DE3149782A1

DE3149782A1 - Process for the reduction of radiation temperature contrasts and device for carrying out the process

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Publication number: DE3149782A1
Application number: DE19813149782
Authority: DE
Inventors: Alfons Dr.rer.nat. 8000 München Aßfalg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-16
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1983-08-25

Abstract

In a process for the reduction of the radiation temperature contrasts between surfaces of bodies of differing thermal capacity and/or differing surface temperatures, one or more perforated plates are attached at a mutual spacing at a distance from the surfaces.

Description

Verfahren zur Verminderung von Strahlungstempera- Process for reducing radiation temperatures

turkontrasten und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verminderung der Strahlungstemperaturkontraste zwischen Oberflächen von Körpern unterschiedl icher Wärmekapazität und/oder unterschiedlicher Oberflächentemperaturen. Die Erfindung ist daher dazu geeignet, die Aufklärung, Verfolgung usw. von Geräten, Fahrzeugen, ortsfesten Anlagen durch Waffensysteme, die mit Infrarotsensoren ausgerüstet sind, zu erschweren (Infrarottarnung). turkontrasten and device for carrying out the procedure The invention relates to a method for reducing the radiation temperature contrasts between surfaces of bodies of different heat capacities and / or different Surface temperatures. The invention is therefore suitable for the elucidation, Tracking, etc. of devices, vehicles, stationary systems through weapon systems, which are equipped with infrared sensors to make it more difficult (infrared camouflage).

Militärische Fahrzeuge weisen häufig Teile an ihrer Oberfläche auf, die gleichzeitig durch eine relativ niedrige Wärmekapazität und -bedingt z.B. durch geringe Wärmeleitfähigkeit - schlechte thermische Ankopplung an die große Masse des Fahrzeuges, schwache Luftkühlung usw., gekennzeichnet sind. Als Beispiele seien hier Werkzeugbehälter an den Außenflächen von Panzerfahrzeugen, Gummiteile und dünnwandige Motorhauben genannt. Derartige Gegenstände können sich bei Sonnenbestrahlung beträchtlich aufheizen und emittieren dann breitbandige Infrarotstrahlung, die mit geeigneten Infrarotsensoren aus großen Entfernungen empfangen werden kann. Teile mit hoher Wärmekapazität ändern ihre Temperatur dagegen nur relativ langsam. Dies führt z.B.Military vehicles often have parts on their surface, which at the same time due to a relatively low heat capacity and due to e.g. low thermal conductivity - poor thermal coupling to the large mass of the vehicle, weak air cooling, etc., are marked. As examples are here tool containers on the outer surfaces of armored vehicles, rubber parts and thin-walled ones Called hoods. Objects of this type can move considerably when exposed to sunlight heat up and then emit broadband infrared radiation with appropriate Infrared sensors can be received from great distances. Parts with high In contrast, heat capacities change their temperature relatively slowly. This leads e.g.

dazu, daß im Verlauf einiger Stunden nach Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang relativ hohe Temperaturkontraste zwischen derartigen Teilen und Teilen mit niedriger Wärmekapazität oder z.B. dem natürlichen Hintergrund bestehen(dieser ändert seine Temperatur i.a. vergleichsweise schnell). Auch ohne Sonneneinstrahlung liegen auf den Oberflächen militärischer Objekte häufig große Temperaturkontraste vor, (z.B.to that, in the course of a few hours after sunrise or sunset relatively high temperature contrasts between such parts and parts with lower Heat capacity or e.g. the natural background (this changes its Temperature i.a. comparatively fast). Even without exposure to the sun lie on the surfaces of military objects often have large temperature contrasts (e.g.

hervorgerufen durch heiße Abgasrohre). Diese Teile bzw. die gesamten Objekte können daher durch IR-Sensoren gut aufgefaßt werden.caused by hot exhaust pipes). These parts or all of them Objects can therefore be easily perceived by IR sensors.

Zur Abschirmung der von heißen Objekten emittierten IR-Strahlung sind eine Reihe sog. Tarnnetze und Wärmetarnmatten vorgeschlagen worden (vgl. z.B. OS 2 310 088, 2 016 404, 2 252 431). Die Wirkungsweise dieser Vorrichtungen beruht darauf, daß die vom Objekt ausgehende Strahlung zurückreflektiert wird. Dazu wird auf ein konventionelles Tarnnetz eine zusätzliche, IR-Strahlung reflektierende Schicht aufgebracht bzw. es werden Metallfolien oder metallisierte Kunststoffolien verwendet. Auch werden zwei Folien vorgeschlagen, zwischen denen zusätzlich eine aus einer dünnen Luftschicht oder einer Schaumstoffeinlage bestehende Isolationsschicht eingebracht ist. Durch geeignete Einfärbung ist auch eine Tarnwirkung im visuellen Spektralgebiet gegeben.To shield the IR radiation emitted by hot objects a number of so-called camouflage nets and thermal camouflage mats have been proposed (see e.g. OS 2 310 088, 2 016 404, 2 252 431). The operation of these devices is based that the radiation emanating from the object is reflected back. This will be an additional layer that reflects IR radiation on top of a conventional camouflage net applied or metal foils or metallized plastic foils are used. Two foils are also proposed, between which an additional one from one A thin layer of air or a foam insert is introduced into the existing insulation layer is. Suitable coloring also creates a camouflage effect in the visual spectral area given.

Diese Vorrichtungen vermögen die von heißen Objekten emittierte Strahlung weitgehend abzuschirmen. Infolge ihrer geringen.Wärmekapazität und vor allem wegen ihrer schlechten Kühlung durch Umgebungsluft (große zusammenhängende Flächen, Lufttaschen ..) heizen sich derartige Tarnvorrichtungen bei Sonnenbestrahlung jedoch stark auf und wirken daher in diesem Falle eher enttarnend als tarnend.These devices can handle the radiation emitted by hot objects shield largely. As a result of their low heat capacity and above all because of their poor cooling by ambient air (large contiguous areas, air pockets ..) such camouflage devices heat up strongly when exposed to sunlight and therefore act in this case to reveal rather than camouflage.

Die Tarnmatten sind zudem mechanisch empfindlich und daher für eine längerfristige Verwendung an militärischen Fahrzeugen und Geräten schlecht geeignet. Sie können außerdem die Funktion des Fahrzeuges u.U. stark behindern. Bei einer Verwendung zur Tarnung von Fahrzeugen in Bereitstellungsräumen o.ä. werden zudem lange Auf- und Abbauzeiten benötigt.The camouflage mats are also mechanically sensitive and therefore for a Long-term use on military vehicles and equipment poorly suited. They can also severely hinder the functioning of the vehicle. At a They are also used to camouflage vehicles in staging rooms or the like long assembly and dismantling times are required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hohen thermischen Kontraste zwischen Objekten mit sehr unterschiedlicher Wärmekapazität, die im Verlauf einiger Stunden nach Sonnenaufgang und Sonnenuntergang auftreten, sowie die fahrzeugeigenen thermischen Kontraste zu reduzierein. Außerdem soll die Aufheizung von Gegenständen mit niedriger Wärmekapazität und relativ schlechter Kühlung verringert werden, ohne daß dazu Energie (z.B. in Form von Kühlenergie) aufgewandt werden muß.The invention is based on the problem of the high thermal contrasts between objects with very different heat capacities, which in the course of some Hours after sunrise and sunset occur, as well as the vehicle's own to reduce thermal contrasts. In addition, the heating of objects should with low heat capacity and relatively poor cooling can be reduced without that energy (e.g. in the form of cooling energy) must be used for this.

Das Verfahren soll bei schon eingeführten Fahrzeugen, Geräten, ortsfesten Anlagen u.a. leicht nachrüstbar sein sowie deren Eigenschaften und Funktion nicht oder nur unwesentlich ändern bzw. behindern und das Fahrzeug sowohl im Stand als auch in der Fahrt gegen Beobachtung mit IR-Geräten schützen.The method should be stationary for vehicles and devices that have already been introduced Systems can be easily retrofitted, among other things, and their properties and function cannot or only slightly change or hinder the vehicle both when stationary and Protect against observation with IR devices while driving.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit einem Abstand zu ds zu schützendm Oberflächen ein oder mehrere Lochbleche mit Abstand zueinander angebracht werden.According to the invention, this object is achieved in that at a distance For the surfaces to be protected, one or more perforated sheets spaced apart from one another be attached.

Einfallende Sonnenstrahlung trifft bei einer solchen Anordnung mit einem Lochblech nur zu einem dem proportionalen Lochanteil entsprechenden Bruchteil auf die hinter dem Lochblech liegende Fläche. Wenn der Abstand zwischen Lochblech und zu schützender Fläche nicht zu gering ist, werden deren Kühleigenschaften nur unwesentlich geändert.Incident solar radiation also hits with such an arrangement a perforated sheet only to a fraction corresponding to the proportional perforation on the surface behind the perforated plate. When the distance between perforated sheet and the area to be protected is not too small, their cooling properties are only changed insignificantly.

Eine Fläche niedriger Wärmekapazität heizt sich also wesentlich weniger auf. Ein wesentlicher Teil der gesamten auffallenden Bestrahlungsleistung wird von den Stegen des Lochblechs absorbiert. Dieses wird beidseitig von Luft umströmt und somit gut gekühlt. Die hier entstehenden Temperaturen sind ebenfalls deutlich niedriger als diez der ursprünglich ungeschützten Oberfläche (z.B. der Oberfläche einer nur einseitig gekühlten Werkzeugkiste). Insgesamt gesehen liegt die resultierende, für die abgestrahlte Infrarotleistung maßgebende Strahlungstemperatur der Anordnung, wesentlich unter der der ungeschützten Oberfläche. Die erreichbare Temperaturabsenkung ist eine Funktion des prozentualen Lochanteils des Lochbleches. Sie erreicht ein Maximum für einen gewissen mittleren Prozentsatz.An area of low heat capacity therefore heats up significantly less on. A significant part of the total conspicuous radiation output is from absorbed by the webs of the perforated plate. This is surrounded by air on both sides and thus well cooled. The temperatures that arise here are also significantly lower than the originally unprotected surface (e.g. the surface of one only tool box cooled on one side). Overall, the resulting, for the radiated infrared power decisive radiation temperature of the arrangement, substantially below that of the unprotected surface. The achievable drop in temperature is a function of the percentage of holes in the perforated sheet. She reached a Maximum for a certain middle percentage.

Eine kalte Oberfläche eines Körpers mit hoher Wärmekapazität erwärmt sich infolge eines derartigen vorgesetzten Lochblechs noch langsamer.A cold surface of a body is heated with a high heat capacity even slower as a result of such a perforated plate in front of it.

Das kalte Lochblech hingegen erreicht wesentlich schneller höhere Temperaturen, so daß also insgesamt gesehen während dieser Aufheizphase geringere Unterschiede in den Strahlungstemperaturen von Oberflächen niedriger (z.B. natürliche Hintergründe) und hoher Wärmekapazitäten auftreten. Analog lassen sich durch eine derartige Anordnung auch im Verlauf von Abkühlphasen (z.B. nach Sonnenuntergang) kleinere Kontraste der Strahlungstemperaturen erzielen.The cold perforated sheet, on the other hand, reaches higher ones much faster Temperatures, so that overall lower during this heating phase Differences in radiation temperatures from surfaces are lower (e.g. natural Backgrounds) and high heat capacities occur. Analogously, a Such an arrangement also in the course of cooling phases (e.g. after sunset) achieve smaller contrasts in radiation temperatures.

Teile, die infolge des Betriebs des Fahrzeugs (Gerätes, Gebäudes ...) heiß werden, werden durch ein vorgesetztes Lochblech eher noch etwas wärmer. Wegen des wesentlich kälteren Lochbleches ergeben sich jedoch gesehen über eine größere Fläche deutliche Absenkungen der wahrnehmbaren Strahlungstemperaturen und damit eine Verminderung der Kontràste zu den übrigen Flächen.Parts that, as a result of the operation of the vehicle (device, building ...) If they get hot, a perforated sheet placed in front of them will make them a little warmer. Because of the much colder perforated plate, however, result from a larger one Area significant reductions in the perceptible radiation temperatures and thus a reduction in the contrasts to the other surfaces.

Die resultierenden Strahlungstemperaturen lassen sich dadurch noch weiter verringern bzw. erhöhen und damit die Strahlungstemperaturkontraste herabsetzen, daß mehrere - vorzugsweise zwei - Lochbleche verwendet werden, die in einigem Abstand zueinander angebracht sind.The resulting radiation temperatures can still be reduced further reduce or increase and thus lower the radiation temperature contrasts, that several - preferably two - perforated plates are used, which are at some distance are attached to each other.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die hintereinander liegenden Einzellochbleche zu einem geschlossen entfernbaren Lochblechsatz zusammenzufassen. Dadurch lassen sich z.B. beschädigte Teile schneller auswechseln oder zur Fahrzeugreinigung abnehmen.According to the invention, it is proposed that the individual perforated plates lying one behind the other to form a closed, removable perforated sheet set. Let through it For example, damaged parts can be replaced more quickly or removed for vehicle cleaning.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung entsprechend werden die Einzellochbleche eines Lochblechsatzes so gegeneinander versetzt, daß die geschlossenen Teile der Einzellochbleche (Stege) aus gewissen, evtl.According to a further idea of the invention, the individual perforated plates a perforated sheet set offset against each other so that the closed parts of the Single perforated sheets (webs) from certain, possibly

besonders bedrohten Raumwinkelbereichen gesehen eine geschlossene Fläche bilden, so daß die von der dahinter befindlichen Fläche ausgehende Strahlung völlig abgeschirmt wird.particularly threatened solid angle areas seen a closed Form surface so that the radiation emanating from the surface behind it is completely shielded.

Zur Tarnung größerer Objekte gegen Beobachtung mit geometrisch hochauflösenden IR-Geräten ist es vorteilhaft, ähnlich einem formzerreißenden Anstrich im visuellen Spektralbereich ein "IR-Fleckenmuster" zu erzeugen. Dies läßt sich in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch erzielen, daß die Einzellochbleche eines Lochblechsatzes gegeneinander verschieblich angeordnet sind und somit die Einzellochbleche verschiedener Lochblechsätze unterschiedlichen Versatz aufweisen können.For camouflaging larger objects against observation with geometrically high-resolution IR devices, it is advantageous, similar to a form-tearing paint in the visual Spectral range to generate an "IR speckle pattern". This can be seen in further training achieve the invention in that the individual perforated plates of a perforated plate set against each other are displaceably arranged and thus the individual perforated sheets of different perforated sheet sets may have different offset.

Eine Variation bzw. Anpassung der resultierenden Strahlungstemperatur läßt sich auch dadurch erzielen, daß die Lochblechsätze aus Einzelblechen unterschiedlicher prozentualer Lochanteile aufgebaut werden.A variation or adaptation of the resulting radiation temperature can also be achieved in that the perforated sheet metal sets from individual sheets of different percentage holes are built up.

Um eine leichte Montage der Einrichtung zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, die Einzelbleche eines Lochblechsatzes derart zu gestalten und zu befestigen, daß sie untereinander austauschbar sind.To ensure easy assembly of the device, it is advantageous to to design and fasten the individual sheets of a perforated sheet set in such a way that they are interchangeable.

Besonders zweckmäßig ist es, die Einzelbleche eines Lochblechsatzes auf beiden Seiten mit unterschiedlicher optischer Farbgebung zu versehen und als "Wendebleche" auszubilden. Wegen des unterschiedlichen Absorptionsgrades der verschiedenen Farbstoffe für Sonnenlicht ergeben sich so weitere Möglichkeiten der Beeinflussung der Strahlungstemperaturen der verschiedenen Lochblechsätze. Auf diese Weise läßt sich auch eine Anderung des Fleckenanstriches (z.B. für Sommer- und Wintertarnung) schnell und ohne zusätzlichen Aufwand durchführen.It is particularly useful to use the individual sheets of a perforated sheet set to be provided with different optical colors on both sides and as To train "turning plates". Because of the different degree of absorption of the various Dyes for sunlight thus result in further possibilities of influencing the radiation temperatures of the various sets of perforated sheets. That way lets there is also a change in the stain paint (e.g. for summer and winter camouflage) can be carried out quickly and without additional effort.

Die thermische Ankoppelung der Lochbleche an die Umgebungsluft wird einem weiteren Gedanken der Erfindung entsprechend, dadurch verbessert, daß die Bleche im Randbereich ungelocht und/oder senkrecht zur Blechfläche etwas hochgebogen sind. Dadurch wird insbesondere bei fahrendem Fahrzeug oder bei Wind mehr Frischluft zwischen und hinter die Lochblechsätze geführt.The thermal coupling of the perforated sheets to the ambient air is According to a further idea of the invention, improved in that the Sheet metal unperforated in the edge area and / or slightly bent up perpendicular to the sheet metal surface are. This means that there is more fresh air, especially when the vehicle is moving or when there is wind guided between and behind the perforated sheet metal sets.

Neben der IR-Tarnung weist die Erfindung eine Reihe weiterer, insbesondere für militärische Anwendungen wichtige positive Eigenschaften auf, wie z.B.In addition to IR camouflage, the invention has a number of others, in particular positive properties that are important for military applications, such as

- leichte Nachrüstbarkeit - geringes Gewicht, niedrige Kosten - keine Betriebs- und Wartungskosten - mechanische Unempfindlichkeit - keine Einschränkung der Beweglichkeit und der Funktion des Fahrzeugs, keine Behinderung und Arbeitsbelastung der Besatzung - bei geeigneter Auslegung zusätzlicher ballistischer Schutz.- easy retrofitting - low weight, low cost - none Operating and maintenance costs - mechanical insensitivity - no restriction the mobility and function of the vehicle, no handicap and no workload of the crew - if designed appropriately, additional ballistic protection.

Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung ist in Bild 1 und 2 dargestellt. Vor der zu tarnenden Oberfläche 1 ist dabei ein Lochblechsatz, bestehend aus den Blechen 2 und 3, die einen unterschiedlichen prozentualen Lochanteil aufweisen, angebracht. Die Lochbleche sind im Randbereich ungelocht. Sie sind an den Ecken mit je zwei Langlöchern 4 versehen. Die Einzelbleche sind untereinander durch Schrauben 5 und einen ellipsenförmigen Abstandsring 7, der den Abstand der Einzelbleche voneinander bestimmt, zu einem Lochblechsatz zusammengefaßt und als Ganzes mit Hilfe von Flügelschrauben 6 an der Oberfläche 1 befestigt.An exemplary embodiment of a device is shown in Figures 1 and 2. In front of the surface 1 to be camouflaged is a perforated sheet set consisting of the Sheets 2 and 3, which have a different percentage of holes, appropriate. The perforated sheets are unperforated in the edge area. They are on the corners provided with two elongated holes 4 each. The individual sheets are screwed together 5 and an elliptical spacer ring 7, the distance between the individual sheets from each other determined, combined into a perforated sheet metal set and as a whole with the help of wing screws 6 attached to the surface 1.

Die Langlöcher des einen Lochbleches sind gegen die des anderen um 900 verdreht. Dadurch wird eine Verschiebbarkeit der Einzellochbleche gegeneinander innerhalb der durch die Länge der Löcher gegebenen Grenzen ermöglicht. Der Abstand des Lochblechsatzes von der Oberfläche 1 ist durch eine Abstandshülse 8 festgelegt. Die beiden Bleche 2 und 3 des Lochblechsatzes sind gegeneinander austauschbar.The elongated holes of one perforated plate are opposite to those of the other 900 twisted. This enables the individual perforated plates to be displaced relative to one another within the limits given by the length of the holes. The distance of the perforated plate set from the surface 1 is fixed by a spacer sleeve 8. The two sheets 2 and 3 of the perforated sheet set are interchangeable.

Claims

Method for reducing the radiation temperature contrasts between surfaces of bodies of different heat capacities and / or different Surface temperatures, characterized in that at a distance from the surfaces one or more perforated plates are attached at a distance from one another.

2. Device according to claim 1, characterized in that the one behind the other lying single perforated sheets combined into a closed, removable perforated sheet set are.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the individual perforated sheets of a perforated set are offset from one another in such a way that the closed parts of the single perforated plates form a closed surface.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the individual perforated plates of the perforated plate set are arranged to be displaceable relative to one another are.

5. Device according to one or more of the preceding claims, thereby characterized in that the individual sheets of a perforated sheet set different percentage Have hole proportions.

6. Device according to one or more of the preceding claims, thereby characterized in that the individual sheets of a perforated sheet set are interchangeable are.

7. Device according to one or more of the preceding claims, thereby characterized in that each individual perforated plate on both sides with different optical coloring is provided and is designed as a "turning plate".

8. Device according to one or more of the preceding claims, thereby characterized in that the edge of the sheets is smooth and / or perpendicular to the sheet surface is slightly bent up.