УСТРОЙСТВО МАСКИРОВКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области военной техники, в частности к устройствам снижения тепловой заметности подвижных агрегатов при длительно работающем двигателе на полевой позиции, в том числе и дизель генераторов, что позволяет повысить эффективность маскировки в инфракрасном (ИК) диапазоне за счет снижения температурного фона выхлопной трубы и газа.
Одной из важных задач маскировки является скрытие наземных подвижных объектов, с установленными внутри источниками тепла, которые являются демаскирующим признаком их функционирования в ИК-диапазоне спектра длин электромагнитных волн (ЭМВ) в условиях ведения современных средств разведки и наведения высокоточного оружия по выявленным видовым демаскирующим признакам и признакам их деятельности [Маскировка войск и войсковых объектов: учебное пособие / В.А. Кривилев, А.Г. Булахов, С.С. Волков. - М.: ВИА, 1996. - 304 с.].
Одним из способов, устраняющим наличие основного видового демаскирующего признака функционирования наземного подвижного объекта с установленными внутри агрегата источниками тепла, является снижение температуры его нагретых частей за счет их экранирования с одновременным отводом теплового потока в места для его дальнейшего принудительного охлаждения.
Известно, что основными источниками излучения подвижных объектов являются
видимые нагретые детали двигателя;
вся поверхность корпуса транспортного средства;
выхлопные газы.
В общем балансе ИК-излучений на долю выхлопной трубы и газа приходится до 30-35%.
Известно устройство маскировки подвижных объектов (патент RU 2178137, опубликовано 10.01.2002 г.), содержащее размещенные на транспортном средстве выхлопную трубу с установленной на ней второй трубой и вентилятор, причем вторая труба снабжена термоизоляционным материалом, например пенопластом, а вентилятор установлен напротив среза выхлопной трубы. Вентилятор, установленный напротив среза выхлопной трубы, нагнетает холодный воздух на струю выхлопных газов, тем самым направляя воздушный поток против направления выхода выхлопных газов.
Данное устройство приводит к снижению КПД двигателя, так как воздушный поток, создаваемый вентилятором, препятствует свободному выходу отработанных газов. Часто вентилятор невозможно установить напротив среза выхлопной трубы, так как вентилятор будет выходить за габариты объекта.
Прототипом предлагаемого решения является маскировочное устройство (патент RU 2594475, опубликовано 20.08.2016 г.), содержащее полый элемент, внутри которого во время работы устройства происходит движение демаскирующего газа, полый элемент расположен встык к месту появления демаскирующего газа, выход и/или забор демаскирующего газа с применением устройства за счет применения полого элемента происходит в месте и/или направлении, отличном от места и/или направления выхода и/или забора демаскирующего газа в месте появления демаскирующего газа и обеспечивающим затруднение обнаружения, и/или распознавания маскируемого объекта, и/или наведение на маскируемый объект высокоточных боеприпасов, при этом маскировочное устройство может включать в себя также один или несколько вентиляторов, создающих поток по ходу движения демаскирующего газа, и/или нагревателей, и/или охладителей, и/или иных приборов, изменяющих состояние демаскирующего газа с целью снижения его демаскирующих свойств и не создающих потока против движения демаскирующего газа, в том числе, но не исключительно расположенных внутри полого элемента; при этом полый элемент может быть полностью или частично расположен внутри или снаружи маскируемого объекта, может представлять собой жесткую и/или гибкую конструкцию, состоящую из отдельных элементов с возможностью их соединения и отсоединения или неразборную, а также полый элемент может быть выполнен из материала, скрывающего хотя бы один демаскирующий признак, в том числе теплоизолирующего, и/или теплоотражающего, и/или имеющего маскировочную окраску, и/или радиопоглощающего и т.п., (а маскировочное устройство в целом может содержать имитатор маскируемого объекта или части маскируемого объекта хотя бы в одном диапазоне длин волн и средство крепления имитатора к маскируемому объекту, характеризующееся тем, что имитатор вынесен за габариты маскируемого объекта, в том числе, но не исключительно с подачей демаскирующего газа в имитатор через полый элемент).
Данное устройство не позволяет полностью исключить демаскирующие признаки работающего дизеля, такие как: черный, белый и голубой дым длительно работающего дизельного двигателя, а также запах от выхлопных газов. Часто вентилятор невозможно установить напротив среза выхлопной трубы, так как вентилятор будет выходить за габариты объекта.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка устройства, для отвода теплового потока в места для его дальнейшего принудительного охлаждения до уровня температуры шумов фона, позволяющего снизить температурный фон и уровень шума выхлопных газов, длительно стоящего на полевой позиции агрегата с постоянно работающим ходовым двигателем или дизель-генератором, что повышает эффективность маскировки подвижных объектов в ИК-диапазоне. Предполагается, что подвижный объект, осуществляющий выброс отработанных газов, развернут на полевой позиции, как для наиболее сложной для маскировки ситуации.
Технический результат достигается тем, что в устройство маскировки транспортного средства, состоящее из охладителя и полого элемента, который расположен встык к глушителю снаружи маскируемого объекта и выполнен в виде гибкой конструкции, состоящей из отдельных элементов с возможностью их соединения и отсоединения, введен охладитель, выполненный в виде бака для воды с напорным насосом, закрепленным снизу бака для воды, и размещенным перед глушителем, при этом точка впрыска воды в систему выхлопа находится выше уровня глушителя не менее чем на 15 см, а также введен многокамерный водяной замок с горизонтально разделяющей перегородкой и трубой подъема воды через центр, соединенный с выходным патрубком глушителя.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованиям новизны.
Техническая сущность заявляемой полезной модели представлена на фиг. 1 и фиг. 2.
Устройство маскировки транспортного средства состоит из двигателя внутреннего сгорания 1, сажевого фильтра 2, бака для запаса воды 3 с закрепленным снизу бака для запаса воды 3 напорным насосом 4, соединенным с устройством для впрыска воды 5 в систему выхлопа, устройство для впрыска воды 5 размещено выше уровня глушителя 6 на 15 см, многокамерного водяного замка 7 с горизонтально разделяющей перегородкой 8 и трубой подъема воды через центр 9, обеспечивающего глушение шума выхлопа с минимальным противодавлением, соединенного входным патрубком 10 с глушителем 6. Движение демаскирующего газа от работающего двигателя внутреннего сгорания происходит по полым элементам 11, 12 и входному патрубку 10.
Перечисленные элементы соединены между собой при помощи сборочных операций с образованием конструктивного единства и реализации заявленной полезной модели.
В устройстве для впрыска воды 5, установленном в полом элементе 12 системы выхлопа, размещены форсунки 13.
Полый элемент 11 расположен встык к месту появления демаскирующего газа при работающем двигателе внутреннего сгорания 1.
На маскируемом объекте устанавливается сигнализатор температуры выхлопных газов (на фиг. 1 условно не показан). Этот сигнализатор обеспечивает подачу визуального и звукового сигнала тревоги, когда температура в выхлопной магистрали или глушителе превышает приемлемый уровень. Температурные датчики, размещаются в полом элементе 12.
Устройство маскировки транспортного средства работает следующим образом.
Выполнить сборочные операции для образования конструктивного единства и реализацию заявляемой полезной модели в соответствии с фиг. 1.
После запуска двигателя внутреннего сгорания 1 выхлопные газы по полому элементу 11 поступают в сажевый фильтр 2. Выхлопные газы, попадая в сажевый фильтр 2, очищаются фильтрующим элементом от твердых частиц и от элементов несгоревшего топлива, далее по полому элементу 12, оборудованному устройством для впрыска воды 5 попадают в глушитель 6. Одновременно из бака с запасом воды 3 напорным насосом 4, подается вода в устройство для впрыска воды 5, находящегося выше уровня глушителя 6 на 15 см. Вода, подаваемая напорным насосом 4, распыляется форсунками 13 в полом элементе 12. Распыленная струя воды, вводимая в полый элемент 12 под давлением, созданным посредством напорного насоса 4, входит в контакт в полом элементе 12 с выхлопными газами, которые проходят через полый элемент 12 в виде потока через распыленную струю воды. Далее выхлопные газы, смешанные с распыленной водой, попадают по полому элементу 12 в глушитель 6. Во время перемещения смеси выхлопных газов по полому элементу 12 и в глушителе 6 часть воды испаряется под действием нагретых выхлопных газов.
Выхлопные газы, имеющие характерный тепловой контраст с окружающей средой, смешиваясь с впрыскиваемой водой в полом элементе 12, понижают, таким образом, свою температуру. Температура выхлопных газов может быть понижена на 250°С, в то время как температура выхлопных газов на выходе из дизельного двигателя может достигать 300-600°С. Часть охлаждаемой жидкости и продукты сгорания при этом попадают в камеру глушителя 6. Вода, смешивается с выхлопными газами, понижает их температуру. Поскольку смешивание происходит перед глушителем, существует возможность попадания оставшейся после остановки двигателя воды, при определенных положениях подвижного агрегата через выхлопную систему в цилиндры двигателя. Для исключения этого явления устройство для впрыска воды 5 расположено выше уровня глушителя 6 на 15 см. Далее выхлопные газы через входной патрубок 10 поступают в многокамерный водяной замок 7 с горизонтально разделяющей перегородкой 8 и трубой подъема воды через центр 9, обеспечивающий глушение шума выхлопа с минимальным противодавлением. Таким образом, происходит отвод теплового потока от двигателя внутреннего сгорания 1 за габариты маскируемого объекта с его принудительным охлаждением до уровня температуры шумов фона, что позволяет снизить температурный фон и уровень шума выхлопных газов, длительно стоящего на полевой позиции агрегата с постоянно работающим ходовым двигателем или дизель-генератором, что повышает эффективность маскировки подвижных объектов в ИК-диапазоне в зависимости от расположения маскируемого объекта и требований к его маскировке.
Предложенное устройство позволяет существенно уменьшить энергетическое излучение выхлопных газов и трубы мобильного объекта, т.е. сглаживать контраст тепловых излучений объекта и окружающего фона, что обеспечивает повышение эффективности маскировки в ИК-диапазоне ЭМВ на 15-20%.
Критерием не обнаружения объекта является условие:
где -  контраст фона и отводимого теплового потока после охлаждения выхлопных газов.
Тепловое излучение характеризуется плотностью излучения, которое зависит от материала и состояния поверхности, а также абсолютной температуры тела. Плотность излучения описывается яркостной (радиационной) температурой, распределение которой по поверхности объекта определяет тепловой «портрет» объекта.
На практике чаще используют температурный контраст поверхностей объекта и фона, взятый по модулю [Маскировка войск и войсковых объектов: учебное пособие / В.А. Кривилев, А.Г. Булахов, С.С. Волков. - М.: ВИА, 1996. - 304 с.]:
,
об
ф
где Т, Т - радиационная температура объекта и фона соответственно в градусах Цельсия или Кельвина.
рф
Проведенные расчеты при температуре окружающей среды от 15°С до 20°С, относительной влажности воздуха ϕ=65-70%, и температуре источника излучения 65-75°С при расположении объекта на растительном фоне с Т=12-15°С показывают, что условия не обнаружения  по установленному критерию не обнаружения электроагрегата в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ выполняется в установленном процессе поэтапного комбинированного охлаждения теплового излучения нагретых выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания подвижного агрегата в процессе применения заявляемой полезной модели.
Таким образом, в заявляемой полезной модели расширены функциональные возможности устройства маскировки транспортного средства, длительно стоящего на полевой позиции агрегата с постоянно работающим ходовым двигателем или дизель-генератором, позволяющие снизить температурный фон и уровень шума выхлопных газов в приземном слое атмосферы до уровня температуры шумов фона, что повышает эффективность маскировки подвижных объектов в ИК-диапазоне.