ИНФРАКРАСНЫЙ КАМУФЛЯЖ
INFRARED CAMOUFLAGE

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к средствам защиты информации, более конкретно, к экранирующим средствам, поглощающим электромагнитное излучение в спектре ближнего инфракрасного диапазона длин волн.
Уровень техники
Для защиты объектов от средств обнаружения в уровне техники применяется широкий спектр методов (см. Технические средства и методы защиты информации: Учебник для вузов / Зайцев А.П., Шелупанов А.А., Мещеряков Р.В. и др.; под ред. А.П. Зайцева и А.А. Шелупанова. - М.: ООО «Издательство Машиностроение», 2009 - 508 с).
Так, известно, что к демаскирующим признакам объектов в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра относятся: собственное (естественное) излучение нагретых тел и отраженное объектами (искусственное) ИК-излучение. Обнаружение цели возможно за счет различий в тепловой излучательной способности объекта и фона. При этом естественные источники ПК-излучений создают фоновое излучение, затрудняющее распознавание объектов. Естественные источники ИК-излучений бывают на земными (почва, лес и т.д.), атмосферными (облака, атмосферные газы) и космическими (солнце, луна, звезды).
Таким образом, сведение к минимуму различий между ПК-излучением объекта и фона, в частности, наземных естественных источников, позволяет повысить уровень защиты укрываемого объекта от средств инфракрасного обнаружения.
Обзор патентного уровня техники показывает известность средств, направленных на экранирование ИК-излучения.
Например, известен отражающий материал, состоящий из нескольких слоев, скрепленных иглопробивным способом (RU 2692274 С1, 24.06.2019). Недостатками известного материала является низкая теплоотражающая способность (около 40%). Кроме того, известное решение предназначено для создания тепловой защиты человека и не обеспечивает минимизацию различия между излучением объекта и излучением фона, т.е. не может быть использовано в качестве средства маскировки объектов.
К более близкому по сущности предлагаемого изобретения решению можно отнести известное из (ЕА 201800485 А1, 30.08.2019) теплорадиопоглощающее покрытие, выполненное многослойным. В известном решении ламинирующие оболочки слоем выполнены из стеклоткани. К недостаткам известного решения можно отнести сложность конструкции. Несмотря на назначение, решение обеспечивает снижение контрастности зондируемого объекта по отношению к фону лишь в диапазоне 8-12 ГГц, не соответствующему ИК-диапазону.
Предложенное изобретение направлено на преодоление недостатков уровня техники и обеспечивает достижение основного технического результата, заключающегося в повышении защищенности укрываемого объекта от обнаружения в инфракрасном диапазоне частот.
Раскрытие изобретения
Для достижения указанного технического результата предлагается инфракрасный камуфляж, выполненный из наборных сегментов, стыкованных клапанным способом, каждый из которых состоит из последовательных скрепленных между собой слоев, в качестве первого из которых использована стеклоткань марки «Е» с покрытием из металлизированной полиэфирной смолы 25 мкм, обращенной в сторону укрываемого объекта, в качестве второго слоя использован теплоизоляционный иглопробивной мат на основе 100% алюмоборосиликатного стекла толщиной от 4 до 25 мм, а в качестве третьего наружного слоя использована стеклоткань марки «Е» с двухсторонним силиконовым покрытием.
В дополнительном варианте осуществления изобретения пошив слоев осуществляется негорючими металлизированными нитями с одновременной обработкой швов силиконовым клеем.
В еще одном дополнительном варианте осуществления изобретения на наружном слое камуфляжа дополнительно нанесено цветное маскирующее изображение в виде деформационной маски.
В нижеследующем разделе описания представлены сведения, показывающие, каким образом возможно осуществление изобретения с достижением указанного, а также иных следующих для специалиста технических результатов.
Осуществление изобретения
Ниже представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения.
Для более полного раскрытия сущности изобретение иллюстрируется поясняющими чертежами, на которых представлено:
фиг. 1 - комплексное конструктивное исполнение;
фиг. 2 - вид теплоотражающего покрытия в разрезе;
фиг. 3-4 - замер температуры;
фиг. 5-7 - результаты экспериментов.
На фиг. 1 представлен вариант осуществления, согласно которому в качестве объекта использовано транспортное средство. Теплоотражающее покрытие размещено на каркасе, выполненном из анодированного алюминиевого конструкционного профиля. Габариты профиля соответствуют габаритам транспортного средства с образованием воздушного зазора. При этом обеспечения масштабируемости и унификации камуфляж выполнен из наборных (модульных) сегментов, позволяющих адаптировать (унифицировать) камуфляж под размер укрываемого объекта. Стыковка сегментов выполняется вкладочным (клапанным) способом, позволяющим избежать переноса тепловой энергии. На наружном слое камуфляжа дополнительно нанесено цветное маскирующее изображение в виде деформационной маски (Город, Лес/Поле, Пустыня и т.п.), что вследствие видового искажения обеспечивает комплексность маскировки.
Конструктивно инфракрасный камуфляж изготавливается из теплоотражающего покрытия (ТОП), состоящего из теплоотражающих (изолирующих) материалов с наличием обязательной воздушной прослойки между укрываемым объектом и материалом камуфляжа.
Общий вид в разрезе представлен на рисунке 2, где под соответствующими позициями обозначены: 1 - отражательный материал; 2 - теплоизоляционный иглопробивной мат; 3 - стеклоткань с двухсторонним силиконовым покрытием.
Отражательным материалом первого слоя является стеклоткань марки «Е» с покрытием из металлизированной полиэфирной смолы 25 мкм, обращенной в сторону укрываемого (маскируемого) объекта.
Требования к волокнам стеклоткани марки «Е» известны, например, из стандарта ASTM D578-98.
Покрытие стеклоткани металлизированной полиэфирной смолой 25 мкм позволяет отражать до 90% ПК излучения объекта, обеспечивая защиту при длительном воздействии высоких температур. С обратной стороны материала нанесена силиконовая пропитка, придающая материалу износостойкость, газо- и паронепроницаемость.
Физические характеристики первого слоя материала представлены в таблице 1.
В качестве второго слоя (наполнителя) в камуфляже используется теплоизоляционный иглопробивной мат на основе 100% алюмоборосиликатного стекла.
В зависимости от мощности источника излучения, исполнение варьируется от 4 мм до 25 мм.
Данный изоляционный материал является морозостойким, устойчивым к температуре, имеет низкую теплопроводность и высокую стойкость к влиянию пара, масла, воды, не меняет своих свойств и качеств при транспортировке и эксплуатации.
Физические характеристики второго слоя материала представлены в таблице 2.
В качестве третьего (наружного) слоя в камуфляже используется стеклоткань марки «Е», с двухсторонним силиконовым покрытием, что обеспечивает механическую прочность и стойкость к воздействию окружающей среды, разбавленным кислотам, щелочам, искрам и брызгам металла. Стеклоткань марки «Е» в соответствии с ГОСТ 30244-94 по степени горючести относится к группе Г1, в соответствии с ГОСТ 30402-96 относится к группе воспламеняемости В1, по требованиям пожаро-взрывоопасности соответствует ГОСТ 121.044-89.
Физические характеристики стеклоткани с двухсторонним силиконовым покрытием представлены в таблице 3.
Благодаря идентичной теплопроводности материала сухому грунту достигается эффект усреднения термограммы с окружающим инфракрасным фоном местности.
В целях сохранения целостности камуфляжа при внешних воздействующих факторах, в том числе повышенной температуры и воздействия открытого пламени, технология изготовления конструктива изделия осуществляется пошивом слоев негорючими металлизированными нитями с одновременной обработкой швов силиконовым клеем для придания им герметизации.
Учитывая, что текстильные материалы обладают высокой пористостью, сравнительно малой площадью контакта между отдельными волокнами и мало различаются по теплопроводности, их теплопроводность определяется в значительной мере теплопроводностью воздуха в замкнутых порах и конвекцией через открытые поры. С увеличением пористости структуры до определенного предела теплопроводность текстильных материалов снижается, так как теплопроводность воздуха ниже теплопроводности волокон. Однако при дальнейшем повышении пористости, когда появляются незамкнутые сквозные поры, теплопроводность материалов повышается, так как важную роль начинает играть конвекция.
С учетом этого, важным значением для подтверждения реализации поставленной задачи является проведение натурного эксперимента, подтверждающего отражательные, теплоизоляционные негорючие свойства материала.
При проведении эксперимента в качестве экспериментального образца взят образец многослойного теплоотражающего (изолирующего) материала размером 200×200 мм, изготовленного согласно вышеприведенному описанию.
Прикладывая тепловое воздействие к одной из сторон материала с использованием строительного фена, контролировалось пятно теплового воздействия Тепловизором Testo 865 (фиг. 3). Температура пятна на поверхности термоконтакта составила 136°С.
Одновременно с этим осуществлялся замер температуры с оборотной стороны изделия (фиг. 4). Температура на оборотной поверхности составляет 31,6°С.
При длительности теплового воздействия на термограмме отчетливо виден прогрев одного слоя стекловолокна, температура которого за время воздействия t=10 мин поднялась до 120°С. Также наблюдалась конвекция на прошивном шве, температура шва на термограмме составила 56,4°С.
Температура общего фона ТОП при длительном тепловом воздействии в 136°С не поднялась выше 32°С. Температура фона составила 23°С. Разность температуры между фоном термограммы и объекта испытания при этом составила 9°С.
Это является достаточным для усреднения термограммы с окружающим инфракрасным фоном, т.е. обеспечения маскирования укрываемого объекта.
Дополнительно был проведен натурный эксперимент с укрытием транспортного средства на местности (фиг. 5-7).
На фиг. 5 позициями обозначены: a - температура на поверхности ПК камуфляжа 3,5°С, b - температура автомобиля 47°С (автомобиль расположен снаружи).
На фиг. 6 позицией обозначено: с - температура поверхности с автомобилем внутри 4,2°С.
На фиг. 6 позициями обозначены: d - температура поверхности внутри конструкции 29,8°С.
Таким образом, результаты экспериментов подтверждают эффективность применения предложенного изобретения для скрытия (искажения) тепловой сигнатуры укрываемого объекта и обеспечения средней термограммы с окружающим инфракрасным фоном местности.