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如何选择抗红外发烟剂?

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:抗红外发烟剂是构成抗红外烟幕(气溶胶)的物质及其混合物的统称,用于遮蔽、干扰工作,波段已由可见光扩展到红外直至毫米波的光电器材和制导武器。图9.7电磁波谱但是,仅有可见光、红外和微波段应用于军事。红外波段存在一个因空气稀薄而发生衰减的特别区间。我们知道,不同遮蔽材料在不同辐射波段内能表现出不同的红外活性,研究这些材料在特定光谱波段是否具有较好红外活性就成为确定抗红外发烟剂的重要依据。

如何选择抗红外发烟剂?

抗红外发烟剂是构成抗红外烟幕(气溶胶)的物质及其混合物的统称,用于遮蔽、干扰工作,波段已由可见光扩展到红外直至毫米波的光电器材和制导武器

未来战场的特点是使用大量高致命和高精尖武器,这些武器具有高精密的电子-光学元件装置,通过光或电子来搜寻目标并制导导弹摧毁目标。电子-光学元件装置的探测原理是依据电磁波谱,它由γ射线、可见光、红外、微波和无线电波等不同能级的波谱组成,如图9.7所示。

图9.7 电磁波谱

但是,仅有可见光、红外和微波段应用于军事。可见光波段由可见光线(波长为0.40~0.75μm)组成,这是人肉眼能看见的唯一波段。波长0.75μm~1 mm的波段为红外波段,人的肉眼不能看见。红外波段存在一个因空气稀薄而发生衰减的特别区间。红外波段可分为四部分。

近红外(NIR)波段:邻近可见光波段,波长0.75~3.0μm。

中红外(MIR)波段:人的肉眼看不见,用电子-光学元件装置很容易探测到,波长为3.0~6.0μm。(www.xing528.com)

远红外(FIR)波段:是红外波段的真正发热部分,可以用极灵敏的热敏系统探测到并可以区分物体温度与背景温度的细微差别,波长为6.01~15.0μm。

极远红外(EIR)波段:波长为15.0μm~1.0 mm。

所有超过热力学零度(-273℃)的物体,在红外区均有电磁辐射。IR的辐射原理是黑体原理,黑体被认为是一个理想的高效辐射器。当物体的温度升高时,最大辐射波长变短,并在IR波段区和可见光区辐射能量。

微波段(毫米波部分)是最后一部分,需要讨论的微波段的特征区是毫米波(MMW)区,人们既不能看到也不能感觉到毫米波。因此,就研发出了能将毫米波的能量转换成可见图像的电子-光学元件装置,这些装置特别复杂,极其精密,非常昂贵,只有几个发达国家才能生产出这种装置。电子-光学元件装置用于监控大气中的能量流,采取某些对抗措施可以破坏这种能量流。这些对抗措施有涂膜、热消除和热传播技术,使用某些特殊材料的网、垫和罩,使用红外曳光弹和金属碎箔片等诱骗手段,使用红外干扰器和红外烟幕屏蔽弹等。这些对抗措施可以损坏或彻底摧毁电子-光学元件装置。常规烟幕剂在可见光和近红外区(0.4~3.0μm)有效;对在中红外区(3.0~6.0μm)、远红外区(6.0~15.0μm)和极远红外区使用的光-电子装置,红外烟幕剂有效。常规烟幕屏蔽弹是通过吸收、反射和散射可见光来发挥作用的,而红外烟幕屏蔽弹则是通过高度吸收和散射红外波段中的烟幕来发挥作用,它可以提供高效的屏蔽效果来对付先进的光-电子元件装置。因此,红外烟幕剂是现代武器系统的潜在的对抗设施,并且有能力损坏敌方的用作目标搜寻装置的光-电子元件装置。

作为一种防止被视觉搜寻发现的手段,许多可以生成烟幕的化合物被用于军事上的伪装。许多以HCE和HCB为基材并配有多种氧化剂、金属燃料和其他添加剂的烟幕在军事伪装上得到了广泛应用。文献中报道的数据表明,与只能生成各种无机微粒的烟幕比较,由不同碳氢化合物生成大量碳微粒的烟幕在衰减辐射上更有效,而后者在MMW区间的衰减效率类似于在可见光和红外区间。有报道称,在烟幕屏蔽方面,红磷(RP)是一种大有发展前途的物质。它能生成高效屏蔽烟幕,且不但在屏蔽可见光区间高效,而且在波谱的IR波段内也能提供防护。

大量试验已表明,常规烟幕对于工作波段扩展后的光电器材和制导武器基本不起遮蔽作用。因此,各国军方要求发展从可见光(0.4~0.75μm)到近红外(1~3μm)、中红外(3~5μm)、远红外(8~14μm)直至毫米波(1~10 mm)的“全波段”遮蔽烟幕。迄今,解决这种“全波段”遮蔽烟幕技术途径有两个:一是开展新配方研究,二是进行装药设计研究。后者则是对已有的各个波段的遮蔽材料进行“组配”,构成“组合烟幕”或“宽频烟幕”。我们知道,不同遮蔽材料在不同辐射波段内能表现出不同的红外活性,研究这些材料在特定光谱波段是否具有较好红外活性就成为确定抗红外发烟剂的重要依据。任何一种材料有无好的红外活性,是由该材料形成气溶胶物理化学性质(粒子形状及大小、粒度分布、化学成分、结构键能及活化能等)和光学性质(吸收、散射等)及入射光的波长等因素决定的。当前,按生成烟幕方式,大体可以分为烟火燃烧类、爆炸撒布类和机械喷撒类三大类。

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