Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAЧасть 1. Тепломаскировка
Тепло
Тепло — это энергия движения микрочастиц (атомов и молекул). Чем быстрее они движутся или колеблются, тем выше температура объекта. Переносится эта энергия всегда от более нагретого тела к менее нагретому тремя фундаментальными путями, а обнаруживается либо через изменение физических свойств материалов, либо через улавливание испускаемого излучения.
Все процессы теплообмена в природе и технике сводятся к трём физическим механизмам: Теплопроводность, Конвекция, Тепловое излучение.
1. Теплопроводность (Conduction). Прямая передача кинетической энергии от одной микрочастицы к другой при их непосредственном столкновении. Вещество при этом не перемещается. Лучше всего тепло проводят металлы (благодаря свободным электронам), а хуже всего — газы и вакуум.
Коэффициент теплопроводности (обозначается греческой буквой λ, читается «лямбда»). Он показывает, какое количество тепла (в Джоулях) проходит через 1 метр толщины материала за 1 секунду, если разница температур между его поверхностями составляет 1 градус Кельвина. Для металлов: медь~400, сталь~50; неметаллы: кирпич~0.6-0.8, бетон~1.5-2.0, стекло~1.0; теплоизоляторов: воздух~0.024, аэрогель~0.015.
2. Конвекция (Convection). Перенос энергии вместе с потоками самого вещества — в жидкостях или газах. При нагревании вещество расширяется, становится менее плотным и поднимается вверх под действием Силы Архимеда, а более холодное и тяжёлое опускается.
Силы Архимеда — это выталкивающая сила, которая действует на тело, погружённое в жидкость или газ. Она направлена вертикально вверх, противоположно силе тяжести. Эту силу также называют архимедовой или гидростатической подъёмной силой.)
3. Тепловое излучение (Radiation). Передача энергии электромагнитными волнами (в основном инфракрасного диапазона). Это единственный способ передачи тепла, которому не нужна материальная среда. Именно так энергия Солнца доходит до Земли через вакуум космоса. Любое тело с температурой выше абсолютного нуля (-273.15°С) испускает такое излучение.
Абсолютный нуль температуры — это минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной. Это состояние, при котором система достигает минимума внутренней энергии, а в идеальном случае — и нулевой энтропии. Абсолютный нуль служит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы — шкалы Кельвина (K).
Ему соответствует значение:
1. 0 К (кельвинов) 2. −273,15 °C (градусов Цельсия) 3. −459,67 °F (градусов Фаренгейта)
Коэффициент излучения — Эмиссионная способность, ε (эпсилон).
Абсолютно чёрное тело (идеальный излучатель) имеет ε = 1. Оно поглощает 100% падающего на него излучения и, соответственно, излучает максимально возможную для своей температуры энергию. Реальные материалы всегда излучают меньше. Их коэффициент излучения — это дробь от 0 до 1, которая показывает, какую долю от идеального излучения абсолютно чёрного тела испускает данный материал при той же температуре. Разные тела при одной и той же температуре излучают разное количество энергии. У человека ε ≈ 0.98, у полированного алюминия ε ≈ 0.05, у краски ε ≈ 0.9.
Цвет краски не имеет значения для LWIR (Long-Wavelength Infrared, длинноволновый инфракрасный диапазон). В отличие от видимого света, где белое отражает, а чёрное поглощает, в длинноволновом ИК-диапазоне почти все краски имеют ε ≈ 0,9. Поэтому покрасить танк в белый «зимний» камуфляж не сделает его холодным для тепловизора. Он останется таким же ярким, как если бы был зелёным.
Если вы используете маскировочное пончо с алюминиевым напылением (ε ≈ 0,05), оно будет выглядеть на тепловизоре как чёрное (холодное) пятно на фоне травы (ε ≈ 0,92), даже если его температура такая же, как у травы. Оно не излучает, а отражает холодное небо. Это демаскирует объект как «аномально холодный артефакт».
Человек — идеальный излучатель. Поскольку ε кожи ≈ 0,98, человек излучает почти максимально возможное количество тепла. Скрыть его — значит либо физически охладить до температуры фона (адаптивная защита), либо закрыть экраном, который отразит это излучение назад (но тогда экран сам нагреется или будет иметь низкую ε и станет холодным пятном).
Детекция (обнаружение) тепла
Детекция тепла основана на том, что при изменении температуры меняются физические свойства веществ или характеристики их излучения. Все приборы делятся на две основные группы — контактные и бесконтактные.
Контактные методы
Прибор соприкасается с объектом и приходит с ним в тепловое равновесие:
1. Тепловое расширение. Жидкостные градусники (объём спирта, ртути или галлия увеличивается при нагреве) и биметаллические пластины (две спаянные полоски из разных металлов изгибаются из-за разной скорости расширения, что часто применяется в термостатах).
2. Изменение электрического сопротивления
- Термисторы. Полупроводниковые датчики, сопротивление которых резко меняется при нагреве.
- Платиновые термометры (RTD). Сопротивление чистого металла растёт строго пропорционально температуре, что даёт высочайшую точность измерений.
3. Термоэлектрический эффект (эффект Зеебека). В термопарах два провода из разных металлов спаяны на концах. При разнице температур между спаем и измерителем возникает напряжение в милливольты, по которому вычисляют температуру.
Бесконтактные методы
Основаны на регистрации инфракрасного излучения, испускаемого объектом.
1. Пирометры. Оптический датчик улавливает ИК-излучение с точки на поверхности и рассчитывает её температуру по мощности этого излучения.
2. Тепловизоры. В своей конструкции имеют матрицу микроболометров (миниатюрных датчиков, меняющих сопротивление под действием ИК-лучей). Каждая ячейка формирует пиксель, создавая на экране цветную температурную карту — теплограмму.
Тепловизоры
Современный тепловизор — это комплексный оптико-электронный прибор, превращающий невидимое инфракрасное (тепловое) излучение объектов в видимую температурную карту.
Независимо от назначения и стоимости, любой современный тепловизор состоит из пяти основных блоков, образующих последовательный тракт обработки сигнала:
1. Инфракрасная оптика. Обычное стекло непрозрачно для тепловых лучей, поэтому линзы изготавливают из монокристаллического германия или халькогенидного стекла. Оптика фокусирует ИК-излучение сцены на сенсор.
2. Модуль калибровки (калибровочная шторка). Микропривод с соленоидом периодически перекрывает сенсор шторкой для сброса накопленного нагрева матрицы (NUC-калибровка). В беспороговых (shutterless) моделях шторка отсутствует, а калибровка выполняется математически.
3. Матричный детектор (FPA — Focal Plane Array). Сердце прибора. Находится в вакуумированном корпусе с германиевым окном. Состоит из сотен тысяч микроскопических датчиков, расположенных в фокальной плоскости объектива.
4. Процессор обработки сигналов (ROIC + DSP/NPU).
- ROIC (микросхема под матрицей) считывает изменения сопротивления или тока с каждого пикселя.
- DSP/NPU (цифровой процессор) убирает шумы, накладывает профили коррекции, рассчитывает точную температуру в градусах и окрашивает кадр в выбранную палитру (Ironbow, White Hot, Rainbow). Также современные процессоры умеют совмещать тепловое изображение с физическим контуром от обычной камеры (технология MSX / Fusion).
5. Дисплей и интерфейсы. Выводит изображение на micro-OLED окуляр (в прицелах) или LCD-экран (в портативных приборах) и сохраняет радиометрические данные (где в каждом пикселе снимка отображается точная температура).
https://teletype.in
| # | Наименование новости | Тональность | Информативность | Дата публикации |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Космос не обладает ни холодом, ни жарой. Температура определяется скоростью ... | 0 | 5.21 | 07-09-2026 |
| 2 | Что уже есть на Луне для создания радиаторов? | 0 | 7 | 17-08-2026 |
| 3 | 🛸 КВАНТОВЫЙ ПАРАДОКС ФЕРМИ: ПОЧЕМУ СВЕРХЦИВИЛИЗАЦИИ НЕВИДИМЫ ИЗ-ЗА ЭНТРОПИЙНОГО ПРЕДЕЛА ... | 0 | 8.88 | 03-09-2026 |
| 4 | Почему в космосе невозможно замерзнуть Я обожаю смотреть научно фантастические ... | -1 | 7.44 | 26-08-2026 |
| 5 | Вопрос ИИ:"почему, с точки зрения физики-говорят про глобальное потепление, а ... | 0 | 7 | 16-07-2026 |
| 6 | На Марс, можно сделать КОЛОНИЮ достаточно ПРОСТО!!!! . Про Марс ... | 2 | 3 | 02-07-2026 |
| 7 | Вы абсолютно правы в глобальном смысле, но с важной оговоркой: ... | 0 | 5.29 | 27-08-2026 |
| 8 | Пылевые частицы нагревают атмосферу Солнца через альвеновские волны | 2 | 7 | 12-07-2026 |
| 9 | В космосе холодно? Все представляют космос ледяной бездной: шагнул наружу ... | 0 | 5.62 | 11-09-2026 |