علوم مدیریت امضای حرارتی

زیردریایی ها به لایه های متعدد پنهان برای جلوگیری از تشخیص اعتماد دارند، در حالی که سکوت آکوستیک اغلب بیشترین توجه را دارد، کاهش امضای مادون قرمز (IR) به همان اندازه حیاتی است.هر زیردریایی گرما را از راکتور خود، سیستم های طیف نیروی محرکه و وسایل الکترونیکی داخلی تولید می کند که گرما باید پراکنده شود، اما انتشار غیر قابل کنترل یک لوله حرارتی ایجاد می کند که می تواند توسط سنسورهای IR ماهواره ای یا سیستم های پوشش حرارتی که به طور موثر در این آسیب پذیری آب های حرارتی را کاهش می دهد، شناسایی شود.

چگونه انتقال گرما تحت آب

در اقیانوس، گرما از طریق هدایت و دفع حرکت می کند. بدنه زیردریایی به عنوان یک هادی عمل می کند؛ بدون عایق، گرما داخلی به بیرون مهاجرت می کند و یک لایه مرزی نازک از آب را گرم می کند. سنسورهای IR مدرن می توانند تفاوت های دما را به اندازه 0.01 درجه سانتیگراد کوچک تشخیص دهند، و حتی یک پوشش حرارتی ضعیف را به طور متوسط یک مسئولیت حرارتی معرفی می کنند.

ترکیب و مهندسی پوشش های دریایی حرارتی

این پوشش ها نقاشی های ساده نیستند، آنها کامپوزیت های مهندسی شده هستند، اغلب شامل لایه های متعدد است. لایه پایه ای چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می کند. لایه میانی حاوی متوسط عایق بندی شده است - به طور معمول میکرواسپماتیک توخالی که در یک ماتریس پلیمری پراکنده می شود. لایه بالا مقاومت و خواص هیدروفوبیک را برای مخلوط کردن برخی از مواد پیشرفته که به آرامی جذب می کنند و کاهش دما، ارائه می دهد.

کلاس های کلیدی

  • epoxs پر شده از Ceramic: مقاومت حرارتی بالا، قدرت مکانیکی خوب، اثبات شده در کاربردهای دریایی، نمونه هایی از پوشش های قابل اسپری استفاده در کشتی های دریایی مدرن .
  • [Aerogel-reinforced پلیمر: هدایت حرارتی فوق العاده کم (0.015 / m))، سبک وزن، اما نیاز به استفاده دقیق به دلیل شکنندگی.
  • پوشش های ساختار یافته Nano: در نانولوله های کربنی و یا گرافن برای افزایش هر دو عایق حرارتی و هدایت الکتریکی، امکان ادغام با سنسورهای بدنه-بردار.

پردازش و کنترل کیفیت

استفاده از پوشش های حرارتی به یک زیردریایی یک روش چند مرحله ای است که در لوله خشک انجام می شود. بدنه به انتهای فلزی نزدیک سفید مقاوم است، سپس یک اولر برای شناسایی نقاط نازک متعدد اسپری می شود تا از سوزن کردن و اطمینان از ضخامت یکنواخت - به طور معمول 1 تا 5 میلی متر پس از درمان، تکنسین انجام اسکن های تصویربرداری حرارتی برای شناسایی نقاط سرد، یا فرایند پنهان سازی، می تواند هزینه قابل توجهی را پرداخت کند.

دانلود بازی Beyond Infrared

در حالی که نقش اصلی پوشش های حرارتی کاهش امضای IR است، آنها مزایای پنهان ثانویه را که اغلب نادیده گرفته می شود، ارائه می دهند.

دانلود موسیقی متن فیلم The Damping

طبیعت عایق بسیاری از فرمول های حرارتی نیز انرژی ارتعاشی را جذب می کند، این باعث کاهش نویز ساختاری منتقل شده از طریق بدنه می شود، تکمیل کاشی های سنتی استیک.اگر چه به اندازه پوشش های آکوستیک اختصاصی موثر نیست، اثر ترکیبی می تواند صدای پهن باند را تا 2 تا 5 دسی بل در محدوده های فرکانس خاص کاهش دهد.

کاهش تنش های بین المللی

برخی از پوشش های حرارتی حاوی ذرات رسانا هستند که به پراکنده شدن امواج رادار کمک می کنند، به طور حاشیه ای بخش عبور از رادار از بادبان و ماست های پرمخاش را کاهش می دهند، این به ویژه ارزشمند است زمانی که زیردریایی به عمق سطح یا در هریوسکوپی برسد.

نام انگلیسی: Damping

با ترکیب ذرات عایق یا سایر مواد مغناطیسی، پوشش های تخصصی همچنین می توانند امضای مغناطیسی کشتی را کاهش دهند و این امر برای آشکارسازهای مغناطیسی (MAD) سخت تر می شود تا این رویکرد سه گانه تهدید – گرمایی، آکوستیک، مغناطیسی – آینده مدیریت یکپارچه را مشخص کند.

تاثیر عملیاتی و عملکرد واقعی جهانی

Navies در سراسر جهان به شدت در فن آوری سد حرارتی سرمایه گذاری کرده اند. [۱] ایالات متحده نیروی دریایی ویرجینیا طبقه ویرجینیا و زیردریایی های کلاس Seawolf گزارش داده اند که از پوشش های اختصاصی استفاده می کنند که به آنها اجازه می دهد بدون افزایش قابل تشخیص حرارتی، به طور مشابه، زیردریایی های کلاس Borei نیروی دریایی روسیه سیستم های عایق چند لایه ای را به کار گیرند.

مطالعه موردی: کاهش قرار گرفتن در معرض در عملیات لیتلفی

در محیط های کم عمق آب (littoral) ، عایق حرارتی گرادیان دمایی را ایجاد می کند که شیب دمای هوا را مشخص می کند. یک زیردریایی که سعی دارد در نزدیکی یک خط حرارتی پنهان کند ، به طور ناخواسته می تواند یک لوله حرارتی ایجاد کند اگر بدنه آن گرم تر از لایه اطراف باشد ، پوشش های حرارتی فشرده شده تقریبا این خطر را از بین می برد ، اجازه می دهد تا زیردریایی ها در آب های مورد مناقشه برای دوره های طولانی مدت بدون حضور تبلیغات ، این توانایی اثبات شده در طول تمرینات دریایی غیر ضروری ، با وجود دارد ، با وجود اینکه در زیر دریایی های پیشرفته ، با وجود دارد ، محافظت از طریق نظارت های ضد برق جنوب ، محافظت از طریق دریای های نظارت های پیشرفته ، که در آنجا نگهداری می شود.

مقایسه با دیگر تکنولوژی های Stealth

Technology Primary Signature Targeted Effectiveness Maintenance
Thermal barrier coatings Infrared / thermal High Low to moderate
Anechoic tiles Acoustic (active sonar) Very high High (prone to delamination)
Decoupler coatings Structure-borne noise Moderate Low
Low magnetic signature alloys Magnetic High Low

پوشش های حرارتی یک مزیت منحصر به فرد را ارائه می دهند: آنها می توانند بدون تغییرات ساختاری عمده به بدنه های موجود اعمال شوند و آنها را به یک ارتقاء مقرون به صرفه برای پلتفرم های میراث تبدیل کنند.

مسیرهای آینده: پوشش های تطبیقی و چند منظوره

نسل بعدی پوشش های حرارتی هوشمند تر خواهد بود. محققان مواد در حال توسعه هستند که تخلیه حرارتی خود را در پاسخ به محرک های خارجی تغییر می دهند، به عنوان مثال، یک لایه الکتروکرومیک می تواند بین حالت های کم و بالا را از بین ببرد، اجازه می دهد تا زیردریایی به طور پویا با دمای آب پس زمینه مطابقت داشته باشد.

ادغام با سیستم های مدیریت حرارتی

معماران دریایی در حال حاضر طراحی زیردریایی با مدیریت حرارتی یکپارچه از کف تا.این پوشش تنها یک جزء است؛ مبدل های حرارتی داخلی، حلقه های خنک کننده پمپ و سیستم های بازیابی حرارت زباله در کنسرت کار می کنند تا امضای حرارتی را به حداقل برسانند. برخی از مفاهیم تصور می کنند که استفاده از پوشش برای رد گرما ترجیح می دهد از طریق مناطق از بدنه که به طور طبیعی خنک تر باقی می مانند زیر سنسور های IR گیج کننده تر باقی می ماند.

تجارت و غیرنظامی اسپین آف

تکنولوژی توسعه یافته برای زیردریایی ها نیز در حال پیدا کردن راه خود را به حمل و نقل تجاری LNG تانکرها و کشتی های تحقیقاتی از کاهش امضاهای حرارتی برای ناوبری یخ و مشاهده حیات وحش بهره مند می شوند.[۱۰] Insighting Marine گزارش می دهد که پوشش های حرارتی در کشتی های پشتیبانی دریایی برای بهبود راحتی خدمه و کاهش بارهای HVAC مورد آزمایش قرار می گیرند.

نتیجه گیری

پوشش های حرارتی دریایی از یک کنجکاوی تجربی به یک جزء ضروری از پنهان کاری زیردریایی تکامل یافته اند، با کاهش تفاوت حرارتی بین بدنه و آب، آنها سنسورهای مادون قرمز را خنثی می کنند و همچنین ارتعاشات را کاهش می دهند و به عنوان فن آوری های تشخیص حساس تر می شوند - به ویژه با گسترش چهره های کوچک ماهواره ای - نقش این پوشش ها تنها در Navis سرمایه گذاری می کند که در مدیریت حرارتی پیشرفته امروز، امنیت عمیق خود را حفظ می کند، اطمینان از لبه های نامرئی آنها، اطمینان از اینکه محافظت می کند.