红外隐身材料简介
日期：2019-05-04 21:17
红外探测系统依靠探测目标自身和背景的辐射差别来发现和识别目标,红外隐身涂料主要针对红外热像仪的侦察;旨在降低目标在红外波段的亮度,掩盖或变形目标在红外热像仪中的形状,降低其被发现和识别的概率。
1.红外隐身材料的设计原理
众所周知,任何物体都存在着热辐射,红外作战武器正是利用这些目标的辐射特性来探测和识别目标的,目前,红外探测主要有两种探测方法:一是点源探测;二是成像探测对于点源探测,根据红外点源探测方程可知,红外系统能探测目标的最大距离与目标辐射特性的平方根成正比,与大气透过率的平方根成正比,另外还与红外探测器本身的一些特性有关,因此要实现目标红外隐身,主要应从降低目标的红外辐射和大气的红外透过率着手。
对于成像探测,由于它主要是利用目标与背景的红外辐射差别通过成像来识别目标,因此,实现目标红外隐身,应设法使目标热象图与背景图相似,也就是说,通过调整目标的红外辐射,使目标在红外热图像上看与背景相融合。通过以上分析可以看出,利用涂料实现红外隐身,对于点源探测来说,就是降低目标涂层的红外发射系数;对于成像探测,就是调整目标涂层的红外发射系数,使其与背景辐射一致。由于高发射系数的涂料是比较容易获得的,因此不论是点源探测还是成像探测,对涂料的研究主要是寻找低红外发射系数的涂料。
对于红外隐身涂料的研究,应从两个方面进行。一是研究优良的红外透明胶黏剂,如国外的 KRATON树脂,尽管其物理力学性能并不很好,但在814ym波段具有良好的红外透明性。在研究红外透明胶黏剂时,可依据材料基团的红外谱图,从无机材料和有机材料两个方面寻找。二是研究填料,红外隐身低发射系数的获得在很大程度上取决于填料,填料主要有金属填料、着色填料和半导体填料。其中金属填料用得较多,如铝粉等,但由于金属填料在对激光、雷达隐身方面存在着许多缺陷,因而在应用中受到许多限制。着色填料主要是为了调色,以便与可见光伪装兼容,对红外发射系数的降低不起作用。
2.红外隐身对涂料性能的要求
红外隐身指的是热红外隐身(3~5m和8~14gm),利用涂料实现热红外隐身的基本要求是涂层的红外辐射特性与背景一致,通常通过测试涂层的红外发射率进行研究。一般而言,红外隐身可通过利用各种发射率的涂层对目标进行红外迷彩设计来实现。中高发射率涂层一般容易制备,关键是制备低发射率涂层而且低发射率涂层也有专门的隐身用途,它对一些目标的发热部件具有明显的降低表观温度作用。
另外,涂层的热惯量也是研究涂层红外隐身性能的一个重要参数。热惯量是材料对温度变化的热响应的量度,材料热惯量越小;其在白天和晚上的表观温度相差越大,材料热惯量越大,其在白天和晚上的表现温度相差越小。为了实现全天候红外隐身,涂层的热惯量应尽可能与背景材料的热惯量一致。红外隐身可用来对抗红外热像仪和红外制导武器等。
3.红外隐身原材料的选择与评价
目前,以降低发射率为主要目标的热隐身涂料主要性能指标是:目标表面的发射率(包括3~5pm和8-14pm的中远红外波段)cmR、在可地光和近红外波段的太阳能吸收率A=m及与其他波段隐身要求的兼容性。
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