DE2103077A1 - Wärmetarnung - Google Patents

Description

• W ä r m e t a r n u n g Die Erfindung betrifft eine Wärmetarnung in Form eines Netzes, einer Stoffbahn oder einer Folie, mit oder ohne Perforierungen, die dazu dient: 1. Die Erkennung von Gegenständen bei Nacht mit sog.
• Wärmebildgeräten zu verhindern oder wirksam zu erschweren, 2. IR - Trugbilder z.B. in der Art von Ziel - Attrappen vorzutäuschen und 3. Informationen in Form bestim@ter Wärmebildzeichen z.B.
• vom Boden aus an Flugzeuge oder andere Empfänger zu übermitteln.
• Tarnmatten oder - Netze für den sichtbaren, wie auch für den nahen infraroten (IR) Spektralbereich (ca. 0,9 - 1,5µ) - bei Verwendung von JR - Scheinwerfern als Beleuchtungsquelle - ;ind hinreichend bekannt.
• Darüber hinaus sind auch Radar - Tarnungen in Form von mehr oder weniger dicken Absorbermatten bekannt, die die Reflexion von Radarwellen verhindern oder verringern sollen.
• Die Entwicklung empfindlicher Photozellen für den ferneren )-R - Spekttlbereich ermöglichte die Konstruktion von Wärmebildgeräten hoher Empfindlichkeit. Diese Geräte brauchen keinen selbstverräterischen IR - Scheinwerfer, der das Ziel beleuchtet, bei ihnen genügt die geringe IR - Eigenstrahlung der Gegenstände bei der gegebenen Umgebungstemperatur, um diese sichtbar abzubilden. (Bei einer Temperatur von 300°K, ca. 270C, umfaßt die IR-Strahlung einen Bereich von ca. 4 bis 30µ. Das Maximum liegt bei ca. 9/u).
• Für diesen langwelligen IR-Spektralbereich sind Tarrmatten bekannt. Sie tragen ailf der Seite, die dem zu tarnenden Gegenstand zugewandt ist,eine reflektierende Metallschicht.
• Auf der dem Betrachter zugewandten Seite ist eine Wärmedämmschicht aufgetragen. Wegen der relativ dicken Wärmeisolierschicht sind diese Wärmetarnmatten nicht einfach zu handhaben.
• Vor allem aber sind diese IR- inaktiv, das bedeutet: Es beaktiven steht keine Möglichkeit einer Anpassung an die IR- Helligkeit bzw. IR - Emission der Umgebung.
• Nachfolgend beschriebene Wrmetarnungen mit der Möglichkeit einer aktiven Einflußnahme auf die IR - Emission (IR-Helligkeit) haben folgende Vorteile: 1. Angleichung der warnung an die Umgebungshelligkeit 2. Erhöhung der TarnungshelJigkeit auf einen geeigneten Wert, der zwischen Helligkeitsmaximum und Helligkeitsminimum des zu tarnenden Gegenstandes liegt. Man umhüllt den Gegenstand gleichsam mit einer die Konturen verwaschenden Grauschicht, aus der die Helligkeitsmaxima des Gegenstandes nur schwach und untypisch erscheinen.
• 3. Herstellung von Wärmemustern zu Tarnungszwecken durch geeignete Anordnung von Wärmetarnungen auf inaktivem Untergrund und Beheizen, bis die gewünschte IR-Aufhellung erreicht ist (Zebra- oder Mimikry-Wärmemuster).
• 4. Herstellung von Wärmetrugbildern, z.B. von Ziel - Att-rappein.
• 5, Herstellung von IR - Markierungen bzw. Informationszeichen durch Zusammenlegen beheizter, heller Wärmetarnungen auf dunklem Untergrund.
• Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Wärmeternung (Netz, Stoff oder Folie, mit oder ohne Perforationen) auszubilden, die im Spektralbereich zwischen 3 und 20/u IR - Stralen emittiert, deren Intensität auf dem Wege der elektrisch regulierbaren Oberflächentemperatur der Wärmewarnung wahlweise verändert werden kann.
• Die Wärmetarnung ist folgendermaßen aufgebaut: Ein mehr oder weniger weitmaschiges Netz aus Natur-, Kunststoff- oder Mineral- (Glas-) Fasern (oder auch ein geschlossenes Gewebe daraus) wird elektrisch leitend gemacht. Dies geschieht in bekannter Weise durch Imprägnieren, Spritzen oder Bestreichen desselben mit einer elektrisch leitfähig gemachten Kunststoff-Dispersion (z.B. Polytetrafluoräthylen) oder - Lösung in organischen Lösungsmitteln (z.B. Silikonkautschuk) oder anderen geeigneten organischen oder anorganischen leitfähigen Beschichtungsmitteln.
• Die elektrisch leitenden Partikel, die in äußerst feiner Verteilung dem (anorganischen und/oder organischen) Binde mittel (Kunststoff-Dispersion, -Lack oder Kieselsäureester etc.) möglichst homogen beigemischt werden, bestehen vorzugsweise aus Kohlenstoff, wie feinteiligem Graphit und/oder Leitruß.
• Bei Verwendung von geeigneten Bindemitteln, wie z.B.
• Silikonkautschuk, entstehen sehr flexible, gut zu handhabende, leitfähige Netze oder Stoffbahnen.
• Soll die Wärmetarnung gleichzeitig als Radar-Absorber dienen, der bei einer Radar-Ortung die reflektierenden Radarstrahlen schwächt, so sind dem Leitpigment Kohlenstoff Radar-Absorbersubstanzen, wie z.B. geeignete Ferrite und/oder andere Metalloxade beizumischen.
• Die Wärme tarnung kann auch als leitfähige Kunststoff-Folie ausgebildet sein (z.B. leitend beschichtete Polyester-Folie oder zu einer Folie kalandrierte oder extrudierte, leitfähig gemachte Kunststoffschmelze).
• Die elektrisch leitend beschichtete Wärme tarnung wird nach dem Trocknen (bzw. Sintern) der Beschichtungsmasse in geeignetem Abstand - der wiederuin vom Flächenwiderstand der Wärmetarnung und dem anzuwendenden elektrischen Spannungsbereich abhängt - mit Metallelektroden an zwei einander in gleichem Abstand gegenüber liegenden Seiten kontaktiert (z.B. durch Metallspritzen, Aufnähen dünner Metallstreifen oder Einweben von Met-all-Litzen längs beider Webkanten- aber schon vor der Beschichtung etc.) Die kontaktierte und mit Stromzuleitungen versehene Wärmetarnung wird nun mit einem elektrischen Isolationsmittel (Dispersion, Lack etc.) überzogen, das seinerseits ebenfalls Radar - absorbierende Substanzen enthalten kann und dabei so eingefärbt ist, daß eine optimale Tarnung für den sichtbaren Spektralbereich resulticrt.
• Schließt man die kontaktierten und isolierten Wärmetarnungen an eine Gleich- oder Wechselspannung geeigneter Stärke an, so erwärmt sich die gesamte Fläche zwischen den Metallkontakten recht gleichmäßig. Die dabei auftretende Oberflächentemperatur hängt ab: lo von der entwickelten elektr. Leistung pro Fläche (Watt 2. von der Umgebungstemperatur und 3. von der Geschwindigkeit des Wärmeaustausches zwischen der beheizten Wärmetarnung und seiner Umgebung.
• Da nun unterschiedliche Oberflächentemperaturen einer Wärmetarnung bei der Betrachtung mit einem Wärmebildgerät verschiedene IR - Intensitäten hervorrufen, ist es sehr einfach, die Helligkeit der Wärmetarnung seiner Umgebung anzupassen, indem man de Stromaufnahme der Wärmetarnung z.B. durch einen Drehtransformator oder ein elektronisches Regelgerät entsprechend manuell einreguliert.
• Für anspruchsvollere, fest installierte Wärmetarnungen kann eine automatische, elektronisch geregelte Nachführung der Wärmetarnungshelligkeit an die seiner Umgebung durch photometrischen Vergleich zweier repräsentat iver Flachenhelligkeiten a) der Wärmetarnung und b) seiner Umgebung bzw. Vergleich der Photoströme im Wärmebildgerät dieser beiden Flächen bis zur Kompens&tion auf Null erfolgen.
• Damit wäre eine automatische Wärme - Volltarnung erreicht.
• Die Anwendung der Wärmetarnung mit regulierbarer IR - Intensität geschieht wie folgt: Wichtige Ziele ziviler oder militärischer Art, wie z.B.
• Anlagen, Außerstellen oder Bestandteile von Verkehrs- oder Versorgungsanlagen oder aber Geschützstellungen, Raketenabschußrampen, Fahrzeugabstellplätze, Flugzeuge auf Feldflugplätzen etc. ... werden z.T. ganz oder nur partiell abgedeckt mit den oben beschriebenen Wärmetarnungen, bis keine charakteristischen Einzelkonturen mehr zu erkennen sind. Die vollständige Abdeckung ist bei räumlich ausgedehnten Zielen durchaus nicht immer erforderlich.
• Die Wärmetarnungen werden nun elektrisch angeschlossen und bei gleichzeitiger Beobachtung durch ein einfaches Kontroll-Wärmebildgerät mittels eines Regler die Spannung eingestellt, bei der die beste Tarnung erreicht wird. Wenn kein Wärmebildgerät zur Kontrolle vorhanden ist, können Richtwerte aus Tabellen oder Nomogranimen entnommen werden, in denen Beschaffenheit und Temperatur der Umgebung in Beziehung gesetzt werden zu den Daten des zu schützenden Zieles. Wird die ER t Helligkeit (Intensität) der Wärmetarnung auf einen Wert gebracht, der zwischen dem Minimum und Maximum (mehr an der unteren Grenze) der IR-Strahlungsintensität des betreffenden Tarnungsobjektes liegt, so verschwinden durch diese Anhebung der Strahlungsintensität des Untergrundes die Konturen der Gegenstände und die IR - Strahlungsmaxima treten weitaus geringer und untypisch in Erscheinung.
• Diese Maxima können bestimmten Gegenständen überhaupt nicht mehr sinnvoll zugeordnet werden, wenn man an Stelle einer gleichmäßig temperierten Wärmetarnung gemusterte Wärmetarnunger (Zebra, Mimikry) einsetzt, wo diese in bestimmter räumlicher Anordnung auf IR - inaktivem Untergrund angebracht und beheizt werden.
• Bei Gegenständen oder Einrichtungen mit extremen IR - Helligkeitsunterschieden, bei denen die Einstellung eines f'IR - Grauschleiers" zur Warnung nicht mehr ausreicht, ohne daß daraus eine auffällige Aufhellung des gesamten Zielgebietes resultiert, verwendet man zweckmäßig eine Wärmetarnung mit regulierbarer IR - Helligkeit, die an der Seite, die dem Tarnungsobjekt zugewandt ist, eine Wärmereflexionsschicht trägt.
• Dicht gewebte Wärmetarn - Stoffbahnen oder - Folien werden für diesen Zweck an ihrer Innenseite entweder z.B.
• mit einer zwischen Kunststoff-Folien- isolierten Aluminiumfolie kaschiert, oder es wird ein hochreflektierender Anstrich z.B. mit hlwniniumschliNf aufgebracht.
• Dieser Aufbau kombiniert die passive mit der aktiven Wärmetarnung, nämlich die Reflexion von IR-Helligkeitsspitzen zum Tarnobjekt mit der aktiven Helligkeitsangleichung der Warnung an die Umgebung.
• Eine andere Anwendung für die Wärmetarnungen mit regulierbarer IR - Helligkeit ist die Herstllung von IR-Trugbildern.
• Durch geeignete Zusammenstellung von geometrischen Formen und Helligkeitswerten der Tarnungen können "Wärme-Zielattrappen" aufgebaut'vierden, die eine potentiellen Angreifer von den wirklichen aber gut getarnten Zielen ablenken.
• Eine weitere Verwendungsmöglichkeit besteht darin, daß man verschiedene Wärmetarnungen zu vorher vereinbarten geometrischen Formen zusammenlegt, beheizt und durch diese "IR - Nachtsichtzeichen" vom Boden aus Informationen z.B.
• an Flugzeuge oder andere Empfänger übermitteln kann.

Claims (9)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Wärmetarnung, in Form von im optisch sichtbaren Spektralbereich getarnten Netzen, Stoffbahnen oder Folien, zum Zweck der Infrarot-Tarnung von Gegenständen vor Wärmebildgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß diese als elektrischer Flächenwiderstand ausgebildet ist, der sich bei Stromdurchfluß erwärmt, wodurch die von der temperierten Oberfläche emittierte IR - Strahlungsintensität im Bereich zwischen 3 und 20/u vor und während seiner Verwendung als Wärmetarnung elektrisch regulierbar ist.

2. Wärmetarnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Flächenwiderstand vorzugsweise aus Netzen, Stoffbahnen ausNatur-,Kunststoff-, Mineral- oder Glasfasern oder auch aus Kunststoff-Folien besteht, die mittels in einem anorganischen und/oder organischen Bindemittel fein verteilter elektrischer Leiterpartikel elektrisch leitend beschichtet sind.

§. Wärmetarnung nach Anspruch 1. und- 2. dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Radar - Warnung den in dem Bindemittel fein verteilen elektrisch leitenden Partikeln und/oder der elektrischen Außenisölierung des Flächenwiderstandes Radar absorbierende Substanzen beigemischt werden.

4. Wärmetarnung nach Anspruch 1. dsdurch gekennzeichnet, daß der elektrische Flächenwiderstand aus - oder unter Mitserwendung von Metalldrähten oder - Bändern hergestellt ist.

5. Verfahren zur Wärmetarnung im IR - Spektralbereich zwischen 3 und 20/u dadurch gekennzeichnet, daß die emittierte IR - Strahlungsintensität der Wärme tarnung über seine Oberflächentemperatur durch eine elektrische Regelung kontinuierlich verändert und so der IR-Strahlungsintensität des zu tarnenden Objektes in geeigneter Weise angepaßt werden kann.

6. Verfahren zur Wärmetarnung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeicimet, daß der Abgleich der IR-Strahlungsintensitäten der Wärmetarnung und seiner Umgebung durch eine elektronische Regelung automatisch vorgenommen wird.

7. Wärme - Sichtzeichen zur Informationsübermittlung im Bereich zwischen 3 und 20,u, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmetarnungen nach Anspruch 1 - 4 zu geeigneten Zeichen ange- ordnet oderrgeschaltet und elektrisch betrieben werden.

8. Wärme - Zielattrappen im Bereich zwischen 3 und 20/U zur IrrefLihrung eines potentiellen Angreifers, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmetarnungen nach Anspruch 1 - 4 zu geei£'neten Formen ausgelegt oder aus einem Wärmetarn-Mosaik geschaltet und in geeigneten IR - Strahlungsemissionswerten elektrisch betrieben werden.

9. Gemusterte Wärmetarnung, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmetarnungen nach Anspruch 1 - 4 auf einem Untergrund geringer IR - Emission im Bereich zwischen 3 und 20µ zu entsprechenden Mustern angeordnet oder aus einem Wärmetarn - Mosaik zusammengeschaltet und elektrisch betrieben werden.

lOo Gemusterte Wärmetarnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenwiderstand der Wärmetarnung nach Anspruch 1 - 4 örtlich größere Unterschiede aufweist, wodurch als Folge einer ungleichmäßigen Stromdichteverteilung auf der aber fläche der Wärmetarnung ein Wärmemuster entsteht.