Nghiên cứu giải pháp vật lý để thiết kế, chế tạo trang phục ngụy trang ảnh nhiệt

Vật lý<br /> <br /> NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VẬT LÝ ĐỂ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO<br /> TRANG PHỤC NGỤY TRANG ẢNH NHIỆT<br /> Vũ Hữu Khánh*, Lê Văn Hoàng, Lê Ngọc Cường, Đỗ Xuân Doanh<br /> Tóm tắt: Trong công trình này, chúng tôi đề xuất một vài giải pháp vật lý để<br /> khống chế bức xạ nhiệt với mục đích ngụy trang ảnh nhiệt. Trên cơ sở hiệu ứng<br /> truyền nhiệt và nhiễu xạ nhiệt, các biểu thức tường minh mô tả nhiệt năng của lớp<br /> vật liệu và phân bố cường độ nhiệt trong không gian đã được dẫn ra và mô phỏng<br /> số. Kết quả cho thấy, có thể quản lý các thông số vật lý sao cho trường nhiệt của vật<br /> liệu ngụy trang đồng nhất với phân bố trường nhiệt của nền đã chọn. Kết quả này<br /> cũng sẽ là cơ sở để thiết kế “áo” ngụy trang ảnh nhiệt trong thời gian tới.<br /> Từ khóa: Vật lý quang phổ; Ảnh nhiệt; Ngụy trang ảnh nhiệt; Trang phục ngụy trang.<br /> <br /> 1. MỞ ĐẦU<br /> Ngụy trang là một phần không thể thiếu trong hoạt động quân sự. Dựa vào các hiện<br /> tượng tự nhiên và hoạt động của con người mà các phương pháp ngụy trang từ đơn giản<br /> đến hiện đại đã được phát triển dựa trên nền tảng khoa học, kỹ thuật và công nghệ. Các<br /> công nghệ tàng hình của chiến tranh hiện đại ngày nay là sự tổng hợp của nhiều công nghệ<br /> phức tạp, nó đã giúp tăng cường khả năng sống sót trong chiến tranh.<br /> Tuy nhiên, những bước phát triển mạnh mẽ trong công nghệ cảm biến đã làm giảm<br /> thậm chí vô hiệu hóa khả năng ngụy trang của các phương pháp truyền thống [1]. Những<br /> biện pháp ngụy trang truyền thống trước đây như: trát bùn, quấn lá cây,… đã tỏ ra không<br /> còn hiệu quả đối với các khí tài trinh sát đêm hiện đại, đặc biệt là thiết bị ảnh nhiệt<br /> (TBAN). Các loại vật liệu ngụy trang được nghiên cứu, sản xuất trong nước có các thông<br /> số, chỉ tiêu chất lượng tương đương với dây chuyển sản xuất được nhập khẩu. Sản phẩm<br /> vật liệu ngụy trang ảnh nhiệt được nghiên cứu, sản xuất trong nước rất đa dạng bao gồm:<br /> Sơn, lưới, tấm chắn, vải bạt, màn khói hóa học,… Các vật liệu dùng ngụy trang có thể là<br /> hữu cơ, vô cơ, polyme, kim loại, composit, blend,… [2-4].<br /> Tuy nhiên, các kết quả của các công trình nghiên cứu trước đây mới chỉ dừng lại ở việc<br /> nghiên cứu hoặc sản xuất vật liệu có khả năng hấp thụ tốt bức xạ. Việc nghiên cứu ứng<br /> dụng các vật liệu vào công tác thiết kế, chế tạo các sản phẩm ngụy trang cho các mục tiêu<br /> ngụy trang cụ thể còn rất nhiều hạn chế. Đến nay vẫn chưa có sản phẩm nào cho thấy được<br /> hiệu quả tuyệt đối trong việc phòng chống khí tài quan sát ảnh nhiệt.<br /> Ngoài công nghệ chế tạo vật liệu hấp thụ hoặc phản xạ bức xạ nhiệt, thì việc sử dụng<br /> các nguyên lý vật lý để làm suy giảm cường độ là một vấn đề chưa công bố cho đến nay.<br /> Trong khuôn khổ bài báo này, chúng tôi gợi ý áp dụng các nguyên lý vật lý của quá<br /> trình truyền lan, nhiễu xạ bức xạ nhiệt nhằm mục đích suy giảm hoặc khống chế bức xạ<br /> nhiệt. Trong mục hai, chúng tôi trình bày cơ sở lý thuyết quá trình truyền nhiệt qua vật liệu<br /> và quá trình nhiễu xạ bức xạ nhiệt qua cách tử. Mục ba là kết quả mô phỏng sự phụ thuộc<br /> của cấu hình vật lý của tấm vật liệu lên nhiệt năng của chúng và phân bố trường nhiệt<br /> trong không gian qua nhiều lớp cách tử vật liệu.<br /> 2. CƠ SỞ VẬT LÝ<br /> Nhiệt năng truyền qua độ dày lớp vật liệu có hệ số dẫn nhiệt  và độ gia tăng nhiệt độ<br /> dT/dL tuân theo công thức sau [5, 6]:<br /> dT<br /> dQ   dF .d (1)<br /> dL<br /> <br /> <br /> 156 V. H. Khánh, …, Đ. X. Doanh, “Nghiên cứu giải pháp vật lý … ngụy trang ảnh nhiệt.”<br /> Nghiên ccứu<br /> ứu khoa học công nghệ<br /> <br /> Nếu<br /> ếu tấm<br /> t m vật<br /> vật liệu llàà đđồng<br /> ồng nhất th<br /> thìì nhi<br /> nhiệt<br /> ệt năng truyền qua mặt có diện tích S sẽ llà:<br /> à:<br /> dT<br /> dQ   S .d (2))<br /> dL<br /> Chúng ta xét llớp<br /> ớp vật liệu dẫn nhiệt nh nhưưmmột<br /> ột tấm vật liệu ngụy trang (VLNT) đđược ợc chia<br /> 2<br /> ấm nhỏ có diện tích s=xy (=<br /> thành N ttấm (=a như trong hhìnhình 1) cách nhau mmột<br /> ột khe hở có<br /> diện S’=h2. ss,, trong đó h là hệ<br /> ện tích S’= hệ số tỉ lệ (h<br /> (hình<br /> ình 1). Khi đó, nhi<br /> nhiệt<br /> ệt năng truyền qua diện<br /> tổng trong thời gian t ssẽẽ là:<br /> tích tổng l<br /> n N<br /> dT<br /> Q<br /> dL<br />  t  S (1  W(t )h)<br /> i 1 j 1<br /> (3))<br /> <br /> trong đó, W(t) là giá tr<br /> trịị ngẫu nhiên<br /> nhiên của<br /> của hhàm<br /> àm nhi<br /> nhiễu<br /> ễu trắng Gauss theo thời gian có giá trị <br /> [-1,1]<br /> 1,1]<br /> tả độ kín của khe giữa các diện tích nhỏ, n= t/t,, t là th<br /> mô tả thời<br /> ời gian truyền nhiệt vvàà<br /> dT/dL=(Tv-T- r)/L (hình 1). Phân bbố ố nhiệt ở đầu mặt ra của diện tích VLNT sẽ llà:<br /> n<br /> dT<br /> Q ( x, y )  t <br /> dL<br /> <br />  x y (1  W(ti )h)<br /> i 1<br /> (4))<br /> <br /> Như vậy,<br /> vậy, nhiệt năng tr trên<br /> ên truyền qua tiết diện S=xy ph<br /> truyền phụ<br /> ụ thuộc vvào<br /> ào thời<br /> thời gian truyền<br /> t,, hhệệ số h , Tv- Tr và đđộ<br /> ộ lớn của S.S<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 11. Mô ttả ả lưới<br /> l ới VLNT.<br /> Mục đích của ngụy trang ảnh nhiệt llàà bbằng<br /> Mục ằng mọi<br /> m cách sao cho nhi nhiệt<br /> ệt năng của VLNT ccàngàng<br /> giống<br /> ống với nhiệt năng của nền, tức llàà Q(x,y)= Qnền mà không ph phụụ thuộc vvào<br /> ào nhiệt năng tới<br /> nhiệt<br /> VLNT. Tuy nhiên<br /> nhiên, đđểể có nền nhiệt nhnhư ư nhau ((ảnh<br /> ảnh nhiệt thu đđược<br /> ợc như<br /> như nhau) thì còn phphụụ<br /> thuộc vvào<br /> thuộc ào khả<br /> khả năng phát xạ nhiệt của nền vvàà vvật ật liệu. Ngo<br /> Ngoài<br /> ài phương pháp hóa hhọcọc, vvật<br /> ật liệu<br /> đểể chọn vật liệu có hệ số phát xạ tr trùng<br /> ùng với<br /> với nền [[4],<br /> ], chúng ta có th<br /> thểể sử dụng ph ương pháp<br /> phương<br /> vật<br /> ật lý để thay đổi phân bố ccường ờng độ nhiệt trong không gian tr trước<br /> ước<br /> ớc tấm vật liệu. Ph<br /> Phương<br /> ương<br /> pháp chia nh<br /> nhỏỏ thành<br /> thành nhi<br /> nhiềuều tấm như<br /> như hình<br /> h nh 1 ssẽẽ llàm<br /> àm giảm<br /> giảm khả năng truyền nhiệt của VLNT.<br /> Ngoài ra, chúng ta có th thểể áp dụng hiện ttượng<br /> ợng nhiễu xạ qua cách tử.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 2. Nhiễu<br /> Hình 2 Nhiễu xạ qua cách tử.<br /> <br /> <br /> Tạp<br /> ạp chí Nghi<br /> Nghiên<br /> ên cứu<br /> cứu KH&CN quân<br /> uân sự,<br /> sự, Số 655, 022 - 2020<br /> 2020 157<br />  Vật lý<br /> <br /> Một tấm VLNT được chia ra thành nhiều dải cách nhau một khe nhỏ. Khi đó tấm vật<br /> liệu sẽ đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ bức xạ nhiệt. Chúng ta xét một cách tử với N<br /> khe có độ rộng a và khoảng cách giữa chúng d (hình 2). Trong chế độ trường xa, tức là<br /> trong chế độ Fraunhofer một khe tạo ra phân bố trường nhiệt như sau [7, 8]:<br /> sin(  / 2)<br /> E  E0 cos (kr  t ) (5)<br />  /2<br /> trong đó,<br /> a<br />   2 sin , (6)<br /> <br />   arctg ( y / D ) (7)<br /> trong đó, E0 là biên độ trường nhiệt tại khe,  là bước sóng, k là số sóng,  là tần số, D là<br /> khoảng cách giữa khe và đầu thu, y là khoảng cách tới trục vuông góc với khe (hình 2).<br /> Bởi vì nguồn là đồng nhất nên giao thoa của chúng sẽ là tổng của mỗi phân bố qua từng<br /> khe. Chúng ta quan tâm đến tương quan pha của phân bố từ mỗi khe tại một điểm trên màn<br /> hình. Khi đó, phân bố của mỗi khe sẽ có dạng sau:<br /> sin(  / 2)<br /> E  E0 cos (kr  t  i ) (8)<br />  /2<br /> và tổng phân bố sẽ là:<br /> N<br /> E E<br /> 1<br /> i (9)<br /> <br /> Bây giờ, chúng ta thế mỗi khe bằng một cặp khe (ví dụ khe a và b) tại  d/2, khi đó cặp<br /> kế tiếp sẽ xác định tại 3d/2. Độ lệch pha giữa nhiệt trình từ tâm các khe và vạch trung<br /> tâm sẽ là: 1=/2, 2=3/2, …, p=(p-1/2), trong đó p là số thứ tự của các cặp<br /> và =2(d/) sin. Hay:<br /> sin(  / 2) N /2<br /> E  E0 <br />  / 2 p 1 <br /> cos (kr  t   p )  cos (kr  t   p )  (10)<br /> <br /> Từ (10), chúng ta tính được cường độ như sau:<br /> 2<br />  a  2<br />  sin(  sin )   N /2  d <br /> I  4I0    cos  (2 p  1) sin   (11)<br />   a sin   p 1    <br />   <br /> Sử dụng công thức (4) và (11), chúng ta có thể mô phỏng phân bố nhiệt năng trên mặt<br /> VLNT và cường độ trường nhiệt trong không gian sau VLNT. Bằng cách khảo sát ảnh<br /> hưởng của các tham số vât lý như hệ số tỉ lệ h, kích thước tấm nhỏ a, số lượng lớp VLNT<br /> lên phân bố nhiệt chúng ta sẽ lựa chọn tối ưu các tham số sao cho trường nhiệt của VLNT<br /> trùng với trường nhiệt của nền.<br /> 3. MÔ PHỎNG PHÂN BỐ NHIỆT NĂNG TRÊN TẤM VẬT LIỆU<br /> VÀ NGOÀI KHÔNG GIAN<br /> 3.1. Nhiệt năng trên tấm VLNT<br /> Giả thiết rằng lớp VLNT được chế tạo từ sản phẩm của gỗ có độ dày L=0,5 cm, khi đó<br /> hệ số truyền nhiệt sẽ là =1.4 W/m2K (1.4.10-4 W/cm2K ) [6]. Lớp vật liệu ngụy trang sử<br /> <br /> <br /> 158 V. H. Khánh, …, Đ. X. Doanh, “Nghiên cứu giải pháp vật lý … ngụy trang ảnh nhiệt.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> dụng như một tấm quàng sát người có nhiệt độ trung bình là 37 oC. Với nhiệt độ môi<br /> trường không khí ngày thường là 30 oC thì hệ số gia tăng nhiệt độ tính gần đúng là dT/dL=<br /> 14 oK/1cm. Sử dụng công thức (4), chúng ta mô phỏng nhiệt năng của tấm VLNT và so<br /> sánh nó với nhiệt năng của nền được giả định Qnền = 0,03 J. Trên hình 3, là nhiệt năng của<br /> VLNT và nền phân bố trên diện tích 1m2 khi không chia thành các tấm nhỏ.<br /> Như vậy, chúng ta thấy nhiệt năng của VLNT đang cao hơn nhiệt năng của nền. Để<br /> thay đổi nhiệt năng của VLNT, chúng ta khảo sát với các tham số vật lý thay đổi. Trên<br /> hình 4 là nhiệt năng của tấm VLNT được mô phỏng khi chia ra thành các tấm nhỏ với diện<br /> tích khác nhau.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Nhiệt năng của tấm VLNT chia Hình 4. Nhiệt năng của tấm VLNT được<br /> thành các diện tích 2,25 cm2 với h=0 (trên) chia thành các tâm nhỏ có diện tích 2,25<br /> và nền (dưới). cm2 (trên), 1 cm2 (giữa) và 0,25 cm2 (dưới)<br /> với hệ số tỉ lệ h=0,04.<br /> Chúng ta có nhận xét rằng nhiệt năng sẽ giảm khi tấm VLNT được chia ra thành các<br /> tẩm nhỏ có diện tích nhỏ hơn. Điều này có thể giải thích rằng, diện tích truyền nhiệt sẽ bị<br /> giảm do số khe hở tăng lên. Điều này có thể khẳng định khi xem xét đến ảnh hưởng của hệ<br /> số tỉ lệ (hình 5). Một điều đáng chú ý là khi tấm VLNT chia thành các tấm nhỏ diện tích 1<br /> cm2 thì nhiệt năng của nó (0,038J) tiệm cận với nhiệt năng của nền (0,03J). Từ hình 5<br /> chúng ta thấy, bằng cách thay đổi hệ số tỉ lệ h, nhiệt năng sẽ được tinh chỉnh theo.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Nhiệt năng của tâm VLNT chia Hình 6. Sự phụ thuộc nhiệt năng của tấm<br /> thành các tấm 1 cm2 với hệ số tỉ lệ h thay VLNT chia thành các tấm 1 cm2, vào hệ số<br /> đổi: 0,00,1 (từ trên xuống). tỉ lệ có yếu tố nhẫu nhiên.<br /> Chúng ta có nhận xét rằng, khi hệ số tỉ lệ h tăng thì nhiệt năng trên VLNT giảm. Như<br /> vậy, có thể khẳng định, nhiệt năng của VLNT có thể thay đổi bằng cách chia nhỏ thành<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 65, 02 - 2020 159<br />  Vật<br /> ật lý<br /> <br /> các ttấm<br /> ấm có diện tích khác nhau vvàà thay đđổi ổi khe giữa chúng. Điều đáng quan tâm ở đây llàà<br /> khi chia thành các ttấm ấm có diện tích 1 cm2 vvới ới khe hở có tỉ lệệ h = 0,1 thì nhi ệt năng của<br /> nhiệt<br /> VLNT ssẽ làà 0,0305 J ti tiệm<br /> ệm cận nhiệt năng của nền (0,03 J).<br /> Trong th thực<br /> ực tế, các khe hở sẽ không cố định vvàà thay đổi đ ngngẫu<br /> ẫu nhi<br /> nhiên<br /> ên phụ<br /> phụ thuộc vào<br /> vào đi<br /> điềuều<br /> kiện<br /> ện sử dụng vvàà khí hhậu.ậu. Để thấy đđượcợc điều nnày,<br /> ày, chúng tôi mô ph<br /> phỏng<br /> ỏng nhiệt năng của ttấm ấm<br /> VLNT vvới ới khe hở ngẫu nhi ên như trên hhình<br /> nhiên ình 6.<br /> Qua hình 6, chúng tôi nh ận thấy nhiệt năng giảm khi hệ số tỉ lệ tăng (đ<br /> nhận (đường<br /> ờng m àu đđỏ-m<br /> màu mũiũi<br /> tên ch<br /> chỉ).<br /> ỉ). Năm đường<br /> đ ờng m màu<br /> àu xanh còn llại<br /> ại nhận đđượcợc sau năm lần mô phỏng khác nhau. Ở đây<br /> chúng ta nhnhậnận thấy khi có yếu tố nhẫuẫu nhi<br /> nhiên<br /> ên thì nhi<br /> nhiệt<br /> ệt năng của nó cũng có giá trị ngẫu nhi<br /> nhiênên<br /> có th<br /> thểể giảm đi vvàà ccũng<br /> ũng có thể tăng llên<br /> ên so với<br /> với tr<br /> trường<br /> ờng hợp không tính đến ngẫu nhi ên.<br /> nhiên.<br /> Từ ừ các kết quả tr trên,<br /> ên, chúng ta khkhẳng<br /> ẳng định có thể khống chế nhiệt năng tr ên m<br /> trên mặt<br /> ặt tấm<br /> VLNT bbằng ằng cách chia nhỏ chúng với các diện tích vvàà khe hhở ở giữa chúng hợp lý. H Hơn<br /> ơn nnữa<br /> ữa<br /> cần<br /> ần chú ý đđên ên yếu<br /> yếu tố ngẫu nhi<br /> nhiên<br /> ên để<br /> để lựa chọn diện tích tấm nhỏ cho ph phù<br /> ù hợp.<br /> hợp.<br /> 3.2. Trư<br /> Trườngờng nhiệt trtrong<br /> ong không gian trư trước<br /> ớc yếu tố thu<br /> Trong hình 7 là mô hình thi thiết<br /> ết kế hệ nhiễu xạ nhiệt bằng các tấm VLNT (đ (đãã nghiên ccứu<br /> ứu<br /> ở mục trên).<br /> trên). Giả<br /> Giả sử một lớp vật liệu gồm nhiều tấm nhỏ hhình ình vuông có ccạnh<br /> ạnh d vvàà xếp<br /> xếp cách<br /> nhau m một<br /> ột khe độ rộng a nhỏ hhơn ơn nhiều<br /> nhiều so với cạnh d.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7. Mô hình llớp ớp VLNT.<br /> Mỗi một tấm nh<br /> Mỗi nhưư vvậy<br /> ậy hoạt động nh nhưưmmột<br /> ột cách tử nhiễu xạ theo hai chiều x vvà y. M Mộtột<br /> cơ ccấu<br /> ấu nhiễu xạ nhiệt có thể thiết kế với nhiều hơn một một lớp đđược<br /> ợc sắp xếp so le nhau và<br /> cách nhau m một<br /> ột khoảng D. Khi một một nguồn nhiệt có ccư ường<br /> ờng độ I00 chi<br /> chiếu<br /> ếu vào<br /> vào tấm<br /> tấm nhiệt. Một<br /> phần lớn nhiệt năng sẽ đđư<br /> phần ợc truyền qua tấm nhiệt, phụ thuộc vvào<br /> ược ào hệ<br /> hệ số truyền nhiệt của<br /> nó. Ph<br /> Phần<br /> ần nhỏ nhiệt năng sẽ truyền qua khe giữa các tấm nhỏ vvàà được được nhiễu xạ ra không<br /> khí. Phân bbố ố nhiệt năng trong mặt phẳng (X,Y) tuân thủ the theo<br /> o công ththức<br /> ức (10) với I00 là<br /> cường độ nhiệt tại khe của tấm thứ nhất. Nhờ phân bố nh<br /> cường nhưư công th<br /> thức<br /> ức (10) chúng ta có thể<br /> xác đđịnh<br /> ịnh đư<br /> được<br /> ợc cư<br /> cường<br /> ờng độ nhiệt tại các khe tr trên<br /> ên tấm<br /> tấm thứ hai, I01, I02 và trên di<br /> diện<br /> ện tích SS I03<br /> trước thiết bị ảnh nhiệt.<br /> trước<br /> Chúng tôi mô ph phỏng<br /> ỏng pphân<br /> hân bố<br /> bố cư<br /> cường<br /> ờng độ nhiệt tr trên<br /> ên diện<br /> diện tích SS cách ttấm<br /> ấm hấp thụ nhiệt<br /> mộtột khoảng 0,1cm, 0,5m vvàà 1cm. Phân bố bố này<br /> này được<br /> được mô phỏng sau lớp thứ nhất, thứ hai vvàà<br /> thứứ ba (hình<br /> (hình 8, 9, 10). C<br /> Chúng<br /> húng ta th<br /> thấy<br /> ấy cư<br /> cường<br /> ờng độ nhiệt giảm rất nhanh qua ba lớp. Giá trị cực<br /> đại<br /> ại của ccường độ nhiệt giảm ttừ 10-5<br /> ờng độ -<br /> ến 10-18<br /> I00 đến 18<br /> I00. Tuy nhiên ở đây, vị trị ccư ờng độ cực<br /> ường<br /> đại<br /> ại không đổi tr trên<br /> ên trong di ện tích S.<br /> diện S. Đi<br /> Điều<br /> ều nnày<br /> ày là do ccấu<br /> ấu trúc của m mỗii tấm<br /> tấm không đổi.<br /> Trong thực<br /> thực tế, do tác động của gió, của ng ngưười<br /> ời sử dụng nh nhưư di chuy<br /> chuyển,<br /> ển, hoạt động m màà các<br /> tấm<br /> ấm nhỏ ccách<br /> ách xa nhau ho hoặc<br /> ặc chồng lấn llên<br /> ên nhau, ttức<br /> ức là<br /> là độ<br /> độ lớn của khe sẽ thay đổi một cách<br /> <br /> <br /> 160 V. H. Khánh<br /> Khánh, …<br /> …, Đ. X. Doanh<br /> Doanh,, ““Nghiên<br /> Nghiên ccứu<br /> ứu giải pháp vật<br /> vật lý … ngụy<br /> ụy trang ảnh nhiệt<br /> nhiệt.”<br /> ”<br /> Nghiên ccứu<br /> ứu khoa học công nghệ<br /> <br /> ngẫu<br /> ngẫu nhi<br /> nhiên.<br /> ên. Với<br /> Với thay đổi ngẫu nhi<br /> nhiên<br /> ên ccủa<br /> ủa khe sẽ llàm<br /> àm cho phân bbốố ccư<br /> ường<br /> ờng độ<br /> độ nhiệt cũng sẽ<br /> thay đđổi<br /> ổi theo.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 8. Phân bố<br /> bố cư<br /> cường<br /> ờng độ nhiệt tr<br /> trên<br /> ên diện tích S =0,10,1 cm2 sau tấ<br /> diện tấm thứ<br /> th ứ nh<br /> nhấấtt (trái),<br /> tấm<br /> ấm thứ hai (giữa) vvàà tấm<br /> tấm thứ ba (phải).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 9. Phân bố<br /> bố cư<br /> cường<br /> ờng độ nhiệt tr<br /> trên<br /> ên diện tích S =0,50,5 cm2 sau tấ<br /> diện tấmm thứ<br /> thứ nhất (trái),<br /> tấm<br /> ấm thứ hai (giữa) vvàà tấm<br /> tấm thứ ba (phải).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 10. Phân bố bố ccư<br /> ường<br /> ờng độ nhiệt tr<br /> trên<br /> ên diện tích S =11 cm2 sa<br /> diện sauu tấm<br /> t m thứ<br /> thứ nhất (trái),<br /> tấm<br /> ấm thứ hai (giữa) vvà<br /> à tấm<br /> tấm thứ ba (phải).<br /> Đểể mô tả ngẫu nhinhiênên ccủa<br /> ủa khe, chúng tôi chọn d’ = 2dW(t), trong đó W(t) là giá tr trịị của<br /> hàm nhiễu<br /> nhiễu Gauss có giá trị trong khoảng [[-1,1].1,1]. Với<br /> Với lựa chọn nnày ày đđộ<br /> ộ rộng khe sẽ thay đổi<br /> ngẫu nhi<br /> ngẫu nhiên<br /> ên từ<br /> từ -2d<br /> 2d (ch<br /> (chồng<br /> ồng lấn) đến 2d tách rời nhau th thêm<br /> êm mmộtột độ rộng khe ban đầu. Tr Trên<br /> ên<br /> hình 11 là phân bbốố ngẫu nhi ên của<br /> nhiên của cường<br /> c ờng độ nhiệt trtrên<br /> ên diện<br /> diện tích <br /> SS = 1 1 cm2 sau llớp<br /> 1 ớp thứ<br /> nhất với 6 lần mô phỏng khác nhau. Kết quả cho thấy vị trí ccư<br /> nhất ường<br /> ờng độ lớn nhất không ccòn òn<br /> cố<br /> ố định m màà nó thay đđổi<br /> ổi ngẫu nhi<br /> nhiên<br /> ên trên mmặt<br /> ặt phẳng S.<br /> S. Đ Đồng<br /> ồng thời, giá trị ccư ờng độ đỉnh<br /> ường<br /> thay đđổi<br /> ổi một cách ngẫu nhi ên trong m<br /> nhiên một<br /> ột khoảng nhất định. Mặc ddù ù vậy,<br /> vậy, cưc ường<br /> ờng độ đỉnh<br /> giảm<br /> ảm nhiều lần so với ccường ờng độ đầu vvào<br /> ào trong kho ảng 10-44 đến<br /> khoảng ến 10-66 lần.<br /> ần. Có thể thấy, có<br /> trường hợp ở đó giá trị ccư<br /> trường ờng độ đỉnh đạt giá trị 10 I00 (hình 11a) > 10-5<br /> ường -4 -<br /> I00 (hình 10a).<br /> Điều nnày<br /> Điều ày là do xuxuất<br /> ất hiện khe rộng hhơn.<br /> ơn.<br /> <br /> <br /> Tạp<br /> ạp chí Nghi<br /> Nghiên<br /> ên cứu<br /> cứu KH&CN quân<br /> uân sự,<br /> sự, Số 655, 022 - 2020<br /> 2020 161<br />  Vật<br /> ật lý<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a b<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> c d<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> e f<br /> Hình 11. Phân bbốố ccường<br /> ờng độ nhiệt tr<br /> trên<br /> ên diện tích S với<br /> diện với yếu tố ngẫu nhi<br /> nhiên<br /> ên ccủa<br /> ủa khe.<br /> 4. K<br /> KẾT<br /> ẾT LUẬN<br /> Bài báo đđãã áp dụng<br /> dụng nguy ên lý truyền<br /> nguyên truyền nhiệt vvàà nhiễu<br /> nhiễu xạ nhiệt để khống chế tr ường<br /> trường nhiệt<br /> trong không gian trưtrước<br /> ớc đầu thu ảnh nhiệt. Bằng các ccơ ơ sở<br /> sở lý thuy<br /> thuyết,<br /> ết, phân bố nhiệt năng đđãã<br /> được mô phỏng cho VLNT giả định từ sản phẩm gỗ với các cấu trúc khác nhau vvàà ssố<br /> được ố lớp<br /> khác nhau. KKết<br /> ết quả nhận đđược<br /> ợc khẳng định bằng ph phương<br /> ương pháp vvậtật lý chúng ta có thể tạo ra<br /> lớp<br /> ớp VLNT có phân bố nhiệt tr trùng<br /> ùng với<br /> với phân bố nhiệt của nền.ền. Đồng thời<br /> thời, có th<br /> thểể lựa chọn<br /> các tham ssố<br /> ố thiết kế vật lý ngo<br /> ngoài<br /> ài tham ssốố vật liệu để đạt đđược<br /> ợc mục đích ngụy trang.<br /> L<br /> Lời ơn Nhóm tác gi<br /> ời cảm ơn: giảả cảm ơn sự<br /> sự giúp đỡ về ý ttư<br /> ưởng<br /> ởng khoa học của PGS.TS Hồ Quang Quý!<br /> <br /> <br /> <br /> 162 V. H. Khánh<br /> Khánh, …<br /> …, Đ. X. Doanh<br /> Doanh,, ““Nghiên<br /> Nghiên ccứu<br /> ứu giải pháp vật<br /> vật lý … ngụy<br /> ụy trang ảnh nhiệt<br /> nhiệt.”<br /> ”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. JV Ramana Rao, “Introduction to Camouflage and Deception,” Defence Research &<br /> Development Organisation, Ministry of Defence New Delhi - 110 011, (1999), 21-24.<br /> [2]. Lê Văn Dũng, Lã Xuân Thảo, Nguyễn Ngọc Độ, Nguyễn Anh Đức, “Nghiên cứu hỗn hợp<br /> chất tạo khói chống thiết bị quan sát ảnh nhiệt”. NCKHCNQS,Số 41, 2-2016, 134-139.<br /> [3]. Lê Ngọc Cường, Vũ Hữu Khánh, Lê Văn Hoàng, Trần Quốc Tuấn, “Nghiên cứu chế<br /> tạo bia ảnh nhiệt thụ động phục vụ hiệu chỉnh và huấn luyện sử dụng kính ngắm ảnh<br /> nhiệt”, NCKHCNQS, Số 58, 12-2018, 124-129.<br /> [4]. Nguyễn Trần Hùng, “Nghiên cứu công nghệ chế tạo vải ngụy trang ảnh nhiệt, ứng<br /> dụng chế thử bộ quần áo cho bộ đội trinh sát”, Đề tài KHCN cấp BQP, Viện<br /> KH&CN QS, 2018.<br /> [5]. H.Đ. Tín, “Truyền nhiệt & tính toán thiết bị trao đổi nhiệt,” NXB Khoa học và Kỹ<br /> thuật (2001), 2-10.<br /> [6]. Lars_Schott Sorensen, “Heat Transmission Coefficient Measurements in Buildings<br /> Utilizing a Heat Loss Measuring Device”, Sustainability 5(8):3601-3614.<br /> [7]. S. Calixto,N. C. Bruce, and M. R. Aguilar, “Diffraction grating-based sensing<br /> optofluidic device for measuring the refractive index of liquids”, OPTICS EXPRESS,<br /> Vol. 24, No. 1, 2016, 180-190.<br /> [8]. D. Bogunovic, S.G. Raymond, S. Janssens, and D. Clarke, “Refractive index gratings<br /> in electro-optic polymer thin films”, Applied Optics 55 (2017), 4676.<br /> ABSTRACT<br /> RESEARCH OF PHYSICAL SOLUTIONS TO DESIGN AND CREATE<br /> THERMAL IMAGE CAMOUFLAGED CLOTHING<br /> Several physical solutions were proposed to control heat radiation with the<br /> intention of thermal image camouflage. Based on the heat transfer and diffraction<br /> effects, explicit expressions describing the thermal energy of the material layer and<br /> spatial distribution of heat intensity were derived and simulated numerically. The<br /> results showed that it was possible to manage the physical parameters so that the<br /> heat field of the camouflage material was consistent with the heat field distribution<br /> of the selected background environment. This result will also be the basis for<br /> designing thermal image camouflaged clothing shortly.<br /> Keywords: Physical spectroscopy; Thermal imaging; Thermal camouflage; Camouflage costume.<br /> <br /> Nhận bài ngày 03 tháng 12 năm 2019<br /> Hoàn thiện ngày 03 tháng 01 năm 2020<br /> Chấp nhận đăng ngày 17 tháng 02 năm 2020<br /> <br /> Địa chỉ: Viện Vật lý kỹ thuật/ Viện Khoa học Công nghệ Quân sự.<br /> *Email: khanhvlkt@gmail.com.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 65, 02 - 2020 163<br />