Укрыться от тепловизора

Собственно, задавался этим вопросом уже давно. Каковы на данный момент технологические наработки (возможно, только перспективные) по защите от средств тепловизионного наблюдения. Защищать, понятное дело, предполагаем человека, одетого в специальный защитный костюм. Габариты/вес/износостойкость должны позволять использовать этот костюм пехотинцу или бойцу РДГ.

Интересуют возможные материалы, а также принципы теплоотвода. Т.е. наверное, изолировать тепло можно, но человек будет париться в прямом и переносном смысле. Возможно ли преобразование тепла в электроэнергию?

Кое-где инфа в Сети мелькала, причем даже на сайтах шарашек вроед НИИ "Стали" (занимается СИБ), но ничего конкретного, что вполне понятно. Предлагались пористые пеноматериалы (какие?), заполняющие костюм по-секторно в кармашках (примерно, как пух разложен в некоторых пуховиках). Наибольший теплоотвод, насколько я знаю, идет от головы и лица. Есть идея.

Предлагаю шлем. Опять. Внешнее покрытие - элементы Пельте. При подаче тока по ним идет холод. Внутренняя часть нагревается. Но она выходит во внутреннюю полость-прослойку - этакий сосуд Дьюара, исключаем конвекционный перенос тепла. Можно ли ребристой системой зеркал обеспечить передачу излучения назад - сзади будет отводиться.

Или лучше просто керамика с запредельной теплопроводностью? Типа как шаттлы обкладывают? Пойдет?

Чую, идея дебильная до предела! Но все равно интересно?

Проще подкоп устроить

Проще подкоп устроить

 

Мне нужно не "проще", а как это реализовать. Биология на эту тему может что-то сказать?

Преобразование тепла в электроэнергию в этих условиях невозможно: для этого нужен холодильник с температурой много ниже, чем температура человека. Без холодильника это называется "вечный двигатель второго рода" и является двухвековой мечтой человечества.

Пельтье - удовольствие в плане энергии очень дорогое. А главное - ненужное в данном случае. Нужно ведь не заморозить поверхность, а сделать ее той же температуры, что и окружающая среда. Идеальный вариант - просто теплоизоляция человека: идеальное совпадение по температуре с окружающей средой, легко, просто, надежно, не потребляет энергии, дешево.

С теплоотводом сложнее. Мало того, что придется, видимо, обеспечить циркуляцию теплоносителя (это помимо крови внутри человека)... так ведь еще и девать то тепло куда-нить надо. Холодильник-радиатор на спине... ну да (со всеми оговорками насчет энергии). Но откуда известно, что со спины враг не смотрит?

ИМХО (чистое ИМХО), если уж поставлена такая задача, то придется обязать солдата таскать с собой какой-нить аккумулятор холода. Обычный лед, кстати - неплохой вариант. Теплота плавления приличная, не требует мощной теплоизоляции, дешев, легко производится :), повсеместно присутствует (в виде паров воды, конечно), неядовит и неагрессивен...
Отработанный хладагент накапливается в особой емкости. Можно использовать для питья, а можно скинуть (вместе с теплом) в подходящий момент в незаметном месте.

Аккумулятор холода - это да, это обязательно. И вероятно, лучше даже не аккумулятор холода как таковой в виде льда или чего-то охлаждённого, а небольшой радиатор-испаритель - подобрать жидкость, может, даже спирт.

А костюмы с трубочками-теплообменниками в космонавтике давно не новость.

Аккумулятор холода - это да, это обязательно. И вероятно, лучше даже не аккумулятор холода как таковой в виде льда или чего-то охлаждённого, а небольшой радиатор-испаритель - подобрать жидкость, может, даже спирт.

А костюмы с трубочками-теплообменниками в космонавтике давно не новость.

 

Это тот же самый аккумулятор холода.

Я думал тоже, что испарение можно использовать - во втором цикле, вода и тут лучше спирта... но... При низких температурах окружающей среды это: а) сложно и/или технически невозможно; б) может демаскировать.

Преобразование тепла в электроэнергию в этих условиях невозможно: для этого нужен холодильник с температурой много ниже, чем температура человека. Без холодильника это называется "вечный двигатель второго рода" и является двухвековой мечтой человечества.

Пельтье - удовольствие в плане энергии очень дорогое. А главное - ненужное в данном случае. Нужно ведь не заморозить поверхность, а сделать ее той же температуры, что и окружающая среда. Идеальный вариант - просто теплоизоляция человека: идеальное совпадение по температуре с окружающей средой, легко, просто, надежно, не потребляет энергии, дешево.

 

М-м... Так вот покрытие из элементов Пельтье и предлагается как холодильник. Понижение температуры нужно ведь не до абсолютного нуля, а всего на десяток градусов. Нереально? А просто теплоизоляция не катит при длительном ношении.

С теплоотводом сложнее. Мало того, что придется, видимо, обеспечить циркуляцию теплоносителя (это помимо крови внутри человека)... так ведь еще и девать то тепло куда-нить надо. Холодильник-радиатор на спине... ну да (со всеми оговорками насчет энергии).

 

И тяжеловато будет.

Но откуда известно, что со спины враг не смотрит?

 

Со спины все уже мертвые. На самом деле угроза обнаружения вероятней спереди. Хотя, конечно, по-всякому может быть.

ИМХО (чистое ИМХО), если уж поставлена такая задача, то придется обязать солдата таскать с собой какой-нить аккумулятор холода. Обычный лед, кстати - неплохой вариант. Теплота плавления приличная, не требует мощной теплоизоляции, дешев, легко производится :), повсеместно присутствует (в виде паров воды, конечно), неядовит и неагрессивен...

 

Срок действия невелик, думаю.

А просто материалы - реально? Кварцевая кольчуга?

На тему реализации - под бронежилет пододет еще один с водой и замороженным гелем. Заодно динамический удар смягчаешь. И полная теплоизоляция - все что снаружи 100% теплообмен
Смотри расчеты у тебя в худшем случае порядка 300Вт в секунду это нагрев на 1 градус 75грамм воды
те 1500г воды с 0 до 40 к примеру 800секунд
Если лежать не двигаясь получится раза в 3 больше
Так что вполне реалистично и технологически реализуемо.

В принципе, задача здесь стоит не в том, чтобы сделать абсолютного человека-неведимку в этом диапазоне. Главное, чтобы по сигналу на экране тепловизора объект не удалось классифицировать как "хомо сапиенса". Это означает, что частичный теплоотвод может быть.

Хм-м... Вспомнился фильм "Хищник", где Арни глиной обмазывался.

На тему реализации - под бронежилет пододет еще один с водой и замороженным гелем. Заодно динамический удар смягчаешь. И полная теплоизоляция - все что снаружи 100% теплообмен.

 

А башку чем закрывать будем? Теплоотдача через нее самая большая.

А просто материалы - реально? Кварцевая кольчуга?

 

В любом магазине подводника продается костюм из неопрена. Сейчас вообще есть с закрытыми порами - пара миллиметров и не пробьет в принципе. Так что можешь действительно применить на учениях. Только надо быстро снять а то без охлаждения схватишь тепловой удар.
Лицо также закрывается маской из неопрена. Сами глаза излучают мало - водянистые.

М-м... Так вот покрытие из элементов Пельтье и предлагается как холодильник. Понижение температуры нужно ведь не до абсолютного нуля, а всего на десяток градусов. Нереально? А просто теплоизоляция не катит при длительном ношении.

 

Ну да. Только эффективность у них невелика. Читай как: дохрена батареек таскать.

И тяжеловато будет.

 

Ну, это при любом раскладе. Разве что какой-нить материал с фазовым переходом около температуры человеческого тела встроить прямо слоем в костюм...

Срок действия невелик, думаю.

 

Человек рассеивает от 40-50 (в спокойном состоянии) до 200-300 (при очень интенсивных нагрузках) ватт. Ну, в пике может и киловатт выдать, но это очень ненадолго - десятые секунды. Средние цифры таковы.
Удельная теплота плавления льда - 330кДж/кг.
Это значит, что одного килограмма льда хватит на полчаса интенсивных нагрузок или 3-4 часа в спокойном состоянии. Теплоту испарения я не учитывал, если использовать "пот", то это время увеличивается где-то в два раза (но испарение технически использовать сложнее, чем плавление). Если еще учесть теплоемкость воды (испаряем ее не при 0С, а нагрев до 30С) и льда (который закладываем при -20С, скажем), то время увеличится еще процентов на 20.

А противопожарные костюмы, которые одевают на пожарников, они могут являться защитой? Вроде нагрев держат - значит, теплопроводность маленькая.

А противопожарные костюмы, которые одевают на пожарников, они могут являться защитой? Вроде нагрев держат - значит, теплопроводность маленькая.

 

Да и обычный ватник из синтепона является защитой.

Проблемы две:
- скрыть дыхание и лицо (у пожарных костюмов иные задачи, они изолируют от высоких температур);
- обеспечить теплоотвод.

Ну да. Только эффективность у них невелика. Читай как: дохрена батареек таскать.

 

Т.е. все упирается в энергию? А так возможно. Ясно.

Разве что какой-нить материал с фазовым переходом около температуры человеческого тела встроить прямо слоем в костюм...

 

А такие материалы есть?

Человек рассеивает от 40-50 (в спокойном состоянии) до 200-300 (при очень интенсивных нагрузках) ватт. Ну, в пике может и киловатт выдать, но это очень ненадолго - десятые секунды. Средние цифры таковы.

 

Но ведь лед будет таять еще и от внешней теплоты. Термодинамическое равновесие будет устанавливаться не только с телом, но и с окружающей средой! Значит, время работы еще больше сократится. Так?

А противопожарные костюмы, которые одевают на пожарников, они могут являться защитой? Вроде нагрев держат - значит, теплопроводность маленькая.

 

Насколько знаю нет. Те которые космические заточены совсем под другое - эффективно отражать падающий на них ИК. А вот стекло от них может и пригодится.
А обычный костюм пожарника - принципиально заточен на то что тебя поливают из шланга.

1 Т.е. все упирается в энергию?
2 Термодинамическое равновесие будет устанавливаться не только с телом, но и с окружающей средой!

 

1 А это как всегда - сделай маленький эффективный источник энергии у тебя и бластеры и глайдеры и черт лысый прям завтра появится ;D ;D ;D
2 Неверно - мы тратим тепло только для маскировки. Наружное равновесие устанавливается сразу за счет наличия эффективной теплоизоляции. Потери конечно будут но это единицы процента.

Т.е. все упирается в энергию? А так возможно. Ясно.

А такие материалы есть?

Но ведь лед будет таять еще и от внешней теплоты. Термодинамическое равновесие будет устанавливаться не только с телом, но и с окружающей средой! Значит, время работы еще больше сократится. Так?

 

Ну да.

Если и нет, то можно сделать. Впрочем, обычные парафины (в бытовом смысле слова) имеют температуру плавления от 30 до 35С. И теплота плавления приличная... Хотя и не как у воды, конечно. Вода - рекордсмен.

Ну так лед мы вносим под оболочку. Мы должны это сделать, чтобы быть незаметным, чтобы полностью изолироваться от среды.

Насколько знаю нет. Те которые космические заточены совсем под другое - эффективно отражать падающий на них ИК. А вот стекло от них может и пригодится.
А обычный костюм пожарника - принципиально заточен на то что тебя поливают из шланга.

 

У космического скафандра вроде щиток шлема тоже отражает.

Я не про обычные пожарные костюмы, а высокотемпературные (вроде так зовутся). Они будто из фольги сделаны. Материал такой с вафельным рельефом. Где-то читал, лучшие модели держат медленный нагрев до 900 грд!!! Насчет полива из шланга. Наверное, но ведь пожарникам часто приходится действовать и в закрытых помещениях, куда струя воды и не долетает. А кроме того держать температуру при случайных прикосновениях к раскаленным предметам.

У космического скафандра вроде щиток шлема тоже отражает.

Я не про обычные пожарные костюмы, а высокотемпературные (вроде так зовутся). Они будто из фольги сделаны. Материал такой с вафельным рельефом. Где-то читал, лучшие модели держат медленный нагрев до 900 грд!!! Насчет полива из шланга. Наверное, но ведь пожарникам часто приходится действовать и в закрытых помещениях, куда струя воды и не долетает. А кроме того держать температуру при случайных прикосновениях к раскаленным предметам.

 

Там другая задача - они как раз от высоких температур защищают, это совсем другой спектр.
Ну, чисто на бытовом уровне: чем горячее пламя, тем оно синее - так? Чем холоднее - тем краснее.
В ИК - все то же самое.

Тело при 30С - излучает свет в единицы-десятки микрон, 900С - уже и в видимом диапазоне кое-что есть. Очень разные вещи.

У космического скафандра вроде щиток шлема тоже отражает.
Я не про обычные пожарные костюмы, а высокотемпературные (вроде так зовутся). Они будто из фольги сделаны.

 

Под "космическими" я как раз и имел в виду высокотемпературные. Как их там правильно называть ::)
А под твои задачи как раз идеальный материал неопрен. Поинтересуйся у народа занимающегося дайвингом.
Кстати в штатном комплекте это заодно будет и ОЗК - тоже ведь требуется изоляция. Только теплообмен можно будет делать с полуоткрытой схемой как Татарин предлагал.

Т.е. парафины могли бы служить теплоизолятором? ::) Но ведь все равно теплопередача будет - на бронежилет тот же.

Лёд не устраивает абсурдно кратким сроком работы. Рейды в тыл врага отнюдь не 3-4 часа длятся! Они длятся сутки, а иногда недели. Поскольку мы точно не знаем, когда нас будут разглядывать в тепловизор, то костюм, следовательно, должен работать постоянно! Хотя бы в течение 2-3 суток. Можно еще подумать об источнике электроэнергии, но не таскать же с собой морозильник для заготовки льда.

Интересно, а возможно ли как-то комбинировать все вышеописанное? Отчасти Пельтье, отчасти парафин, отчасти неопрен. М-м... интересно, в каких пропорциях? ::)

Но самое главное - это голова. Необходимо уложиться в массо-габаритные характеристики шлема.

Ну, чисто на бытовом уровне: чем горячее пламя, тем оно синее - так? Чем холоднее - тем краснее.

 

М-м... А с какой Т пропан в кухонной плите горит? ::) Где-то слышал, что с небольшой. Вроде излучаемая длина волны не только от температуры, но и от характера вещества зависит. Так?

Прикинул чуток: при площади радиатора в полквадратного метра комплект "навороченные литиевые батарейки+Пельтье" все еще проигрывает по массе варианту со льдом (0С вход, 30С выход воды).
При том, что радиатор очень даже будет светиться в ИК, а со льдом, пока лед есть - круговая защита.

Так что я был таки прав.