فناوری مخفی کاری بر کاهش انرژی های انعکاس و تابش، سطح بدن هدف در محدوده بصری، راداری، حرارتی و نزدیک IR و غیره تاکید دارد. ارائه راهکارهای کاهش تشعشعات با شدت IR حرارتی یکی از اقدامات مناسب در پدافند غیرعامل برای شناسایی توان و هدف قرار دادن دشمن است. بنابراین، سؤالاتی مطرح می شود: تابش شدت IR حرارتی سطح ظرف سالن چقدر است؟ تاثیر هر پارامتر چقدر است؟ در این پایان نامه سعی شده است نرم افزاری برای پاسخ به این سوالات ارائه شود. نرم افزار ارائه شده تابش شدت IR حرارتی سطح ظرف سالن توسط ماده ماده، دمای سطح ظرف سالن، وضعیت و ویژگی آشکارساز حرارتی را اندازه گیری می کند. توجه به ضریب انتقال اتمسفر محیط این نرم افزار با تغییر پارامترهای موثر بر تابش IR حرارتی، تابش حرارتی روی آشکارساز حرارتی را در شرایط مختلف محاسبه می کند.

کلمات کلیدی:

تشعشع شدت، مادون قرمز حرارتی، آشکارساز حرارتی، عصبی کشتی نظامی هندسه

1. مقدمه

یکی از اقدامات پدافند غیرعامل برای کشتی ها (کشتی ها) کاهش یا حذف علائم قابل شناسایی برای حسگرهای نظامی است که باعث اختفا و استتار شناورهای نظامی می شود. علائم قابل شناسایی به نوع حسگر شناسایی دشمن بستگی دارد. بنابراین برای اقدامات پدافند غیرعامل، تعیین سطح علائم قابل شناسایی ضروری است [ 1 ] [ 2 ].

1.1. سنسورهای حرارتی

حسگرهای حرارتی به عنوان گیرنده‌های غیرفعال، وظیفه شناسایی اهدافی را بر عهده می‌گیرند که دارای تابش حرارتی متفاوت با پس‌زمینه خود هستند و در طیف مادون قرمز حرارتی در دو باند 3 – 5 و 8 – 14 میکرومتر (با توجه به حرارت سطح بدنه شناور) کار می‌کنند. و هدف را با تمایز هدف تشعشع حرارتی از پس زمینه شناسایی کنید [ 3 ].

1.2. تشعشعات مادون قرمز یک کشتی

اشعه مادون قرمز حرارتی یک کشتی به دو دسته تقسیم می شود:

1) تشعشعات حرارتی ناشی از گرمای داخلی ظرف: که از عملکرد تجهیزات مکانیکی و الکترونیکی مانند موتور اصلی و کمکی کشتی، آشپزخانه شناور، محل استقرار کارکنان و سایر فعالیت‌هایی که گرمای آن از ظرف خارج می‌شود، ناشی می‌شود. سیستم های تهویه مطبوع کشتی و دودکش ها [ 4 ] [ 5 ]، که مورد نظر این مقاله نیست.

2) تابش حرارتی سطح بدنه کشتی، که از گرم شدن توسط منابع خارج از کشتی مانند خورشید و محیط [ 4 ] – [ 7 ] ناشی می شود. در این مقاله قصد داریم شدت تابش حرارتی سطح بدنه کشتی را محاسبه کنیم.

در این تحقیق، پارامترهای موثر بر تابش مادون قرمز حرارتی از منابع و کتاب‌های مختلف [ 3 ] [ 6 ] استخراج شده و با کدگذاری کامپیوتری موفق به دست‌یابی به الگوریتم محاسباتی تابش حرارتی فروسرخ سطح بدنه شناور برای حسگر حرارتی در موقعیت‌های مختلف در اطراف کشتی شد. کشتی.

تحقیقات مشابهی توسط مراکز علمی کشورهایی مانند بلژیک، کانادا و سایر کشورهای پیشرو در علم و فناوری مانند نرم افزار OSMOSIS طراحی و توسعه یافته است، اما به دلیل کاربردهای نظامی، در دسترس نیست [ 2 ]. میلوسکی و همکاران در سال 2012 روش های منتخب اصلاح امضای مادون قرمز کشتی و اثربخشی استتار مادون قرمز را مورد بحث قرار داد. تجزیه و تحلیل های نظری با اندازه گیری های تجربی انجام شد. دوربین‌های مادون قرمز کلاس اندازه‌گیری و طیف‌سنج‌های تصویربرداری به منظور تعیین وجود تابشی از انواع سطوح مختلف استفاده شدند [ 4 ]] . دیویس و همکاران در سال 2002 نشان داد که چگونه می توان از تکنیک های مختلف شبیه سازی برای طراحی و تعیین زیرسیستم هایی استفاده کرد که بر امضای نهایی IR یک وسیله نقلیه تأثیر می گذارد. سپس می توان این زیرسیستم ها را با جزئیات برای ساخت پلت فرم مشخص کرد [ 5 ]. Schleijpen در سال 2010 مجموعه ای از ابزارهای شبیه سازی را ارائه می دهد که می تواند برای ارزیابی اثربخشی این اقدامات مورد استفاده قرار گیرد. مجموعه ابزار شامل زنجیره‌ای از مدل‌ها است که امضای فروسرخ یک کشتی (EOSM) را محاسبه می‌کند، تصویر فروسرخ کشتی را در پس‌زمینه واقعی دریا و آسمان (EOSTAR) تولید می‌کند و رفتار جستجوگر موشک مادون قرمز را در برابر این تصاویر و تعیین می‌کند. شبیه سازی کامل پرواز موشک از جمله استقرار اقدام متقابل (EWM) [ 8 ].

هدف نهایی این تحقیق کاهش تابش مادون قرمز حرارتی بدنه شناور است که برای رسیدن به این هدف نیازمند نرم افزار مناسب برای شبیه سازی کامپیوتری سطوح تابش مادون قرمز حرارتی بدنه شناور هستیم. بنابراین باید پارامترهای موثر این نرم افزار معرفی و معادلات مناسب برای محاسبه این پارامترها در نظر گرفته شود. همچنین با شناسایی دقیق پارامترهای درگیر در تشعشعات مادون قرمز حرارتی می توان روش مناسبی را برای کاهش تابش ارائه داد.

2. اشعه مادون قرمز حرارتی

انتقال حرارت بین پدیده های گرم و محیط اطراف به سه روش رسانایی، قراردادی و تابش انجام می شود. رسانایی و انتقال حرارت متعارف مستلزم تغییر دما در مواد است، اما انتقال حرارت تشعشعی به مواد نیاز ندارد. هدف از تابش حرارتی انرژی تابشی است که از اجسام به دلیل دمای آنها تابش می کند. در دمای بالاتر از صفر مطلق، تمام اجسام تشعشعات حرارتی ساطع می کنند[ 6 ] .

تابش حرارتی نیز به عنوان بخشی از طیف الکترومغناطیسی مشخص می شود که دارای طول موج 0.1 تا 100 میکرومتر است، زیرا تابش ساطع شده از اجسام به دلیل دمای آنها اغلب به طور کامل در این محدوده طول موج رخ می دهد. بنابراین تابش حرارتی شامل تابش کاملاً مرئی و بخشی از مادون قرمز و بخشی از اشعه ماوراء بنفش است[ 6 ] [ 9 ] .

انرژی ساطع شده از اجسام فقط به دلیل دمای آنها برای ما مهم است. الکترون‌ها، اتم‌ها و مولکول‌های تمام جامدات، مایعات و گازها با دمای بالای صفر دائماً حرکت می‌کنند، بنابراین با همان کیفیتی که در کل حجم ماده جذب و انتقال دارند، دائماً تشعشع می‌کنند، یعنی تابش یک پدیده حجمی است.

اما برای جامدات مات (بدون انتقال) مانند فلزات، چوب و سنگ، تابش یک پدیده سطحی در نظر گرفته می شود، زیرا تابش ساطع شده از لایه داخلی هرگز به سطح نمی رسد و تشعشعات ورودی به این اجسام معمولاً توسط یک سطح جذب می شوند. لایه چند میکرونی خواص تشعشعی سطوح را می توان با استفاده از پوشش لایه های نازک روی آنها کاملاً تغییر داد [ 10 ].

به منظور استخراج جاده از تصویر ماهواره ای، روش ها معمولاً بسته به وضوح مکانی و ویژگی های حسگر است. در این تصاویر، جاده ها به صورت خطوط نازک در وضوح پایین و در تصویر با وضوح بالا نشان داده شده اند. جاده ها به عنوان منطقه همگن ظاهر می شوند [ 7 ]. روش‌های مختلفی برای طبقه‌بندی تصاویر وجود دارد که شبکه‌های عصبی یکی از روش‌های پرکاربرد در این زمینه است در این تحقیق، تصویر از طریق شبکه عصبی طبقه‌بندی شده و به دو دسته جاده‌ای و غیر جاده‌ای تقسیم می‌شود. در ادامه، طبقه‌بندی با روش شبکه‌های عصبی به اختصار مورد بحث قرار می‌گیرد.

3. معادلات شدت تابش حرارتی

3.1. بدن سیاه

جسم سیاه به عنوان یک پایه استاندارد برای مقایسه خواص تشعشعی سطوح واقعی استفاده می شود. یک جسم سیاه به عنوان کاملاً جذب کننده و پخش کننده تابش [ 11 ] [ 12 ] تعریف می شود.

3.2. قدرت تابشی

قانون استفان بولتزمن: در سال 1884 ثابت کرد که تابش جسم سیاه به شرح زیر است:

(1)

در این معادله، تابش تابش حرارتی متناسب با توان چهارم دمای مطلق است و ثابت [ 11 ] [ 12 ] است.

قانون انتشار پلانک: قانون استفان بولتزمن قدرت گسیل عمومی جسم سیاه E b را می دهد که مجموع تابش ساطع شده در تمام طول موج ها است. گاهی لازم است قدرت گسیل طیفی جسم سیاه را بدانیم، که مقدار انرژی تابشی است که یک جسم سیاه در دمای مطلق T در ثانیه، در هر سطح و در واحد طول موج در محدوده طول موج ساطع می‌کند.

رابطه ای در سال 1901 توسط ماکس پلانک برای گسیل طیفی جسم سیاه Ebλ ارائه شد که در ارتباط با نظریه کوانتومی وی است. این رابطه به عنوان قانون انتشار پلانک شناخته می شود و به صورت زیر بیان می شود [ 11 ] [ 12 ]:

(2)

C 1 و C 2 ثابت هستند و T دما بر حسب کلوین (دمای 273+ بر حسب ˚C) و طول موج دمای متناظر است.

حداکثر طول موج تابش با قانون جابجایی وین محاسبه می شود. این رابطه اساسا توسط ویلی در سال 1894 با استفاده از ترمودینامیک کلاسیک [ 11 ] [ 12 ] بیان شده است.

(3)

ضریب انتشار یک سطح به عنوان نسبت تشعشعات ساطع شده توسط یک سطح به تابش ساطع شده توسط جسم سیاه در همان دما تعریف می شود. ضریب انتشار یک سطح نشان داده شده است و از 0 تا 1 متغیر است . ضریب انتشار شباهت یک سطح را برای تقریب آن با جسم سیاه نشان می دهد  [ 11 ] [ 12 ] .

شدت تابش حرارتی به معنای مقدار انرژی حرارتی تابش شده از واحد سطح (به عنوان مثال یک متر مربع) عمود بر ضربه انتشار، با طول موج متناسب با دمای سطح است. بنابراین شدت تابش یک خاصیت حجمی است که با معادله زیر محاسبه می شود [ 11 ] [ 12 ].

(4)

در معادله فوق، شدت تابش حرارتی با راس و زاویه طول موج مشخص شده است و E e توان انتشار تابش حرارتی یک سطح واقعی با طول موج مشخص تقسیم بر مساحت dA، زاویه مشاهده سطح مورد نظر در امتداد زاویه فضایی در محدوده تک طول موج . واحد شدت تابش طیف بر حسب .

در معادله فوق توان انتشار جسم واقعی با طول موج و جهات منفرد را می توان به صورت زیر نوشت:

(5)

که در آن واحد است . در شکل 1  در واقع مساحتی از نمای  [ 11 ] [ 12 ] است.

4. مواد و روش ها

شبیه سازی کامپیوتری برای مدل سازی، محاسبات و تحلیل های مختلف استفاده می شود. شبیه سازی امکان مدل سازی مخزن واقعی را فراهم می کند تا محاسبات روی مدل انجام شود و تحلیل مورد نظر به دست آید.

در این تحقیق برای مدلسازی محاسبات تابش حرارتی فروسرخ بدنه شناور، از تکنیک شبیه سازی کامپیوتری برای بدست آوردن شدت تابش مادون قرمز حرارتی بدنه کشتی مورد نظر با مشخصات و موقعیت تعیین شده استفاده شده و در نتیجه آنالیز مناسب برای اندازه گیری و کاهش حرارت انجام شده است. سطح تابش مادون قرمز

شکل 2 روش های محاسبه اشعه مادون قرمز حرارتی بدنه کشتی را بیان کرده است.

4.1. رسم ظرف هندسه

در این پروژه از نرم افزار 3D MAX استفاده شد که دارای قابلیت های مناسبی بود و پس از ترسیم هندسی بدنه، سطح بدنه به شبکه های مثلثی تقسیم شد. هر چه تعداد مش های سطحی بدنه بیشتر باشد، دقت ترسیم هندسه بدنه افزایش می یابد اما با افزایش تعداد مش، تعداد و زمان محاسبات نیز افزایش می یابد. بنابراین کامپیوترهای قدرتمندی برای انجام محاسبات مورد نیاز خواهند بود.

استفاده از اطلاعات هندسی در صورتی امکان پذیر است که بتوان اطلاعات هندسی بدنه شناور را به داده های عددی تبدیل کرد. این داده ها شامل مختصات بدنه کشتی است که بر محاسبه مساحت و بردار نرمال سطوح کوچک بدنه کشتی و سایر محاسبات تأثیر می گذارد ( شکل 3 ).

4.2. انتقال داده ها به نرم افزارهای محاسباتی

داده‌های هندسی کشتی که با فرمت خروجی شی از نرم‌افزار هندسی استخراج می‌شوند باید در نرم‌افزار Arc GIS قابل استفاده باشند. بنابراین ویرایش مورد نیاز روی داده های ذکر شده انجام می شود تا قابل استفاده باشد ( شکل 4 ).

4.3. برنامه نویسی در VBA در ARCGIS

پس از ورود داده ها در ARC MAP، داده های موجود باید اکنون برای محاسبه شدت تابش حرارتی استفاده شوند. هدف از این پروژه تعیین شدت تابش مادون قرمز حرارتی بدنه شناور به سمت سنسور حرارتی با موقعیت و ویژگی های تعریف شده حسگر حرارتی می باشد. بنابراین از رابطه (4) برای محاسبه شدت تابش حرارتی استفاده می شود ( شکل 5 ).

همچنین از قانون انتشار پلانک برای محاسبه توان تابش مادون قرمز حرارتی و از قانون جابجایی وین برای محاسبه حداکثر طول موج استفاده می کنیم.

4.4. مفروضات موضوع

1) دما ثابت در نظر گرفته می شود.

2) سطح بدنه همدما در نظر گرفته می شود.

3) تغییرات دما به دلیل قرارداد صفر در نظر گرفته می شود که به معنی ایستایی کشتی است.

4) طول موج مورد استفاده: حداکثر طول موج بر اساس دمای سطح بدنه.

5) جنسیت کل سطح بدنه برابر در نظر گرفته می شود، بنابراین مسئله دارای ضریب انتشار یکسانی برای کل سطح کشتی است و این مقدار قابل تغییر است.

6) سطح سنسور و محل سنسور حرارتی قابل تنظیم است و مقدار آنها قابل تغییر است.

7) ضریب عبور اتمسفر را ضریب انتقال کامل تابش حرارتی می دانند.

8) بردار نرمال سطح سنسور حرارتی در برخورد مبدأ مختصات است.

4.5. اطلاعات مورد نیاز را وارد کنید

در این برنامه دو حالت برای اندازه گیری تشعشع در نظر گرفته شده است. در حالت اول فرض می شود که حسگر در فاصله مشخصی از کشتی قرار دارد و به دور آن می چرخد، سطح تشعشع برای هر کشتی 45 درجه محاسبه می شود.

شکل 1 . ماهیت جهت دار تابش (الف) انتشار تشعشع از سطح دیفرانسیل dA 1 در سطح دیفرانسیل dA n تحت زاویه فضایی . (ب) سیستم مختصات کروی.

شکل 2 . روش های محاسبه تابش حرارتی مادون قرمز بدنه کشتی.

شکل 3 . هندسه جسم شناور

شکل 4 . هندسه بدنه شناور را به ARC MAP وارد کنید.

اطلاعات مورد نیاز شامل فاصله سنسور تا شناور و ارتفاع حسگر و میانگین مختصات X,Y,Z برای اندازه گیری فاصله این نقطه می باشد. برای این منظور فرض بر این است که در حالت دوم سنسور قرار دارد

شکل 5 . برنامه نویسی VBA برای محاسبه شدت تابش حرارتی

در یک مکان خاص و برای محاسبه سطح تابش آن کافی است اطلاعات مختصات X, Y, Z را وارد کنید ( شکل 6 ).

امکان دید سه بعدی از ظرف و حسگرهای حرارتی وجود دارد.

برای به دست آوردن شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافت شده به سنسور حرارتی، مجموع شدت تابش سطوح به دست می آید.

5. ارائه و تجزیه و تحلیل نتایج برای بدنه یک کشتی

نتایج به دست آمده از شبیه سازی تابش مادون قرمز حرارتی برای بدنه شناور برای شناور گشتی به طول 20 متر، عرض 5.5 متر، ارتفاع کف شناور 6 متر و پیش نویس 2.1 متر محاسبه شده است که در شکل 7 نشان داده شده است . فاصله سنسور حرارتی 300 متر و ارتفاع 30 متر از مرکز مختصات شناور با ضریب انتشار 0.03 برای سطح آلومینیوم صیقلی و دمای 300 کلوین و قرارگیری سنسور حرارتی در جهت عقربه های ساعت در هشت نقطه از کمان شناور با فاصله 45 درجه کمان کشتی محاسبه و نشان داده شده است.

5.1. تاثیر ضریب دید سطوح بدنه

با توجه به شکل 7 نشان داده شده است که ضریب دید سطوح بدنه شناور در قدرت تشعشع بسیار موثر است، به طوری که وقتی حسگر در کمان شناور قرار می گیرد (زاویه 0 یا 360 درجه)، نسبت به ضریب دید پایین تر سطح بدنه. کمترین قدرت تابش را دریافت می کند و زمانی که حسگر در دو طرف شناور قرار می گیرد (90 یا 270 درجه از کمان شناور)، به دلیل افزایش ضریب دید سطح بدنه، شدت تابش دریافتی نیز افزایش می یابد.

5.2. تاثیر دمای سطح هال

افزایش دمای سطح بدنه کشتی باعث کوتاهتر شدن طول موجها می شود، اما شدت تابش حرارتی سطح بدنه کشتی را افزایش می دهد.

در شکل 8 ، سه دمای مختلف 295، 300 و 305 کلوین برای سطح بدنه کشتی در نظر گرفته شده است و سایر پارامترها یکسان فرض شده اند. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از افزایش تابش مادون قرمز حرارتی سطح بدنه شناور است که این افزایش خطی نیست، بلکه سینوسی است که ناشی از افزایش ضریب دید بدنه کشتی در طرفین آن است.

شکل 6 . نمای سه بعدی کشتی و حسگرهای حرارتی در صحنه ARC.

شکل 7 . نتایج حاصل از شبیه سازی تابش مادون قرمز حرارتی برای بدنه کشتی.

5.3. اثر ضریب انتشار از سطح بدنه

ضریب انتشار سطح بدنه در محاسبه شدت تابش مادون قرمز حرارتی بسیار چشمگیر است، به طوری که میزان تغییرات ضریب انتشار سطح بدنه را می توان در شکل 9 مشاهده کرد. در این مثال، ضریب انتشار یکسان برای کل سطح بدنه کشتی استفاده می شود، در حالی که در کشتی واقعی، ضریب انتشار برای قسمت های مختلف بدنه کشتی با توجه به خواص مواد مختلف به کار رفته در بدنه کشتی و تنوع رنگ ها و حتی خوردگی تغییر می کند. بدنە ضد آب شناور.

در شکل 9 تغییرات تابش مادون قرمز حرارتی برای ضرایب انتشار مختلف سطح بدنه کشتی مشاهده می شود که شامل سطح آلومینیوم صیقلی با ضریب انتشار 0.03، سطح آلومینیوم آند با ضریب انتشار 0.84، رنگ سفید سطح بدنه با ضریب انتشار 0.92 می باشد. ، و رنگ مشکی

شکل 8 . تفاوت در شدت تابش بین چند درجه حرارت از سطح جسم شناور.

شکل 9 . شدت تابش بر حسب چند ضریب انتشار.

سطح بدنه با ضریب انتشار 0.97 که باعث شدت تابش حرارتی مادون قرمز بدنه کشتی می شود.

5.4. اثر مساحت سطح سنسور حرارتی

یکی از پارامترهای موثر در میزان تابش دریافتی به سنسور حرارتی، سطح چشمی سنسور حرارتی است و در شکل 10 دو سنسور حرارتی با نواحی متفاوت نشان داده شده است.

در نمودار فوق تفاوت شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافتی به سنسور حرارتی با مساحت 25 و 30 سانتی متر مربع نشان داده شده است. این نمودار نشان می دهد که افزایش سطح چشمی حسگر حرارتی، میزان شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافتی به سنسور را افزایش می دهد.

5.5. اثر فاصله سنسور از کشتی بر شدت تابش مادون قرمز حرارتی

اثر فاصله سنسور حرارتی از بدنه کشتی در شکل 11 نشان داده شده است که با افزایش فاصله شناور از سطح بدنه کشتی، میزان شدت تابش حرارتی مادون قرمز کاهش می یابد و با کاهش این فاصله، میزان شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافت شده توسط سنسور کاهش می یابد. افزایش.

در شکل 11 ، یک رابطه معکوس بین فاصله سنسور از کشتی و میزان شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافت شده توسط حسگر وجود دارد. در نمودار فوق، در زاویه ثابت 72 درجه که مقادیر فاصله شامل 240، 270، 300 و 330 متر است، با افزایش فاصله، از شدت تابش مادون قرمز حرارتی کاسته می شود.

5.6. اثر موقعیت سنسور حرارتی

مختصات و موقعیت سنسور حرارتی در میزان شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافتی به سنسور حرارتی موثر است و شکل 12 میزان شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافتی توسط سنسور حرارتی را در موقعیت های مختلف با حفظ فاصله و تغییر ارتفاع نشان می دهد. سنسور حرارتی

نمودار فوق نتیجه می گیرد که موقعیت سنسور حرارتی از سطح بدنه کشتی بر میزان توان دریافتی سنسور حرارتی تأثیر می گذارد. و سنسور حرارتی چندین شدت تابش مادون قرمز حرارتی را در موقعیت های مختلف دریافت می کند.

6. نتایج شبیه سازی های کامپیوتری

1) برای به دست آوردن شدت تابش مادون قرمز حرارتی بدنه کشتی، محاسبه شدت تابش هر عنصر از سطح بدنه کشتی مورد نیاز است.

شکل 10 . تأثیر مساحت سطح سنسور بر شدت تابش دریافتی سنسور.

شکل 11 . میزان شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافت شده توسط حسگر در فواصل مختلف حسگر از کشتی.

شکل 12 . شدت تابش حرارتی مادون قرمز 360 درجه جسم شناور در فاصله 300 متری با چندین ارتفاع.

2) مساحت سطح عنصر و بردار نرمال آن در محاسبه تابش حرارتی موثر است و باید محاسبه شود.

3) هندسه بدنه کشتی در سطح شدت تابش مادون قرمز حرارتی مؤثر است و شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافتی با میزان سطوح نرمال نسبت به سنسور حرارتی افزایش می یابد.

4) با افزایش مساحت سطوح بدنه کشتی، شدت تابش مادون قرمز حرارتی نیز افزایش می یابد.

5) موقعیت سنسور حرارتی در ضرایب دید کشتی موثر است و باعث تغییر در شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافتی می شود.

6) جنسیت سطح بدنه (ضریب انتشار) در شدت تابش مادون قرمز حرارتی مؤثر است و با نزدیک شدن ضریب انتشار به یک، توان تابش دریافتی به حداکثر مقدار نزدیک می شود.

7) سطح نرمال سنسور و مساحت سطح چشم باید محاسبه شود تا در معادله ضریب دید سنسور حرارتی استفاده شود.

8) مساحت سطح سنسور در تشعشعات مادون قرمز حرارتی مؤثر بوده و با آن رابطه مستقیم دارد، به طوری که با افزایش مساحت سطح سنسور، شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافتی افزایش می یابد.

9) میزان شدت دریافتی در بردار سطح نرمال سنسور حرارتی حداکثر مقدار است و با افزایش زاویه توان دریافتی متناسب با زاویه کاهش می یابد.

10) فاصله سنسور حرارتی از سطح بدنه شناور با میزان شدت تابش مادون قرمز حرارتی رابطه معکوس دارد، به طوری که با افزایش فاصله، میزان شدت تابش مادون قرمز حرارتی کاهش می یابد.

11) ضریب انتقال اتمسفر در شدت تابش مادون قرمز حرارتی دریافتی موثر است، به طوری که وقتی ضریب انتقال جو به یک نزدیک می شود، حداکثر توان توسط سنسور دریافت می شود.

12) توان تشعشعی سطح شناور که معمولاً دارای طول موج 8 تا 12 میکرومتر است، قابلیت انتقال از جو را ندارد، بنابراین این نوع حسگرها باید در زیر جو قرار گیرند.

13) ضریب تضعیف جو برای طول موج 8 تا 12 میکرومتر عمدتاً بخار آب موجود در هوا است، بنابراین هوای مرطوب در تضعیف تابش مادون قرمز حرارتی مؤثر است.

7. روش های پیشنهادی برای کاهش تابش حرارتی مادون قرمز بدنه کشتی

1) جداسازی دمای ایجاد شده در بدنه کشتی.

2) سطح شناور را به دلیل همدما بودن سطح بدنه کشتی با پس زمینه (آب دریا) توسط سیستم های اطفای حریق شناور خیس کنید.

3) خنک کردن سطح بدنه کشتی توسط لوله های آبی که از سطح بدنه کشتی عبور می کنند.

4) استفاده از بخار آب در اطراف ظرف برای تضعیف انتقال اتمسفر.

5) ظرف را در پناهگاه مناسب و دور از تابش حرارتی خورشید قرار دهید.

6) استفاده از مواد با ضریب جذب و انتشار کم.

7) استفاده از رنگ بدنه با ضریب جذب و انتشار کم.

8) هدایت اگزوز کشتی به سمت آب دریا.

9) تحرک و جابجایی شناور برای خنک کردن سطح بدنه شناور با حرکت هوای اطراف آن.

10) کوچک سازی طراحی سطح بدنه کشتی.

11) استفاده از سطوح منحنی در سطح ظرف.

منابع

  1. Milewski, S., Dulski, R., Kastek, M., Trzaskawka, P., Barela, J. and Firmanty, K. (2011) پوشش های پوششی در نزدیک، متوسط ​​و دور مادون قرمز مورد استفاده برای استتار کشتی. Proceedings of SPIE, 8185. https://dx.doi.org/10.1117/12.898293  [زمان(های استناد): 1]
  2. Lapierrea، FD، Marcela، J.-P. و Acheroya، M. (2006) طراحی یک نرم افزار شبیه سازی امضای کشتی مادون قرمز برای پروفایل های انتشار عمومی. گروه مهندسی برق (SIC)، بروکسل.  [زمان(های استناد): 2]
  3. Budzier, H. and Gerlach, G. (2010) حسگرهای مادون قرمز حرارتی: تئوری، بهینه سازی و عمل. وایلی، هوبوکن.  [زمان(های استناد): 2]
  4. Milewski، S.، و همکاران. (2012) اصلاح امضای مادون قرمز شناورهای دریایی. SPIE دفاع، امنیت و سنجش. انجمن بین المللی اپتیک و فوتونیک، 8355.  [زمان(های استناد): 3]
  5. دیویس، WR و تامپسون، جی (2002) توسعه مشخصات امضای IR برای سکوهای نظامی با استفاده از تکنیک‌های شبیه‌سازی مدرن. کنفرانس SMi: تعقیب پنهان کاری، لندن.  [زمان(های استناد): 2]
  6. Wooster, M. (2013) سنجش از دور مادون قرمز حرارتی: سنسورها، روش‌ها، کاربردها. در: Kuenzer, C. and Dech, S., Eds., Thermal Infrared Remote Sensing (Remote Sensing and Digital Image Processing, 17), Springer, Berlin, 43-67.  [زمان(های استناد): 3]
  7. Casscells، SW، و همکاران. (1999) تشخیص ناسازگاری های حرارتی در دیواره های کشتی. ثبت اختراع ایالات متحده به شماره 5935075.  [زمان(های استناد): 2]
  8. Schleijpen Ric، HMA (2010) مجموعه ابزار برای ارزیابی اقدامات متقابل فروسرخ و کاهش امضا برای کشتی ها. امنیت + دفاع انجمن بین المللی اپتیک و فوتونیک، 7836.  [زمان(های استناد): 1]
  9. Weng، QH (2009) سنجش از دور مادون قرمز حرارتی برای مطالعات اقلیم شهری و محیطی: روش ها، کاربردها و روندها. ISPRS مجله فتوگرامتری و سنجش از دور، 64، 335-344. https://dx.doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2009.03.007  [زمان(های استناد): 1]
  10. McAtee, BK, Prata, AJ and Lynch, MJ (2003) رفتار زاویه ای تشعشعات حرارتی مادون قرمز ساطع شده (8-12 میکرومتر) در یک سایت نیمه خشک. مجله هواشناسی کاربردی، 42، 1060-1071. https://dx.doi.org/10.1175/1520-0450(2003)042<1060:TABOET>2.0.CO;2  [زمان(های استناد): 1]
  11. Siegel, R. (2002) انتقال حرارت تشعشع حرارتی. تیلور و فرانسیس، تیلور.   [زمان(های استناد):7]
  12. اقبال، م. (1983) مقدمه ای بر تابش خورشیدی. دسترسی آنلاین از طریق Elsevier.   [زمان(های استناد):7]

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید