RU2541278C1 - Composite material screening infrared radiation - Google Patents
Composite material screening infrared radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541278C1 RU2541278C1 RU2013147361/12A RU2013147361A RU2541278C1 RU 2541278 C1 RU2541278 C1 RU 2541278C1 RU 2013147361/12 A RU2013147361/12 A RU 2013147361/12A RU 2013147361 A RU2013147361 A RU 2013147361A RU 2541278 C1 RU2541278 C1 RU 2541278C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- infrared radiation
- camouflage
- textile material
- outer layers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к материалам, экранирующим электромагнитное излучение, и может быть использовано при изготовлении швейных изделий, предназначенных для электромагнитного камуфляжа, в частности, на инфракрасных длинах волн, а также при изготовлении швейных изделий технического назначения, а именно мобильных укрытий (палаток, тентов), обеспечивающих сохранение комфортных микроклиматических условий биологическому объекту, преимущественно в холодное время года дневное и ночное время суток.The invention relates to materials that shield electromagnetic radiation, and can be used in the manufacture of garments intended for electromagnetic camouflage, in particular at infrared wavelengths, as well as in the manufacture of garments for industrial use, namely mobile shelters (tents, tents), ensuring the preservation of comfortable microclimatic conditions for a biological object, mainly in the cold season, daytime and nighttime.
Инфракрасный сигнал, в условиях прямой видимости, может передаваться на расстояние до нескольких километров и проходить сквозь непрозрачные для видимого излучения материалы. Физиологическое состояние биологического объекта (человека) предполагает постоянное выделение в окружающую среду, тепла, количество и интенсивность которого определяется множеством факторов, а именно температурой окружающей среды, теплозащитными свойствами одежного покрытия, статико-динамическим состоянием биологического объекта и др. Электромагнитный камуфляж должен обеспечивать не только комфортность, но и безопасность военнослужащего, т.е. блокировать возможность его обнаружения.An infrared signal, in conditions of direct visibility, can be transmitted over a distance of several kilometers and pass through materials that are opaque to visible radiation. The physiological state of a biological object (human) involves the constant release of heat into the environment, the amount and intensity of which is determined by many factors, namely the ambient temperature, the heat-protective properties of the clothing coating, the static-dynamic state of the biological object, etc. Electromagnetic camouflage should provide not only comfort, but also the safety of a soldier, i.e. block the possibility of its detection.
Известен материал /Пат. US 5281460 США, МПК F41H 3/02. Инфракрасное маскировочное покрытие / Cox Phillip; заявитель Teledyne industries Inc, патентообладатель Cox Phillip. - №900428; заявл. 18.06.1992; опубл. 25.01.1994/, в котором на пористой нейлоновой сетке нанесен рисунок из полос. Полосы покрыты серебром, медью или пигментом. Пористая нейлоновая сетка является тепло и влагопропускающим материалом, в соответствии с чем использование данного материала для обеспечения электромагнитного камуфляжа невозможно.Known material / Pat. US 5281460 USA, IPC F41H 3/02. Infrared camouflage coating / Cox Phillip; applicant Teledyne industries Inc, patent holder Cox Phillip. - No. 900428; declared 06/18/1992; publ. 01/25/1994 /, in which a pattern of stripes is applied on a porous nylon mesh. The bands are coated with silver, copper or pigment. A porous nylon mesh is a heat and moisture permeable material, according to which the use of this material to provide electromagnetic camouflage is impossible.
Известен материал /Пат. US 4495239, МПК F41H 3/02. Маскировочные материалы широкого спектра действия / Pusch Gunter, Hoffmann Alexander, Aisslinger Dieter; заявитель Pusch Gunter; Hoffmann Alexander. - №459354; заявл. 16.12.1982; опубл. 22.01.1985/, в основе которого лежит слой текстильного материала, на поверхность которого методом осаждения из газовой фазы нанесен металлический отражающий слой, а затем - камуфлирующая раскраска. Недостатками данного изобретения является недолговечность изделия, изготавливаемого из такого материала по причине наличия металлизированного и легкоповреждаемого покрытия на поверхности материала, невозможность нанесения сложных многоцветных рисунков, соответствующих условиям эксплуатации изделий, а также низкий уровень экранирования инфракрасного излучения.Known material / Pat. US 4495239, IPC F41H 3/02. Camouflage materials of a wide spectrum of action / Pusch Gunter, Hoffmann Alexander, Aisslinger Dieter; Applicant Pusch Gunter; Hoffmann Alexander. - No. 459354; declared 12/16/1982; publ. 01/22/1985 /, which is based on a layer of textile material, on the surface of which a metal reflective layer is deposited by gas deposition, and then camouflage coloring. The disadvantages of this invention are the fragility of the product made of such a material due to the presence of a metallized and slightly damaged coating on the surface of the material, the inability to apply complex multi-color patterns that meet the operating conditions of the products, as well as the low level of shielding of infrared radiation.
Известен материал /Пат. US 4467005, МПК B32B 5/26 и др. Пароводопроницаемая драпирующаяся ткань, отражающая инфракрасное излучение / Pusch Gunter; Weimar Reinhold, Aisslinger Dieter; заявитель Pusch Gunter, Weimar Reinhold. - №480481; заявл. 30.03.1983; опубл. 21.08.1984/, изготавливаемый на основе опорной сетки, на обеих сторонах которой имеется несущее полотно с металлическим покрытием, отражающим ИК излучение. Недостатком данного изобретения является его пароводопроницаемость, и как следствие, невозможность экранирования инфракрасного излучения.Known material / Pat. US 4467005, IPC B32B 5/26 and others. Steam-permeable drape fabric, reflecting infrared radiation / Pusch Gunter; Weimar Reinhold, Aisslinger Dieter; Applicant Pusch Gunter, Weimar Reinhold. - No. 480481; declared 03/30/1983; publ. 08/21/1984 /, made on the basis of a support grid, on both sides of which there is a carrier web with a metal coating reflecting IR radiation. The disadvantage of this invention is its vapor permeability, and as a consequence, the inability to shield infrared radiation.
Известен материал /Пат. RU 2127194, МПК B32B 5/18. Материал с покрытием, отражающим инфракрасное излучение / Куллер Грегори Д.; заявитель и патентообладатель В.Л. Горе и Ассоциэйтс, Инк. (US). №97118428/12; заявл. 12.10.1995; опубл. 10.03.1999/, обладающий теплоотражающими свойствами и содержащий по меньшей мере одну металлизированную микропористую мембрану, дублированную по меньшей мере с еще одним слоем текстильного материала. В материале металлизированная мембрана выполнена из микропористого вспененного политетрафторэтилена, текстильная основа представляет собой шелк, а металл - алюминий.Known material / Pat. RU 2127194, IPC B32B 5/18. IR Coated Material / Cooler Gregory D .; Applicant and patent holder V.L. Grief and Associates, Inc. (US). No. 97118428/12; declared 10/12/1995; publ. 03/10/1999 / having heat-reflecting properties and containing at least one metallized microporous membrane, duplicated with at least one more layer of textile material. In the material, the metallized membrane is made of microporous foamed polytetrafluoroethylene, the textile base is silk, and the metal is aluminum.
К недостаткам изобретения относится низкий уровень камуфлирующей защиты при использовании детекторов инфракрасного излучения, кроме того, текстильный материал, который дублируют металлизированной пленкой, не имеет камуфлирующей раскраски, что ухудшает камуфлирующие свойства изделия в дневное время суток и дает декамуфлирующий эффект в ночное время суток по причине высокой степени светового отражения металлизированной пленки.The disadvantages of the invention include the low level of camouflage protection when using infrared radiation detectors, in addition, the textile material, which is duplicated by a metallized film, does not have camouflage coloring, which degrades the camouflage properties of the product in the daytime and gives a decamouflaging effect at night due to the high degree of light reflection of a metallized film.
Известен многослойный материал /Пат. US 5131097, МПК A41D 31/00; A62B 17/00; B32B 3/28. Одежда для пожарных с минимальным весом и отличными защитными свойствами / Grilliot Willam L., Grilliot Mary I.; опубл. 21.07.1992/, который имеет внешний, промежуточный и внутренний слои. Промежуточный слой, сформированный гофрированными элементами, выполненными из пористого материала, создает и поддерживает воздушное пространство между слоями одежды. Конструкция пакета материалов обеспечивает сохранение воздушной прослойки между внешним и внутренним слоями при воздействии на человека внешнего давления. Материал обеспечивает одежде высокие теплоизоляционные свойства, и как следствие, в некоторой степени, электромагнитный камуфляж, однако технология изготовления гофрированных элементов сложна и трудоемка, требует специального оборудования, а пакет материалов, полученный указанным способом, будет обладать повышенной жесткостью, что ограничивает его применение при изготовлении одежды.Known multilayer material / Pat. US 5131097, IPC A41D 31/00; A62B 17/00; B32B 3/28. Clothing for firefighters with minimal weight and excellent protective properties / Grilliot Willam L., Grilliot Mary I .; publ. 07/21/1992 /, which has an outer, intermediate and inner layers. An intermediate layer formed by corrugated elements made of a porous material creates and maintains the air space between the layers of clothing. The design of the package of materials ensures the preservation of the air gap between the outer and inner layers when exposed to external pressure. The material provides clothes with high thermal insulation properties, and as a result, to some extent, electromagnetic camouflage, however, the manufacturing technology of corrugated elements is complex and laborious, requires special equipment, and the package of materials obtained by this method will have increased rigidity, which limits its use in manufacturing clothes.
Известен многослойный теплоизоляционный материал /Пат. GB 2108822, МПК A41B 9/00; A41B 17/00 и др. Ребристый вентиляционный пододежный материал для защитной одежды / Gioello Debbie Ann; опубл. 25.05.1983/, используемый в качестве теплоизолятора и обеспечивающий отвод влаги при интенсивном потоотделении, необходимый газообмен, защиту от осадков при сохранении «воздушной подушки». Технология изготовления материала предполагает образование на наружной поверхности материала, из которого изготавливается нательная одежда (белье), продольных преимущественно вертикальных гибких валиков, сохраняющих воздушную прослойку между верхней и нижней одеждой. В каналах между валиками может циркулировать воздух. Конструкция материала обеспечивает одежде теплоизоляционные свойства, однако использование такого материала в качестве электромагнитного камуфляжа невозможно, так как гибкие валики не соединены друг с другом, находятся на большом расстоянии друг от друга и между ними осуществляется интенсивная теплоотдача в окружающую среду, ввиду отсутствия на этих участках воздушной прослойки, а значит, не исключена возможность обнаружения биологического объекта приборами, детектирующими инфракрасное излучение.Known multilayer insulation material / Pat. GB 2108822, IPC A41B 9/00; A41B 17/00 et al. Ribbed ventilation clothing for protective clothing / Gioello Debbie Ann; publ. 05/25/1983 /, used as a heat insulator and providing moisture removal during intense perspiration, the necessary gas exchange, protection against precipitation while maintaining the "air cushion". The manufacturing technology of the material involves the formation on the outer surface of the material from which the underwear (underwear) is made, longitudinally mainly vertical flexible rollers that preserve the air gap between the upper and lower clothes. Air can circulate in the channels between the rollers. The design of the material provides the clothing with thermal insulation properties, however, the use of such a material as electromagnetic camouflage is impossible, since the flexible rollers are not connected to each other, are at a great distance from each other and intense heat transfer to the environment takes place between them, due to the absence of air interlayers, which means that the possibility of detecting a biological object with devices that detect infrared radiation is not ruled out.
За прототип взят композиционный материал, используемый при изготовлении костюма-теплообменника /Патент GB 1185622, кл. A01D 13/00, 25.03.1970/, изготавливаемый в виде покрываемого тело или белье человека гибкой оболочки, состоящей из внутреннего и наружного герметичных слоев, в зазоре между которыми расположены трубки, и система термостатирования для обеспечения подачи и циркуляции в зазоре между герметичными слоями охлаждающего агента и его отвода. К недостаткам изобретения относится невозможность обеспечения благоприятных условий для длительной работы оператора вследствие имеющейся возможности изменения зазора между герметичными оболочками и отсутствия возможности регулирования процесса теплосъема. Кроме того, для экранирования инфракрасного излучения такая конструкция материала является тяжеловесной и дорогостоящей.The composite material used in the manufacture of the heat exchanger suit is taken as a prototype / Patent GB 1185622, class. A01D 13/00, 03/25/1970 /, made in the form of a flexible body to be coated on a person’s body or underwear, consisting of inner and outer sealed layers, in the gap between which there are tubes, and a temperature control system to ensure supply and circulation in the gap between the sealed layers of the cooling agent and its removal. The disadvantages of the invention include the impossibility of providing favorable conditions for long-term operation of the operator due to the existing possibility of changing the gap between the sealed shells and the inability to control the heat removal process. In addition, for shielding infrared radiation, such a material design is heavy and expensive.
Все перечисленные изобретения реализуют один из трех существующих в настоящее время подходов в ослаблении теплового изображения приборами детектирующими ИК излучение: снижение интенсивности теплоотдачи за счет теплоизоляции биологического объекта, снижающей температуру наружной поверхности, использование материалов, покрывающих биологический объект, с низкой излучательной способностью и использование системы охлаждения, снижающей температуру пододежного пространства, тем самым обеспечивая электромагнитный камуфляж. Использование теплоизоляции приводит к перегреву биологического объекта и существенному ухудшению его физиологического состояния, к материалам с низкой излучательной способностью (близкой к излучательной способности абсолютно черного тела), относятся такие как: керамика, резина, дерево, стекло, т.е. не пригодные для изготовления камуфлирующих швейных изделий, а в изделиях, реализующих охлаждающий эффект, использованы технически сложные, тяжелые и дорогостоящие устройства, использование которых для экранирования инфракрасного излучения нецелесообразно.All of these inventions implement one of the three currently existing approaches to attenuating the thermal image with infrared detectors: reducing heat transfer due to thermal insulation of a biological object that reduces the temperature of the external surface, using materials that cover a biological object with low emissivity and using a cooling system , which reduces the temperature of the clothing area, thereby providing electromagnetic camouflage. The use of thermal insulation leads to overheating of the biological object and a significant deterioration of its physiological state, to materials with low emissivity (close to the emissivity of an absolutely black body), such as: ceramics, rubber, wood, glass, i.e. not suitable for the manufacture of camouflage garments, and in products that implement a cooling effect, technically complex, heavy and expensive devices are used, the use of which for shielding infrared radiation is impractical.
Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение высокой степени экранирования электромагнитного излучения, обеспечение комфортных микроклиматических условий теплокровному объекту при использовании материала в холодное время года, а также высокий уровень визуального камуфляжа в дневное и ночное время суток.The technical result of the claimed invention is to provide a high degree of shielding of electromagnetic radiation, providing comfortable microclimatic conditions to a warm-blooded object when using the material in the cold season, as well as a high level of visual camouflage in the daytime and at night.
Указанный технический результат достигается тем, что в композиционном материале, экранирующем инфракрасное излучение, содержащем внутренний и наружный слои, между которыми расположена система термостатирования, согласно изобретению внутренний и наружный слои выполнены из текстильного материала с металлонапылением, а в качестве системы термостатирования использована цепочка соединенных последовательно или параллельно между собой элементов Пельтье, связанных с источником питания. При этом текстильный материал внутреннего слоя имеет пористую структуру, а наружного - выполнен из текстильного материала плотной структуры с водоотталкивающей пропиткой и имеет однотонную раскраску черного цвета либо камуфлирующую, а элементы Пельтье соединены с изнаночными сторонами текстильных материалов через двусторонний липкий материал и расположены на нем, на равном расстоянии друг от друга с напуском наружного слоя с образованием ячеек воздушных зазоров.The specified technical result is achieved by the fact that in the composite material shielding infrared radiation containing the inner and outer layers, between which there is a temperature control system, according to the invention, the inner and outer layers are made of metal-coated textile material, and a chain connected in series or parallel to each other Peltier elements associated with a power source. In this case, the textile material of the inner layer has a porous structure, and the outer one is made of a dense textile material with water-repellent impregnation and has a single-color black color or camouflage, and the Peltier elements are connected to the wrong sides of the textile materials through bilateral adhesive material and are located on it, on equal distance from each other with the inlet of the outer layer with the formation of cells of air gaps.
Экранирование электромагнитного излучения, комфортные микроклиматические условия, а также высокий уровень визуального камуфляжа в дневное и ночное время суток в изделиях, изготавливаемых из заявляемого композиционного материла, обеспечиваются его конструктивным решением, предполагающим использование системы термостатирования и разнородных по свойствам текстильных материалов, меняющих направление движения теплового поля, а также цветовой гаммой наружного слоя материала, создающего камуфлирующий эффект.Shielding of electromagnetic radiation, comfortable microclimatic conditions, as well as a high level of visual camouflage in the daytime and at night in products made from the inventive composite material are ensured by its constructive solution, which involves the use of a temperature control system and textile materials that are heterogeneous in properties, changing the direction of movement of the thermal field , as well as the color scheme of the outer layer of the material that creates the camouflage effect.
На фиг.1 показана структура заявляемого композиционного материала, обеспечивающего экранирование инфракрасного излучения и, как следствие, маскировку от обнаружения детекторами инфракрасного излучения.Figure 1 shows the structure of the inventive composite material that provides shielding of infrared radiation and, as a result, masking from detection by infrared radiation detectors.
На фиг.2 представлен факсимильный рисунок, подтверждающий экранирующие свойства заявляемого материала.Figure 2 presents the facsimile drawing, confirming the shielding properties of the claimed material.
Структура композиционного материала, ослабляющего тепловое излучение, представлена следующими слоями (фиг.1):The structure of the composite material that attenuates thermal radiation is represented by the following layers (figure 1):
1 - полиэфирный текстильный материал внутреннего слоя пористой структуры с металлонапылением с изнаночной стороны;1 - polyester textile material of the inner layer of the porous structure with metal spraying from the wrong side;
2 - полиэфирный текстильный материал наружного слоя с водоотталкивающей пропиткой черного цвета или камуфлирующей раскраски;2 - polyester textile material of the outer layer with water-repellent impregnation of black color or camouflage coloring;
3 - металлонапыление, наносимое с изнаночной стороны внутреннего и наружного слоев композиционного материала;3 - metal spraying applied from the wrong side of the inner and outer layers of the composite material;
4 - элементы Пельтье, соединенные в цепочку последовательно;4 - Peltier elements connected in a chain in series;
5 - соединительный двусторонний липкий материал;5 - connecting bilateral adhesive material;
6 - источник питания и регулятор подводимой мощности электрического тока;6 - power source and regulator of the input power of electric current;
7 - ячейки воздушных зазоров, образованные напуском из текстильного материала наружного слоя.7 - cells of air gaps formed by an inlet of textile material of the outer layer.
Любое тело, нагретое до определенной температуры, излучает энергию в инфракрасном спектре (длина волны, излучаемой телом, зависит от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения). Инфракрасный сигнал, в условиях прямой видимости, может передаваться на расстояние до нескольких километров и проходить сквозь непрозрачные для видимого излучения материалы. Заявляемый композиционный материал, экранирующий инфракрасное излучение обеспечивает маскировочный эффект биологическому объекту от обнаружения детекторами инфракрасного излучения, преимущественно в холодное время года, а в зависимости от раскраски внешнего слоя (однотонная черная или камуфлирующая) в ночное или дневное время суток. Водоотталкивающая пропитка внешнего слоя текстильного материала обеспечивает защиту биологического объекта от осадков в виде дождя и снега и сохранению высоких эксплуатационных свойств материалу в любых погодных условиях. Черный цвет внешнего слоя обеспечивает хороший камуфлирующий эффект в ночное время суток, а камуфлирующий рисунок, выполненный в цветовом фоне максимально приближенном к фону окружающей среды нахождения объекта - визуальный камуфляж в дневное время суток.Any body heated to a certain temperature emits energy in the infrared spectrum (the wavelength emitted by the body depends on the heating temperature: the higher the temperature, the shorter the wavelength and the higher the radiation intensity). An infrared signal, in conditions of direct visibility, can be transmitted over a distance of several kilometers and pass through materials that are opaque to visible radiation. The inventive composite material that shields infrared radiation provides a masking effect for a biological object from detection by infrared radiation detectors, mainly in the cold season, and depending on the coloring of the outer layer (plain black or camouflage) at night or day time. Water-repellent impregnation of the outer layer of textile material protects the biological object from precipitation in the form of rain and snow and maintains high performance properties of the material in any weather conditions. The black color of the outer layer provides a good camouflage effect at night, and a camouflage pattern made in a color background as close as possible to the background environment of the object is visual camouflage in the daytime.
Эффект экранирования электромагнитного излучения изделиями, изготавливаемыми из заявляемого композиционного материала, базируется на основных законах протекания термодинамических процессов, а именно их протекании в направлении достижения в термодинамической системе равновесия, то есть выравнивания в ней давлений, температур, а также на физических свойствах металлов, а именно теплопроводности. Изделия, изготавливаемые из композиционного материала (плащи, укрытия) предполагается использовать по целевому назначению, а именно для экранирования инфракрасного излучения. Данные изделия надеваются поверх основной одежды таким образом, что между основной одеждой и изделием, которое изготавливается из композиционного материала, остается воздушный зазор.The effect of shielding electromagnetic radiation by products made from the inventive composite material is based on the basic laws of thermodynamic processes, namely, their flow in the direction of achieving equilibrium in the thermodynamic system, that is, the equalization of pressures, temperatures, and also the physical properties of metals, namely thermal conductivity. Products made from composite material (raincoats, shelters) are supposed to be used for their intended purpose, namely for shielding infrared radiation. These products are worn over the main garment in such a way that there is an air gap between the main garment and the product, which is made of composite material.
В основе композиционного материала лежит система термостатирования, представленная термоэлектрическими преобразователями - элементами Пельтье 4, соединенными в цепочку последовательно или параллельно. Электрический ток, подаваемый от источника питания 6 переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье 4 на противоположную и создает разность температур. Таким образом, одна сторона элементов Пельтье всегда будет иметь более низкую температуру, чем другая. Величина температурной разницы зависит от величины подаваемого напряжения, которую можно менять регулятором подводимой мощности электрического тока. Элементы Пельтье 4 соединены с изнаночной стороной внутреннего 1 и наружного 2 слоя композиционного материала соответственно «горячей» и «холодной» стороной через двусторонний теплопроводный липкий материал 5. Металлическое покрытие 3, благодаря высоким теплопроводящим свойствам металлов, способствует выравниванию и поддержанию температур на «горячей» и «холодной» стороне композиционного материала по всей его поверхности. Благодаря пористой структуре внутреннего слоя композиционного материала 1 тепло, передаваемое непосредственно от «горячей» стороны элементов Пельтье 4, а также тепло, образуемое в результате термопреобразования, и накапливаемое в ячейках воздушной прослойки 7, создаваемых напуском текстильного материала наружного слоя 2, выводится наружу через внутренний слой композиционного материала 1, т.к. пористая структура внутреннего слоя композиционного материала этому не препятствует и теплый поток воздуха будет постепенно, по мере его накапливания, двигаться в сторону более холодного воздуха (пододежного пространства). Тепло, свободно выходящее из композиционного материала наружу через пористый материал внутреннего слоя 1, обеспечивает дополнительный обогрев биологического объекта в холодное время года, обеспечивая ему комфортные микроклиматические условия. «Холодная» сторона элементов Пельтье 4, соединенных с изнаночной стороной внешнего слоя композиционного материала 1, передает ему «холод», а теплопроводные свойства металла, используемого в качестве металлонапыления 3, выравнивают температурное поле по всей его поверхности. Отсутствие металлонапыления на изнаночной стороне наружного слоя 2 приведет к перепаду температурного поля сначала внутренней стороны, а затем и наружной, что повлечет за собой тепловое излучение и декамуфляж. Регулятор подводимой мощности электрического тока 6 позволяет увеличивать и уменьшать величину электропитания элементов Пельтье 4, что обеспечивает изменение разности температур на «горячей» и «холодной» стороне элементов Пельтье, в зависимости от температуры окружающей среды и, как следствие, регулировать интенсивность теплоотдачи композиционного материала, что делает его более универсальным.The composite material is based on a thermostating system, represented by thermoelectric converters - Peltier elements 4, connected in a chain in series or in parallel. The electric current supplied from the power source 6 transfers heat from one side of the Peltier element 4 to the opposite and creates a temperature difference. Thus, one side of the Peltier elements will always have a lower temperature than the other. The magnitude of the temperature difference depends on the magnitude of the applied voltage, which can be changed by the regulator of the input power of the electric current. Peltier elements 4 are connected to the wrong side of the inner 1 and outer 2 layers of the composite material, respectively, the “hot” and “cold” side through a double-sided heat-conducting adhesive material 5. Metal coating 3, due to the high heat-conducting properties of metals, helps to equalize and maintain temperatures on the “hot” and the "cold" side of the composite material over its entire surface. Due to the porous structure of the inner layer of composite material 1, heat transferred directly from the “hot” side of the Peltier elements 4, as well as heat generated as a result of thermal conversion, and accumulated in the cells of the air gap 7 created by the inlet of the textile material of the outer layer 2, is brought out through the inner composite layer 1, because the porous structure of the inner layer of the composite material does not interfere with this and the warm air flow will gradually, as it accumulates, move towards cooler air (clothing area). The heat freely leaving the composite material outside through the porous material of the inner layer 1 provides additional heating of the biological object in the cold season, providing it with comfortable microclimatic conditions. The “cold” side of the Peltier elements 4 connected to the wrong side of the outer layer of the composite material 1 transfers “cold” to it, and the heat-conducting properties of the metal used as metal dusting 3 equalize the temperature field over its entire surface. The absence of metal deposition on the wrong side of the outer layer 2 will lead to a difference in the temperature field first of the inner side, and then the outer one, which will entail thermal radiation and decamouflage. The controller of the input power of electric current 6 allows you to increase and decrease the power supply of the Peltier elements 4, which provides a change in the temperature difference on the "hot" and "cold" side of the Peltier elements, depending on the ambient temperature and, as a result, to regulate the heat transfer intensity of the composite material, making it more versatile.
Многослойный материал, благодаря такой структуре, обладает водоотталкивающими свойствами, экранирует инфракрасное излучение, обеспечивает комфортные микроклиматические условия биологическому объекту, и визуальный камуфляж в дневное и ночное время суток при использовании соответственно камуфлирующей или однотонной (черной) раскраски лицевой стороны наружного слоя.Thanks to such a structure, a multilayer material has water-repellent properties, shields infrared radiation, provides comfortable microclimatic conditions for a biological object, and visual camouflage in the daytime and at night using camouflage or plain (black) coloring of the outer side of the outer layer.
Пример 1Example 1
На изнаночную сторону текстильного материала «Оксфорд 600» волокнистого состава 100% ПЭ (полиэфир) поверхностной плотности 350 г/м2 с водоотталкивающей пропиткой и камуфлирующей раскраской и на изнаночную сторону текстильного материала AP 0018 NILINA, имеющего пористую структуру, поверхностной плотности 40 г/м2 методом магнетронного напыления нанесен тонкий слой алюминия в количестве 1,0-1,5 г/м2, толщиной слоя 55-70 нм соответственно. Из материала «Оксфорд 600» будет формироваться внешний, а из материала AP 0018 NILINA - внутренний слой композиционного материала. На изнаночной стороне наружного слоя композиционного материала карандашом нанесен рапорт расположения элементов Пельтье (4×4) см. Элементы Пельтье A-TM 11.2-127-1.4 размером 40×40×3,2 соединяем последовательно в единую цепочку и через регулятор подводимой мощности электрического тока к источнику питания. С помощью самоклеящейся двусторонней ленты на пленочной основе элементы Пельтье приклеили к изнаночной стороне внешнего слоя композиционного материала на равном расстоянии друг от друга по предварительно сделанной разметке (в данном случае в шахматном порядке). За счет разности расстояний между элементами Пельтье и рапорта рисунка, по которому они наносятся, из материала наружного слоя между элементами образуется напуск. Наклеиваем на противоположную (свободную) сторону элементов Пельтье самоклеящийся двусторонний пленочный материал и укладываем сверху на них внутренний слой композиционного материала металлонапылением вниз, прижимаем (приклеиваем) его к элементам Пельтье.On the wrong side of the Oxford 600 textile material of a fiber composition of 100% PE (polyester) with a surface density of 350 g / m 2 with water-repellent impregnation and camouflage dyeing and on the wrong side of the textile material AP 0018 NILINA with a porous structure, a surface density of 40 g / m 2 by a method of magnetron sputtering a thin layer of aluminum in the amount of 1.0-1.5 g / m 2 , a layer thickness of 55-70 nm, respectively. An outer layer will be formed from the Oxford 600 material, and an inner layer of composite material from the AP 0018 NILINA material. On the wrong side of the outer layer of the composite material, a pencil plotted a report of the location of Peltier elements (4 × 4) cm. Peltier elements A-TM 11.2-127-1.4 of size 40 × 40 × 3.2 are connected in series into a single chain and through an electric current input regulator to the power source. Using a self-adhesive double-sided tape on a film basis, Peltier elements were glued to the wrong side of the outer layer of the composite material at an equal distance from each other according to previously made markings (in this case in a checkerboard pattern). Due to the difference in the distances between the Peltier elements and the report of the pattern on which they are applied, an inlet is formed from the material of the outer layer between the elements. Glue a self-adhesive bilateral film material on the opposite (free) side of the Peltier elements and lay the inner layer of the composite material on top of them with metal spraying down, press (glue) it to the Peltier elements.
Для испытания материала на его способность экранировать электромагнитное излучение изготовили комбинированную куртку. Куртка изготавливалась в лабораторных условиях по классической технологии, применяемой на швейных предприятиях производства верхней одежды, а также изделий специального назначения, в том числе одежды полевой для военнослужащих. Полочки (передняя часть) куртки покрывалась дополнительным (экранирующим) слоем. Правая часть дополнительного слоя изготавливалась из композиционного материала, конструктивное решение которого соответствовало заявляемому изобретению, а левая часть - из материала, повторяющего основной слой куртки. Для оценки камуфлирующего эффекта, т.е. экранирующих свойств материала для ИК, применялся тепловизор марки Nec TH 7100 (инфракрасная камера) - оптико-электронный измерительный прибор, работающий в инфракрасной области электромагнитного спектра. Фиксировалась температура поверхности теплоизлучающего объекта (человека), одетого в куртку. Исследования проводились в открытой среде при окружающей температуре воздуха -6°C. На фиг.2 выражена тональная разница, характеризующая разницу температур поверхности человека, зафиксированную тепловизором. Правая сторона куртки, изготовленная из материала по заявляемому изобретению, практически сливается с окружающей средой, что подтверждает маскировочный эффект, обеспечивающий существенное ослабление (экранирование) теплового излучения, идущего от теплокровного объекта. Более светлым тоном определяются правая сторона куртки, еще более светлым - не покрытые теплоизоляционным материалом участки поверхности тела человека (ноги и лицо).To test the material for its ability to shield electromagnetic radiation, a combined jacket was made. The jacket was made in laboratory conditions according to the classical technology used at sewing enterprises for the production of outerwear, as well as special-purpose products, including field clothing for military personnel. The shelves (front) of the jacket were covered with an additional (shielding) layer. The right part of the additional layer was made of composite material, the structural solution of which was in accordance with the claimed invention, and the left part was made of material repeating the main layer of the jacket. To assess the camouflage effect, i.e. the shielding properties of the material for IR, a Nec TH 7100 thermal imager (infrared camera) was used - an optical-electronic measuring device operating in the infrared region of the electromagnetic spectrum. The surface temperature of a heat-emitting object (person) dressed in a jacket was recorded. The studies were conducted in an open environment at an ambient temperature of -6 ° C. Figure 2 shows the tonal difference characterizing the temperature difference of a person’s surface, recorded by a thermal imager. The right side of the jacket, made of material according to the claimed invention, practically merges with the environment, which confirms the masking effect, which provides a significant weakening (screening) of thermal radiation coming from a warm-blooded object. The lighter side determines the right side of the jacket, even lighter - areas of the human body (legs and face) that are not covered with heat-insulating material.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013147361/12A RU2541278C1 (en) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Composite material screening infrared radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013147361/12A RU2541278C1 (en) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Composite material screening infrared radiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2541278C1 true RU2541278C1 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013147361/12A RU2541278C1 (en) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Composite material screening infrared radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2541278C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4467005A (en) * | 1981-09-05 | 1984-08-21 | Gunter Pusch | IR-Reflecting, water vapor-permeable flexible web |
| US4495239A (en) * | 1977-11-15 | 1985-01-22 | Gunter Pusch | Camouflage materials having a wide-band effect and system incorporating same |
| RU79650U1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-01-10 | Закрытое акционерное общество "фирма "Автоинвест" | SYSTEM OF INDIVIDUAL TERMOREGULATION OF THE ORGANISM (SITO) |
| RU2461399C2 (en) * | 2010-11-01 | 2012-09-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Air regeneration cartridge |
-
2013
- 2013-10-23 RU RU2013147361/12A patent/RU2541278C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4495239A (en) * | 1977-11-15 | 1985-01-22 | Gunter Pusch | Camouflage materials having a wide-band effect and system incorporating same |
| US4467005A (en) * | 1981-09-05 | 1984-08-21 | Gunter Pusch | IR-Reflecting, water vapor-permeable flexible web |
| RU79650U1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-01-10 | Закрытое акционерное общество "фирма "Автоинвест" | SYSTEM OF INDIVIDUAL TERMOREGULATION OF THE ORGANISM (SITO) |
| RU2461399C2 (en) * | 2010-11-01 | 2012-09-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Air regeneration cartridge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8918919B2 (en) | Infrared-reflecting covering material | |
| US5750242A (en) | Infra-red reflective coverings | |
| US5955175A (en) | Infra-red reflective coverings | |
| US4569874A (en) | Sportswear fabric for cold climates | |
| Stoll et al. | Heat transfer through fabrics as related to thermal injury | |
| CA2683177C (en) | Heat reflective yarn for an article of clothing | |
| WO2019132146A1 (en) | Fiber sheet with improved cool sensation | |
| KR20200060428A (en) | Steam permeable inserts for apparel and accessory products and apparel and accessory products equipped with the inserts | |
| RU2541278C1 (en) | Composite material screening infrared radiation | |
| RU2490379C1 (en) | Two-sided multilayer camouflage material | |
| CN211994521U (en) | High-grade high-temperature-resistant knitted fabric | |
| Hu et al. | A universal green coating strategy on textiles for simultaneous color and thermal management | |
| KR20220079889A (en) | Multi-layer multifunctional thermal management material | |
| Hes et al. | Why black clothes can provide better thermal comfort in hot climate than white clothes | |
| KR20180014965A (en) | Cool-touch high moisture transferable textile sheet | |
| UA155386U (en) | Protective camouflage suit for military personnel | |
| Luo et al. | Outdoor personal heating and cooling by a Janus textile | |
| RU2808363C1 (en) | Textile material with camouflage properties | |
| RU2676574C1 (en) | Multilayer low-emission material | |
| Hall | Thermal Signature Management. | |
| US20240003662A1 (en) | Substrate of variable infrared emissivity | |
| NZ538252A (en) | Infrared-reflecting covering material | |
| Kim | Water-efficient evaporative cooling by sunlight-reflective radiative-cooling nanofibers | |
| SU1240416A1 (en) | Protective clothing for fireman | |
| RU2626549C2 (en) | Protective products with regulated screening properties |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161024 |