СПЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДСТИЛАЮ- ЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И ТИПОВЫХ СЮЖЕТОВ

Объекты военной техники независимо от материала, из которого они выполнены, являются источниками инфракрасного излучения. ИК-излучение типовых объектов обладает признаками, индивидуальными для каждого такого объекта. На этой основе возможны обнаружение и идентификация объектов военной техники.

Тепловое излучение реальных объектов с помощью определенных коэффициентов сравнивают с излучением абсолютно черного тела, имеющего ту же температуру, что и реальный объект.

Абсолютно черное тело - это идеализированное понятие, с помощью которого оценивают возможный максимум излучения (или поглощения), который теоретически можно получить при данной температуре. Плотность излучения R_T , энергия в единицу времени с единицы поверхности, абсолютно черного тела определяется по закону Стефана – Больцмана: R_T= σ ∙ T⁴,

где T – температура абсолютно черного тела;

σ – постоянная Стефана – Больцмана.

У объектов военной техники распределение энергии по спектру имеет такую же закономерность, как и у абсолютно черного тела. Такие тела называются «серыми». Для них характерно следующее: отношение плотности излучения данного тела к плотности излучения абсолютно черного тела, имеющего такую же температуру, не зависит от длины волн и определяется некоторым коэффициентом теплового излучения ε_T. При этом поток излучения R_T реального объекта будет определятся как R_T = ε_τ∙σ∙ T⁴.

Если рассматривать не суммарное излучение от объекта, а его излучение в узкой области спектра, то коэффициент теплового излучения называют спектральным коэффициентом излучения и обозначают ε_λ.

Коэффициент теплового излучения ε_T зависит от материала излучающей поверхности, температуры тела и степени окисления материала Коэффициенты теплового излучения ε_T некоторых материалов, характерных для объектов военной техники, приведены в табл. 4. В этой же таблице приведены коэффициенты теплового излучения ε_T почвы, воды, льда , растений, различных строительных материалов, которые могут быть фоном для заданных объектов [7,8].

Таблица 4

Коэффициенты теплового излучения повышаются при увеличении шероховатости поверхности. Окраска поверхности также изменяет величину ε_τ .

Спектральный коэффициент теплового излучения материала объектов военной техники и возможного фона могут отличаться между собой в 2…4 раза.

Коэффициент теплового излучения воды близок к единице. Практически слой воды толщиной более 0,2 мм можно считать абсолютно черным телом для углов наблюдения до 50…60º.

Изменение энергетической яркости B при переходе от фона к объекту создает энергетически яркостный, температурный, контраст, который позволяет обнаруживать объекты военной техники и осуществлять их идентификацию. Величина контраста может быть оценена по соотношению

.

В инженерной практике контраст принято оценивать разностью, выраженной в единицах радиационной температуры ∆T.

Тепловое излучение объектов военной техники состоит из естественного теплового излучения, определяемого теплообменом между объектом и окружающей средой, и функционального, обусловленного нагревом деталей поверхности объектов военной техники за счет работы энергетических установок этих объектов.

Подробное функциональное тепловое излучение позволяет с помощью ТПВ-систем определять как состояние объекта в – работоспособном он состоянии или нет, так и тип объекта, сравнивая тепловизионные портреты идентифицируемых изделий.

Температурный контрастный различных типовых объектов относительно фона при расчетах максимальной дальности действия ИК- приборов характеризуется табл. 5.

Таблица 5

Для ряда материалов коэффициент излучения не зависит от температуры излучения. Это справедливо для объектов из титана, бериллия, а так же для тел, окрашенных алюминиевой краской. Для чистой стали коэффициент излучения быстро возрастает с увеличением температуры. Коэффициент излучения земли составляет ε_Т ≈ 0.35, энергетическая светимость квадратного метра почвы с температурой 283 ºК равна примерно 40 Вт/м².

Сила излучения обшивки стратегического бомбардировщика на высоте 30 км при скорости > 2М равна 4∙10³Вт/ср.