RU2278344C1 - Thermal simulator - Google Patents

Thermal simulator Download PDF

Info

Publication number
RU2278344C1
RU2278344C1 RU2005100143/02A RU2005100143A RU2278344C1 RU 2278344 C1 RU2278344 C1 RU 2278344C1 RU 2005100143/02 A RU2005100143/02 A RU 2005100143/02A RU 2005100143 A RU2005100143 A RU 2005100143A RU 2278344 C1 RU2278344 C1 RU 2278344C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heaters
thermal
temperature controller
outputs
inputs
Prior art date
Application number
RU2005100143/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005100143A (en
Inventor
Сергей Владимирович Голубев (RU)
Сергей Владимирович Голубев
Вадим Юрьевич Горовой (RU)
Вадим Юрьевич Горовой
Алексей Владимирович Иванцов (RU)
Алексей Владимирович Иванцов
Владимир Владимирович Иванцов (RU)
Владимир Владимирович Иванцов
Александр Юрьевич Козирацкий (RU)
Александр Юрьевич Козирацкий
Юрий Леонтьевич Козирацкий (RU)
Юрий Леонтьевич Козирацкий
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный институт радиоэлектроники
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный институт радиоэлектроники filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный институт радиоэлектроники
Priority to RU2005100143/02A priority Critical patent/RU2278344C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2278344C1 publication Critical patent/RU2278344C1/en
Publication of RU2005100143A publication Critical patent/RU2005100143A/en

Links

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: means for provision of concealment of armament and military equipment against means of aerospace optoelectronic reconnaissance of the infra-red band, applicable for simulation of specimens of armament and military equipment in disposition points or initial areas, as well as for protection against high-accuracy weapon equipped with infra-red homing heads.
SUBSTANCE: the thermal simulator has a width of tarpaulin material with cloth heaters fastened on it, tarpaulin heat-dispersing cover, moisture-proof cover of rubberized fabric having a coating of aluminum oxide, electric power supply cable and a temperature controller, the heaters are fastened in several lines and several columns. Use is made of a control unit of the temperature controller, in which the thermal images of the simulated objects are kept, its outputs are connected to the inputs of the temperature controller, whose outputs are connected to the heaters. The heaters are so made that the whole area occupied by one heater would be warmed up uniformly. In accordance with the algorithm incorporated in the control unit and the thermal; images kept in, signals are generated at its outputs providing control of operation of the temperature controller. A dynamic individual control of the temperature of each heater is realized in the thermal simulator, which makes it possible to produce thermal images identical to the thermal images of the simulated objects.
EFFECT: enhanced reliability of simulation.
1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения и военной техники от средств воздушно-космической оптико-электронной разведки инфракрасного диапазона и может быть использовано для имитации образцов вооружения и военной техники (ВВТ) в пунктах дислокации или исходных районах, а также защиты от высокоточного оружия, оснащенного инфракрасными головками самонаведения.The invention relates to means for securing weapons and military equipment from aerospace optical-electronic reconnaissance infrared and can be used to simulate weapons and military equipment (IWT) at deployment points or source areas, as well as protection against precision weapons equipped infrared homing heads.

Существующие в настоящее время на вооружении ВС иностранных государств средства тепловой разведки характеризуются тем, что принятие решения об обнаружении цели происходит не только по наличию теплового контраста между целью и фоном, но и по соответствию пространственных и энергетических признаков цели эталонному тепловому силуэту. Пространственная селекция осуществляется матричным приемником ИК-излучения, расположенным в фокальной плоскости оптической системы средства разведки. При этом каждой ячейкой матричного приемника отображается участок местности, которые в совокупности образуют тепловое изображение наблюдаемой цели (примеры тепловых изображений см., например, в Дж.Ллойд, Системы тепловидения, М., Мир, 1978, с.396-406). Таким образом, разрешающая способность средства разведки зависит от размера элемента матрицы, фокусного расстояния используемой оптической системы и высоты полета (см., например, Технические средства видовой разведки, под ред. А.А.Хорева, М., РВСН, 1997, с.269-271). Предельное линейное разрешение на местности при съемке в надир рассчитывается по формуле

Figure 00000002
где h - высота ведения разведки, lэл - размер элемента матрицы ПЗС; F - фокусное расстояние оптической системы средства разведки. Расчеты, проведенные по известным методикам, показывают, что в реальных условиях боевого применения разрешающая способность не превышает 20-25 см.The means of thermal reconnaissance currently in service with the Armed Forces of foreign states are characterized by the fact that the decision to detect a target is made not only by the presence of thermal contrast between the target and the background, but also by the correspondence of the spatial and energy signs of the target to the reference thermal silhouette. Spatial selection is carried out by a matrix receiver of infrared radiation located in the focal plane of the optical system of the reconnaissance system. In this case, each cell of the matrix receiver displays a plot of terrain that together form a thermal image of the observed target (for examples of thermal images, see, for example, J. Lloyd, Thermal imaging systems, M., Mir, 1978, pp. 396-406). Thus, the resolution of the reconnaissance means depends on the size of the matrix element, the focal length of the optical system used and the flight altitude (see, for example, Technical means of species reconnaissance, under the editorship of A.A. Khorev, M., Strategic Rocket Forces, 1997, p. 269-271). The maximum linear resolution on the ground when shooting in nadir is calculated by the formula
Figure 00000002
where h is the height of intelligence, l el is the size of the element of the CCD matrix; F is the focal length of the optical system of the intelligence. Calculations carried out by known methods show that in real conditions of combat use, the resolution does not exceed 20-25 cm.

Известен тепловой имитатор, выделение тепла в котором происходит за счет беспламенного каталитического окисления бензина (заявка на изобретение РФ №94041730, кл. F 41 H 13/00, опубл. 27.12.1996). Такие имитаторы устанавливаются в макетах и ложных сооружениях в местах, соответствующих расположению нагретых частей техники и сооружений. Основным недостатком указанного аналога является несоответствие теплового изображения ложной цели тепловому изображению имитируемого объекта, обусловленное отсутствием управления интенсивностью теплового излучения, что приводит к низкой эффективности имитации.Known thermal simulator, the heat in which occurs due to flameless catalytic oxidation of gasoline (application for the invention of the Russian Federation No. 94041730, class F 41 H 13/00, publ. 12/27/1996). Such simulators are installed in mock-ups and false constructions in places corresponding to the location of heated parts of equipment and structures. The main disadvantage of this analogue is the mismatch between the thermal image of the false target and the thermal image of the simulated object, due to the lack of control of the intensity of thermal radiation, which leads to low simulation efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и существенным признакам (прототипом) к заявляемому изобретению является тепловой имитатор, содержащий полотнище из брезентового материала, на котором закреплены тканые нагреватели, брезентовый теплорассеивающий чехол, влагонепроницаемый чехол из прорезиненной ткани, имеющий покрытие из окиси алюминия, кабель электропитания, терморегулятор (заявка на изобретение РФ №94010339, кл. F 41 Н 3/00, опубл. 20.10.1996). Основным недостатком прототипа является несоответствие теплового изображения имитатора тепловому изображению имитируемого образца ВВТ вследствие того, что все нагреватели имеют одинаковую температуру.The closest in technical essence and essential features (prototype) to the claimed invention is a thermal simulator containing a canvas of tarpaulin material, on which woven heaters are mounted, a canvas heat-dissipating cover, a moisture-proof cover of rubberized fabric having an aluminum oxide coating, an electrical cable, and a temperature controller (Application for invention of the Russian Federation No. 94010339, class. F 41 N 3/00, publ. 10/20/1996). The main disadvantage of the prototype is the mismatch of the thermal image of the simulator to the thermal image of the simulated model of military equipment due to the fact that all heaters have the same temperature.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задачей предлагаемого изобретения является создание теплового имитатора, тепловое изображение которого было бы идентично тепловому изображению имитируемого объекта (образца ВВТ).The invention consists in the following. The objective of the invention is the creation of a thermal simulator, the thermal image of which would be identical to the thermal image of the simulated object (sample IWT).

Технический результат достигается за счет предложенного конструктивного исполнения нагревателей и индивидуального управления их нагревом в соответствии с заданной программой.The technical result is achieved due to the proposed design of the heaters and individual control of their heating in accordance with a given program.

Указанный результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в тепловом имитаторе, содержащем полотнище из брезентового материала, на котором закреплены тканые нагреватели, брезентовый теплорассеивающий чехол, влагонепроницаемый чехол из прорезиненной ткани, имеющий покрытие из окиси алюминия, кабель электропитания и терморегулятор, нагреватели закреплены в N=A/d строк и М=B/d столбцов, где A и B - ширина и длина полотнища соответственно,

Figure 00000003
где hmin - минимальная высота ведения разведки, lэлmin - минимальный линейный размер чувствительного элемента матрицы приемника средства разведки; Fmax - максимальное фокусное расстояние оптической системы средства разведки, и дополнительно введен блок управления терморегулятором, имеющий N+M выходов, соединенных соответственно с N+M входами терморегулятора, имеющего N+M выходов, при этом n-ый выход терморегулятора, где n=
Figure 00000004
, соединен с первыми входами нагревателей n-ой строки, а (m+N)-ый выход терморегулятора, где m=
Figure 00000005
, соединен со вторыми входами нагревателей m-го столбца.The specified result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a thermal simulator containing a canvas of tarpaulin material on which woven heaters are mounted, a canvas heat-dissipating cover, a moisture-proof cover of rubberized fabric having an aluminum oxide coating, a power cable and a temperature controller, the heaters are fixed in N = A / d rows and M = B / d columns, where A and B are the width and length of the panel, respectively
Figure 00000003
where h min is the minimum height of reconnaissance, l el min is the minimum linear size of the sensing element of the matrix of the receiver of intelligence; F max is the maximum focal length of the optical system of the reconnaissance system, and an additional thermoregulator control unit is introduced, having N + M outputs connected respectively to N + M inputs of a temperature regulator having N + M outputs, and the nth output of the temperature regulator, where n =
Figure 00000004
connected to the first inputs of the heaters of the nth row, and the (m + N) -th output of the thermostat, where m =
Figure 00000005
connected to the second inputs of the m-th column heaters.

На чертеже приведена структурная схемы теплового имитатора.The drawing shows a structural diagram of a thermal simulator.

Тепловой имитатор содержит блок управления 1, в котором хранятся тепловые изображения имитируемых образцов ВВТ. Блок управления имеет N+M управляющих выходов, соединенных с N+М входами терморегулятора 2 соответственно. При этом n-ые выходы терморегулятора, где n=

Figure 00000004
, соединены с первыми входами нагревателей 3 n-ых строк, а (m+N)-ые выходы терморегулятора 2, где m=
Figure 00000005
, соединены со вторыми входами нагревателей 3 m-ых столбцов. Тканые нагреватели 3 размером d×d выполнены таким образом, чтобы вся площадь, занимаемая одним нагревателем, прогревалась равномерно.The thermal simulator comprises a control unit 1, in which thermal images of simulated weapons and military equipment samples are stored. The control unit has N + M control outputs connected to the N + M inputs of temperature controller 2, respectively. Moreover, the nth outputs of the temperature controller, where n =
Figure 00000004
are connected to the first inputs of the heaters 3 of the n-th rows, and (m + N) -th outputs of the thermostat 2, where m =
Figure 00000005
connected to the second inputs of the heaters 3 m-th columns. Woven heaters 3 of size d × d are designed so that the entire area occupied by one heater is heated uniformly.

Тепловой имитатор функционирует следующим образом. В соответствии с заложенным в блок управления 1 алгоритмом и хранящимися в нем тепловыми изображениями на его выходах генерируются сигналы, обеспечивающие управление работой терморегулятора 2. При этом сигналы управления, поступающие на n-ые входы терморегулятора 2, где n=

Figure 00000004
, обеспечивают последовательное циклическое с периодом T подключение питания нагревателей 3 n-ой строки, а сигналы управления, поступающие на (m+N)-ые входы терморегулятора, где m=
Figure 00000005
, обеспечивают одновременное подключение нагревателей m-ых столбцов. В соответствии с приведенным выше алгоритмом работы нагреватели 3 n-ой строки будут подключены к питанию на время
Figure 00000006
. Температура каждого нагревателя 3 n-ой строки будет определяться длительностью подключения питания m-го столбца
Figure 00000007
, где k - число градаций температуры нагрева.Thermal simulator operates as follows. In accordance with the algorithm embedded in the control unit 1 and the thermal images stored in it, signals are generated at its outputs that provide control over the operation of thermostat 2. At the same time, control signals supplied to the nth inputs of thermostat 2, where n =
Figure 00000004
, provide sequential cyclic with a period T power supply of heaters 3 of the n-th row, and control signals received at the (m + N) -th inputs of the temperature controller, where m =
Figure 00000005
, provide simultaneous connection of m-column heaters. In accordance with the above algorithm of operation, the heaters of the 3rd n-th row will be connected to the power supply for a while
Figure 00000006
. The temperature of each heater 3 of the n-th row will be determined by the duration of the power connection of the m-th column
Figure 00000007
where k is the number of gradations of the heating temperature.

Таким образом, в тепловом имитаторе реализовано динамическое индивидуальное управление температурой каждого из N×M нагревателей, что позволяет создавать тепловые изображения, идентичные тепловым изображениям имитируемых образцов ВВТ. Следовательно, при обнаружении матричным приемником тепловой разведки теплового имитатора он с высокой степенью вероятности будет приниматься за имитируемый объект (образец ВВТ), что обеспечит скрытие истинного объекта. Этим и достигается цель изобретения.Thus, the thermal simulator implements dynamic individual temperature control of each of the N × M heaters, which allows you to create thermal images identical to the thermal images of simulated weapons and military equipment. Consequently, if a thermal imaging detector detects a thermal simulator by a matrix receiver, it will, with a high degree of probability, be mistaken for a simulated object (an IWT sample), which will ensure that the true object is hidden. This achieves the purpose of the invention.

Для реализации теплового имитатора размером 4×6 м, чего достаточно для имитации большинства образцов наземной техники с расстоянием d=0,2 м, потребуется двумерная матрица 20×30, что реализуется 600 нагревателями.To implement a thermal simulator 4 × 6 m in size, which is enough to simulate most ground-based equipment samples with a distance d = 0.2 m, a 20 × 30 two-dimensional matrix is required, which is realized by 600 heaters.

Совокупность отличительных свойств обеспечивает ложной цели новое качество, а именно создание теплового изображения объекта, соответствующего истинному. Положительный эффект от изобретения состоит в снижении эффективности средств разведки, а значит в скрытии истинных объектов.The combination of distinctive properties provides a false goal with a new quality, namely the creation of a thermal image of an object corresponding to the true one. The positive effect of the invention is to reduce the effectiveness of intelligence, and therefore to hide the true objects.

Изобретение может быть использовано для имитации любых видов наземной техники и военных объектов, которые могут вскрываться с помощью тепловой разведки.The invention can be used to simulate any type of ground equipment and military installations that can be opened using thermal reconnaissance.

Предлагаемое техническое решение является новым, так как из общедоступных сведений неизвестен тепловой имитатор, обеспечивающий создание теплового изображения имитируемого объекта.The proposed technical solution is new, because of the publicly available information is not known thermal simulator, providing the creation of a thermal image of the simulated object.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технический решений явным образом не следует из известного уровня техники.The proposed technical solution has an inventive step, since the published scientific data and known technical solutions clearly do not follow from the prior art.

Предлагаемое техническое решение реализуемо, так как все его элементы могут быть выполнены из существующих элементов и устройств электронной и электротехники.The proposed technical solution is feasible, since all its elements can be made of existing elements and devices of electronic and electrical engineering.

Claims (1)

Тепловой имитатор, содержащий полотнище из брезентового материала, на котором закреплены тканые нагреватели, брезентовый теплорассеивающий чехол, влагонепроницаемый чехол из прорезиненной ткани, имеющий покрытие из окиси алюминия, кабель электропитания и терморегулятор, отличающийся тем, что нагреватели закреплены в N=A/d строк и М=B/d столбцов, где А и В - ширина и длина полотнища соответственно, A thermal simulator containing a canvas of tarpaulin material on which woven heaters are mounted, a canvas heat-dissipating cover, a moisture-proof cover of rubberized fabric having an alumina coating, a power cable and a temperature controller, characterized in that the heaters are fixed in N = A / d lines and M = B / d columns, where A and B are the width and length of the panel, respectively
Figure 00000008
Figure 00000008
 где hmin - минимальная высота ведения разведки;where h min is the minimum height of reconnaissance; lэлmin - минимальный линейный размер чувствительного элемента матрицы приемника средства разведки;l elmin - the minimum linear size of the sensing element of the matrix of the receiver means reconnaissance; Fmax - максимальное фокусное расстояние оптической системы средства разведки,F max - the maximum focal length of the optical system of the intelligence, и дополнительно введен блок управления терморегулятором, имеющий N+M выходов, соединенных соответственно с N+M входами терморегулятора, имеющего N+M выходов, при этом n-й выход терморегулятора, где n=
Figure 00000009
, соединен с первыми входами нагревателей n-й строки, a (m+N)-й выход терморегулятора, где m=
Figure 00000010
, соединен со вторыми входами нагревателей m-го столбца.and an additional temperature controller control unit is introduced, having N + M outputs connected respectively to N + M inputs of a temperature controller having N + M outputs, while the nth output of the temperature controller, where n =
Figure 00000009
, connected to the first inputs of the heaters of the nth row, a (m + N) -th output of the thermostat, where m =
Figure 00000010
connected to the second inputs of the m-th column heaters.
RU2005100143/02A 2005-01-11 2005-01-11 Thermal simulator RU2278344C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005100143/02A RU2278344C1 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Thermal simulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005100143/02A RU2278344C1 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Thermal simulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2278344C1 true RU2278344C1 (en) 2006-06-20
RU2005100143A RU2005100143A (en) 2006-06-20

Family

ID=36713716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005100143/02A RU2278344C1 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Thermal simulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2278344C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582560C1 (en) * 2014-12-08 2016-04-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of object thermal contrast simulating
RU173477U1 (en) * 2017-02-27 2017-08-29 Борис Георгиевич Еремин MILITARY HEAT VISIBILITY SIMULATOR DEVICE
RU2743497C2 (en) * 2018-02-26 2021-02-19 Алексей Михайлович Серегин Simulation test system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582560C1 (en) * 2014-12-08 2016-04-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of object thermal contrast simulating
RU173477U1 (en) * 2017-02-27 2017-08-29 Борис Георгиевич Еремин MILITARY HEAT VISIBILITY SIMULATOR DEVICE
RU2743497C2 (en) * 2018-02-26 2021-02-19 Алексей Михайлович Серегин Simulation test system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005100143A (en) 2006-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2345311C1 (en) Combined false target
US8013302B2 (en) Thermal vision and heat seeking missile countermeasure system
RU2278344C1 (en) Thermal simulator
Vaitekunas et al. SHIPIR/NTCS: a naval ship infrared signature countermeasure and threat engagement simulator
US4302068A (en) Infrared reflex device
RU2500973C2 (en) Combined false target
van Eijk et al. EOSTAR Pro: a flexible extensive library to assess EO sensor performance
Kim et al. Infrared (IR) image synthesis method of IR real background and modeled IR target
RU2603577C1 (en) Combined false target
Bae et al. IR composite image generation by wavelength band based on temperature synthesis estimated from IR target signature and background scene
RU2734302C1 (en) Masking and protective device for military equipment
Willers et al. Optronics sensor development using an imaging simulation system
GB2374222A (en) Imaging and tracking apparatus
Cox et al. Modeling countermeasures to imaging infrared seekers
Maksymonko et al. Characterization of diurnal and environmental effects on mines and the factors influencing the performance of mine detection ATR algorithms
RU173477U1 (en) MILITARY HEAT VISIBILITY SIMULATOR DEVICE
Schoemaker et al. Evaluation tools for the effectiveness of infrared countermeasures and signature reduction for ships
RU218021U1 (en) DEFORMING MODULAR MASK ACCESSORIES
Sturgeon et al. Spectral and polarimetric analysis of hyperspectral data collected by an acousto-optic tunable filter system
RU2632640C1 (en) Device for semirealistic simulation ultraviolet position finders
Riker et al. Time-domain analysis simulation for advanced tracking
RU2017100577A (en) Method and device for protecting a mobile object of ground military equipment from precision weapons
Maini et al. Target simulator for serviceability check of infrared-guided missiles
Trzaskawka et al. Concept of electro-optical sensor module for sniper detection system
RU2552974C1 (en) Combined false target for imitation of antiaircraft and artillery means

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070112