оптико-электронных систем инфракрасного диапазона, содержащая размещенные на подстилающей поверхности Земли группы из, по меньшей мере, трех параллельных полос и, по меньшей мере, двух чередующихся с ними полотен фона с отличной радиационной температурой, выполненных из материала с отражающей поверхностью в виде нанесенных на поверхность полос углублений, согласно предложения, выполнена из волокнистого нетканого полимерного материала, имеющего регулярно повторяющиеся углубления, расположенные на равном расстоянии друг от друга, причем полосы с одной радиационной температурой представляют собой набор прямоугольных лент различной ширины, размещенных и закрепленных поверх полотен фона, с возможностью сборки и разборки полос на полотнах фона на различном расстоянии, дополнительно содержит полотна пенополиэтилена, расположенные под полотнами фона.
Полосы с меньшей радиационной температурой, чем радиационная температура полотен фона выполнены из нетканого материала, покрытого слоем металла.
Полосы и на полотна фона имеют по периметру люверсы для фиксации их взаимного расположения и крепления к поверхности земли миры в собранном виде, при котором расстояние между группами полос, а также расстояние от полос до краев полотен фона, по меньшей мере, в два раза превышает ширину полос.
Полосы могут быть выполнены перфорированными и представляют собой набор взаимозаменяемых лент одинакового размера с различной по размерам и частоте перфорацией закрепленных поверх полотен фона без перфораций.
Полотна фона могут быть выполнены из материала имеющего меньшую радиационную температуру, чем полосы.
Описание устройства и его функционирования
Мира для настройки и определения параметров оптико-электронных систем инфракрасного диапазона, собранная из отдельных полос и полотен фона из волокнистого нетканого полимерного материала, имеющего регулярно повторяющиеся углубления, равномерно отражающие ИК-излучение (критерий Ламберта), закреплена на поверхности Земли. Полосы образуют группы из трех одинаковых штук с определенной радиационной температурой, которые расположены на равном расстоянии друг от друга. Полосы представляют собой перфорированные или сплошные прямоугольные ленты различной ширины, обеспечивающие возможность сборки и разборки групп полос поверх полотен фона. Полосы и полотна фона имеют по периметру люверсы для фиксации их взаимного расположения и крепления к поверхности земляного покрытия стальными стержнями (гвоздями).
Для возможности изменения коэффициента отражения (поглощения) ИК-излучения и получения различной радиационной температуры, полосы могут быть перфорированными и представлять собой набор взаимозаменяемых лент одинакового размера с различной по размерам и частоте перфорацией.
Для снижения влияния подстилающей поверхности на энергетические характеристики, размещаемой на земле миры, на изнаночную поверхность полос дополнительно могут закрепляться полотна пенополиэтилена.
Мира может быть выполнена в инверсном варианте. В этом случае полосы из перфорированного материала покрытого слоем металла с меньшей радиационной температурой закрепляются поверх полотен фона из материала черного цвета с большей радиационной температурой без перфораций.
Полезная модель иллюстрируется примером исполнения и схемами устройства миры
Фиг. 1 Схема выкладки миры на поверхности земли
1 - полотна фона;
2 - полосы.
Фиг. 2 Вид (сверху) углублений на поверхности полос
3 - расстояние между углублениями;
4 - размер углублений «на дне»;
5 - размер углублений «на поверхности».
Фиг. 3 Вид (сбоку) сечения углублений на поверхности полос
6 - глубина;
7 - волокна образующие нетканый материал полос;
8 - слой металла на поверхности полос.
Фиг. 4 Вид (сверху) перфораций на поверхности полос
9 - перфорации на полосах;
10 - поверхность с напыленным металлом;
11 - материал без металлизации.
Для использования заявленного устройства по назначению необходимо определенное пространственное расположение элементов друг относительно друга. Для этого устройство может также содержать определенные элементы, обеспечивающие указанное на чертежах взаимное расположение и соединение известными сборочными операциями. Поэтому заявленный тест-объект, включающий несколько фрагментов, может быть признан устройством, несмотря на то, что элементы, обеспечивающие указанное взаимное расположение, не включены в формулу.
Пример 1
2
2
Мира для настройки и определения параметров оптико-электронных систем инфракрасного диапазона (фиг. 1), содержит размещенные на поверхности полигона и перфорированные отверстиями диаметром 15 мм полосы из нетканого полипропиленового материала «спанбонд» плотностью 200 г/м, обеспечивающего радиационную температуру 41°С, в виде 19 групп из трех одинаковых параллельных полос шириной 200 мм, 300 мм, 400 мм, 500 мм, 600 мм, 700 мм, 800 мм, 900 мм, 1000 мм, 1100 мм, 1200 мм, 1300 мм, 1400 мм, 1500 мм, 1600 мм, 1700 мм, 1800 мм, 1900 мм и 2000 мм. Полотна фона выполнены из нетканого полипропиленового материала «спанбонд» плотностью 200 г/м с нанесенным слоем алюминия, имеющего радиационную температуру 10°С и имеют по периметру люверсы для фиксации их взаимного расположения на полотнах фона и крепления к поверхности земли. Расстояние от полос до краев полотен фона не менее, чем в два раза превышает ширину полос и составляет 4400 мм. Полотна фона и полосы имеют призматические углубления (фиг. 2) шириной 1.2 мм, глубиной 0.6 мм, с углом наклона боковых поверхностей к основанию 120 градусов, регулярно расположенные на расстоянии 0.5 мм друг от друга для обеспечения диффузного отражения удовлетворяющего закону отражения Ламберта. Коэффициент отражения от элементов миры с диапазоном длин электромагнитных волн 3-5 мкм и/или 7-14 мкм имеет постоянное значение.
Для снижения теплового влияния подстилающей поверхности на энергетические характеристики, размещаемой на земле миры, на изнаночную поверхность полос дополнительно закрепляют полотна пенополиэтилена толщиной 2 мм.
Содержание цветного металла - алюминия в устройстве миры в 1000 раз меньше, чем в известном устройстве миры из алюминиевых трубок. Изгиб и многократная знакопеременная деформация полос на угол 45 градусов не приводит к изменению их формы и разрушению, которое возникает при необратимой деформации полос миры изготовленной из алюминиевых трубок.
Демонтаж и оперативная переустановка миры из нетканого полипропиленового материала при изменении направления движения летательных аппаратов может быть осуществлена в течение 2 часов.
Пример 2
2
2
Мира для настройки и определения параметров оптико-электронных систем инфракрасного диапазона (фиг. 1), содержит размещенные на поверхности полигона и перфорированные отверстиями диаметром 20 мм на расстоянии 50 мм полосы из нетканого полипропиленового материала «спанбонд» плотностью 150 г/м, обеспечивающего радиационную температуру 10°С, в виде 19 групп из трех одинаковых параллельных полос шириной 200 мм, 300 мм, 400 мм, 500 мм, 600 мм, 700 мм, 800 мм, 900 мм, 1000 мм, 1100 мм, 1200 мм, 1300 мм, 1400 мм, 1500 мм, 1600 мм, 1700 мм, 1800 мм, 1900 мм и 2000 мм. Полотна фона выполнены из нетканого полипропиленового материала «спанбонд» плотностью 150 г/м с нанесенным слоем алюминия, имеющего радиационную температуру 41°С и имеют по периметру люверсы для фиксации их взаимного расположения на полотнах фона и крепления к поверхности земли. Расстояние от полос до краев полотен фона не менее, чем в два раза превышает ширину полос и составляет 4400 мм. Полотна фона и полосы имеют призматические углубления (фиг. 2) шириной 1.2 мм, глубиной 0.6 мм, с углом наклона боковых поверхностей к основанию 120 градусов, регулярно расположенные на расстоянии 0.5 мм друг от друга для обеспечения диффузного отражения удовлетворяющего закону отражения Ламберта. Коэффициент отражения от элементов миры с диапазоном длин электромагнитных волн 3-5 мкм и/или 7-14 мкм имеет постоянное значение.
Для снижения теплового влияния подстилающей поверхности на энергетические характеристики, размещаемой на земле миры, на изнаночную поверхность полос дополнительно закрепляют полотна пенополиэтилена толщиной 5 мм.
Пример 3
2
2
Мира для настройки и определения параметров оптико-электронных систем инфракрасного диапазона (фиг. 1), содержит размещенные на поверхности полигона и перфорированные отверстиями диаметром 20 мм на расстоянии 50 мм полосы из нетканого полипропиленового материала «спанбонд» плотностью 200 г/м, обеспечивающего радиационную температуру 35°С, в виде 19 групп из трех одинаковых параллельных полос шириной 200 мм, 300 мм, 400 мм, 500 мм, 600 мм, 700 мм, 800 мм, 900 мм, 1000 мм, 1100 мм, 1200 мм, 1300 мм, 1400 мм, 1500 мм, 1600 мм, 1700 мм, 1800 мм, 1900 мм и 2000 мм. Полотна фона выполнены из нетканого полипропиленового материала «спанбонд» плотностью 200 г/м с нанесенным слоем алюминия, имеющего радиационную температуру 10°С и имеют по периметру люверсы для фиксации их взаимного расположения на полотнах фона и крепления к поверхности земли. Расстояние от полос до краев полотен фона не менее, чем в два раза превышает ширину полос и составляет 4400 мм. Полотна фона и полосы имеют призматические углубления (фиг. 2) шириной 1.2 мм, глубиной 0.6 мм, с углом наклона боковых поверхностей к основанию 120 градусов, регулярно расположенные на расстоянии 0.5 мм друг от друга для обеспечения диффузного отражения удовлетворяющего закону отражения Ламберта. Коэффициент отражения от элементов миры с диапазоном длин электромагнитных волн 3-5 мкм и/или 7-14 мкм имеет постоянное значение.
Для снижения теплового влияния подстилающей поверхности на энергетические характеристики, размещаемой на земле миры, на изнаночную поверхность полос дополнительно закрепляют полотна пенополиэтилена толщиной 10 мм.