Математическое моделирование индикатрисы спектрального коэффициента направленного теплового излучения покрытий объектов локации - page 6

Сплошными линиями на рисунках отмечены результаты расче-
тов по формуле (3). По осям абсцисс и ординат отложены значения
ρ
x
=
ρ
(
θ
) sin
θ
и
ρ
y
=
ρ
(
θ
) cos
θ
. Длясопоставления, крестиками на
рисунках отмечена диффузнаяиндикатриса (абсолютно черное тело),
имеющаявид окружности единичного радиуса. Вариант 1 (рис. 2,
a
)
описывает нормированную индикатрису излученияоптически гладкой
поверхности диэлектрика, полученную [1, с. 129] с помощью электро-
магнитной теории. Вариант 2 (рис. 2,
б
) иллюстрирует возможности
измененияформы индикатрисы в зависимости от выбора различных
значений коэффициентов в формуле (3). Дляэтого случаяинтересно
отметить, что в диапазоне углов наблюдения
0
θ
70
модельная
индикатриса идеально совпадает с диффузной. Дляб ´ольших углов
наблюденияизлучательные свойства поверхности резко снижаются.
Вариант 3 (рис. 2
в
) аппроксимирует нормированную индикатрису из-
лученияплатины на длине волны
λ
= 2
мкм [1, с. 131]. Хорошо видно,
что в диапазоне углов наблюдения
0
θ
65
платина излучает
практически диффузно. При б´ольших углах наблюденияизлучатель-
наяспособность платины увеличиваетсяпримерно в 2 раза.
Математическое описание степени черноты в направлении норма-
ли
ε
λN
(
T
S
)
к идеально гладкой поверхности покрытияв ИК-области
спектра оптического излучениятребует конкретизации оптических и
теплофизических характеристик материала объекта локации. В каче-
стве модели дляанализа рассмотрим лакокрасочное покрытие (ЛКП),
нанесенное на металлическую подложку. В простейшем случае ЛКП
состоит из оптически однородного пленкообразователятолщиной
z
0
,
содержащего в себе частицы пигмента, химически не взаимодейству-
ющего с пленкообразователем [5]. Обычно дляЛКП характерна значи-
тельнаяконцентрацияпигмента в единице объема. Вследствие плот-
ной упаковки рассеивающих центров и малого расстояния между ними
в покрытии имеет место многократное рассеяние. Такие среды приня-
то называть сильно мутными.
В прикладных задачах дляописанияоптических свойств сильно
мутных сред в ИК-области спектра широкое распространение получил
двухпараметрический вариант двухпотокового приближениятеории
рассеяния света, разработанный Гуревичем, Кубелкой и Мунком [6]. В
ряде экспериментальных работ [6–9] было показано, что с достаточной
дляпрактики точностью теорияГуревича–Кубелки–Мунка не имеет
принципиальных ограничений дляприменений в видимом, ближнем
и среднем ИК спектральных диапазонах. Ограниченияее применения
состоят в следующем:
— спектральные показатели поглощения
κ
λ
и рассеяния
σ
λ
должны
быть постоянны по всей толщине
z
0
пленкообразователя;
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2009. № 2 55
1,2,3,4,5 7,8,9,10,11,12
Powered by FlippingBook