开发防热红外织物散热结构

防热红外侦视纺织品的开发和伪装效能的提高应着重从织物精巧结构的设计、表面迷彩图案设计和低发射率涂层的复合应用及多功能兼容性三个方面进行改进和加强。

（1）通过对织物进行精巧结构设计，实现织物表面对热红外线的高反射和散射及对人体散发热量向周围环境的高传导扩散。

（2）通过迷彩图案的设计和低发射率涂层的应用，实现织物对人体红外热像的歪曲分割和与典型地物植被环境红外辐射特征的有效融合。

（3）通过多功能兼容性，实现织物轻薄柔性基础上的多频谱兼容和环境广适伪装。

10.2.4.1　常用纺织材料的红外反射率

采用日本侦测器株式会社的TSS-5X远红外热发射率测试仪进行测试。其间，对织物或材料表面5个不同位置进行测试后取平均值作为织物或材料的红外发射率，结果见表10-5。

表10-5　织物和低发射率材料试样红外发射率测量结果

由表10-5中数据可以看出，棉、毛、丝和涤纶等常规织物和消光类织物的红外发射率大都集中在0.81～0.85，其中林地型和荒漠型迷彩织物各色斑块的红外发射率几乎无差别，迷彩染色对织物红外发射率影响甚微。

对于含低发射率纤维织物，表面镀银织物呈现出最低的红外发射率，为0.35，这归因于银的低发射率和织物表面的平整光滑；不锈钢纤维机织物的红外发射率明显低于其混纺织物，不同混纺比例织物间红外发射率基本无差异且与常规织物接近，这很可能是由于在棉/不锈钢纤维混纺纱中，不锈钢纤维趋向分布于纱线的内层而呈现很小的裸露比例造成的；镀银纤维和不锈钢纤维混纺纱的交织物不同位置红外发射率的测试结果表明，红外发射率的高低次序为不锈钢混纺纱方块＞混合方块＞纯镀银方块，这与上述分析结果相吻合，表明镀银整理可降低织物或纤维表面的红外发射率，不锈钢纤维的混纺应用对降低织物红外发射率的效果很有限。

对于金属箔和金属短纤维（金属短纤维铺成薄片排列测试），金属铝箔和铜箔的红外发射率很低，在0.05左右；金属短纤维的红外发射率在0.34～0.56；金属短纤维细度对不锈钢短纤维的红外发射率影响较大，随着不锈钢短纤维细度的增加，不锈钢短纤维红外发射率降低明显。

10.2.4.2　凹凸结构防热红外织物

在常规织物中间隔织入高收缩长丝，经过迷彩印花，并进一步热处理后，可获得具有凹凸散热结构的织物。四种不同程度凹凸结构的织物在恒温热板（35℃、40℃、45℃和50℃）紧密接触条件下至传热平衡时的红外热像如图10-2所示。(www.xing528.com)

从图10-2中的红外热像图中可以看出，织物红外热像呈现出与织物表面凹凸位置对应的亮暗相间效应，亮暗相间效应仅由织物表面的凹凸差异造成，而不受织物表面迷彩斑块的影响；随着热板温度的升高，织物红外热像的红外辐射亮度有逐渐增强的趋势，这归因于织物表面红外辐射温度的升高。

采用红外热像分析软件，对不同热板温度条件下四种防热红外侦视织物的红外辐射温度和红外辐射温差进行提取，可得四种织物红外辐射温度范围和红外辐射温差见表10-6。从表10-6中数据可知，随着热板温度的升高，织物表面最低红外辐射温度变化较小，而最高辐射温度和最大辐射温差均呈现逐渐增大的趋势，这表明热板温度的升高对织物上凸处位置红外辐射温度的影响很小，而对织物下凹位置，即与热板紧密接触位置红外辐射温度的影响较大，且表面凹凸整理可实现织物表面明显的红外辐射温度差异。四种防热红外侦视织物在35℃、40℃、45℃和50℃恒温热板紧密接触条件下的最大红外辐射温差分别在4～7℃、7～10℃、9～14℃和12～17℃。4#织物在各热板条件下呈现出最大的红外辐射温差，这是由于4#织物中高收缩涤纶的间距较大，导致在热收缩整理后凹凸程度大于其他三种织物。

图10-2　四种防热红外侦视织物在热板保持恒温下的红外热像

表10-6　防热红外侦视织物表面红外辐射温度和温差

图10-3所示为四种防热红外侦视织物最大红外辐射温差随热板温度变化的线性相关分析图。从图中可以看出，四种织物最大红外辐射温差与热板温度均呈现良好的线性正相关关系。

图10-3　四种防热红外侦视织物红外辐射温差与热板温度的相关性

10.2.4.3　凹凸结构防热红外服装效果

采用4#织物经一定尺寸结构设计加工成披风状伪装服，分别在晴天的早、晚两个时段，采用DL-700E+非制冷焦平面红外热像仪分别在20m测试距离下对人体正面和背面的红外热像进行采集（图10-4、表10-7）。红外热像采集时的天气条件为：早间时段温度为3～4℃，相对湿度为31%～44%，风力为1～2级；晚间时段温度为4～5℃，相对湿度为46%～57%，风力为2级。

图10-4　着防热红外服装在早晚的热像图

表10-7　两个时段5m测试距离下织物和背景的红外辐射温度范围

早间和晚间时段、人体实际穿着披风至传热平衡时的红外热像与背景实现了很好的融合效果，早间和晚间时段正面织物和背面织物与背景的红外辐射温差分别在2.7℃和4.7℃以内，表明加工的披风式伪装服在早间和晚间对人体均可实现很好的热红外伪装。