Маскировочный материал

Изобретение относится к маскировке и защитным материалам и может применяться для скрытия военных и гражданских объектов в тепловом и радиолокационном диапазонах длин волн, а также для пошива маскировочной и защитной одежды, чехлов, изготовления экранов, нанесения в виде покрытия на кожухи приборов и т.п., защищающих и/или скрывающих по крайней мере в радиолокационном и/или тепловом диапазонах длин волн. Маскировочный материал, содержащий одно или более снижающих отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн веществ, имеющий по крайней мере один слой, при этом одно или более снижающих отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн веществ конструктивно выполнены в виде малоразмерных частиц, объединенных в более крупные совокупности (скопления), при этом в составе таких совокупностей имеется как вещество, поглощающее магнитную составляющую радиолокационного излучения, так и вещество, поглощающее электрическую составляющую радиолокационного излучения, либо в виде фрагментов, на которые разбиты крупные совокупности (монолитные области материала), а величина, характеризующая способность отражать электромагнитное излучение в радиолокационном диапазоне длин волн, преимущественно возрастает от одной поверхности материала к противоположной поверхности материала, в том числе, но не исключительно, с полным или частичным распределением снижающего отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн вещества по толщине (объему) материала; при этом в том числе, но не исключительно, материал также может содержать одно или более снижающих излучение материала в тепловом диапазоне длин волн веществ, и/или веществ, окрашивающих в оптическом диапазоне длин волн, и/или веществ, обладающих иными маскирующими и/или защитными свойствами, в том числе, но не исключительно, одновременно являющихся снижающими отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн веществами. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности плоских, в том числе наносимых в виде покрытия, близких к плоским или объемных, в том числе имеющих рельефную внешнюю поверхность маскировочных и защитных материалов. 2 н.п. ф-лы, 10 ил., 3 пр.

 

Известно радиопоглощающее покрытие (патент №2243899, опубл. 10.01.2005 г.) в виде слоя на основе ткани из нескольких полотен текстильного материала из синтетических нитей с покрытием из углерода, размещенного между наружным слоем из резины и внутренним слоем из диэлектрического связующего вещества, содержащего гранулированный материал, ослабляющий отражение электромагнитных волн.

Недостатком аналога является недостаточная эффективность, вызванная достаточно равномерным распределением гранулированного материала без объединения в совокупности, в связи с чем используется только поглощение радиолокационного излучения на гранулированном материале без использования рассеяния или интерференции.

Известно защитное покрытие (патент №2313869, опубл. 27.12.2007 г.), по первому варианту выполнения включающее размещенную на сетчатой основе гибкую пленку в виде ленты с односторонним поверхностным импедансным слоем, расположенным со стороны падающей электромагнитной волны, а по второму варианту выполнения содержащее соединенную с основой гибкую пленку с поверхностным импедансным слоем, направленным в сторону электромагнитного излучения, при этом имеющую рельефную поверхность, образованную равномерно чередующимися рельефами, выполненными в виде выступов либо впадин.

Недостатком аналога является недостаточная эффективность, так как выполнение сплошного импедансного слоя без образования неоднородностей отражательных свойств, не позволяет достаточно эффективно использовать процессы рассеяния электромагнитного излучения.

Известен поглотитель электромагнитных волн (патент №2322736, опубл. 20.04.2008 г.) в виде полотняного переплетения двух пар гибких цилиндрических элементов, размещенных на сетчатой основе.

Недостатками являются сложность конструкции, высокая зависимость эффективности от условий применения, обусловленная необходимостью поддержания заданной ориентацией гибких цилиндрических элементов, нарушаемой при смятии поглотителя.

Известен радиопоглощающий материал (патент №2355081, опубл. 10.05.2009 г.) на основе полимерного диэлектрического связующего, содержащий введенные в него вещества, поглощающие электрическую и магнитную составляющие радиоволнового излучения, в составе микрогранул, матрицы которых являются прозрачными для излучения радиоволнового диапазона, причем каждый вид микрогранул содержит только одно радиопоглощающее вещество, равномерно распределенное во всем их объеме в форме нанокластеров.

Недостатком аналога является недостаточная эффективность, вызванная конструктивным разделением микрогранул на поглощающие электрическую составляющую электромагнитного излучения и поглощающие магнитную составляющую электромагнитного излучения, в результате чего не происходит взаимного усиления радиопоглощающих свойств микрогранул как по электрической, так и по магнитной составляющей электромагнитного излучения за счет одновременного поглощения и магнитной, и электрической составляющей в пределах одних и тех же микрогранул.

Известно радиопоглощающее покрытие (патент №2412968, опубл. 27.02.2011 г.) на основе состава, содержащего в качестве связующего хлорсульфированный полиэтилен ХСПЭ-МР, способный поглощать большие количества электромагнитной энергии, растворенный в толуоле, при этом дополнительно в растворе диспергированы углеволокна длиной, равной 3-20 мм, с нанесенным на них изолирующим покрытием, вулканизующие агенты, компонент с большим объемом воздушных включений - микростеклосферы, при этом состав включает хлорсульфированный полиэтилен ХСПЭ-МР, толуол, оксид магния (MgO), оксид цинка (ZnO), полиэтиленгликоль ПЭК-35 или моноалкилфенольный эфир полиэтиленгликоля ОП-7 или ОП-10, дифенилгуанидин, микростеклосферы МСО-А9, углеволокно УКН-300, используемое в составе для 1-го слоя покрытия; углеволокно «Углен» Р-9, используемое в составе для 2-го слоя покрытия; стеорокс-6.

Недостатком покрытия является сложность конструкции, вызванная конструктивным разделением радиорассеивающих и радиопоглощающих элементов.

Известно радиопоглощающее покрытие (патент №2370866, опубл. 20.10.2009 г.), принятое за прототип, содержащее основу из двух или более слоев переплетенных рядов нитей, расположенных под смежным углом 60°-120° друг к другу, скрепленных радиопрозрачным материалом, с нанесенной на каждый слой вакуумным распылением пленкой из гидрогенизированного углерода с вкрапленными в него частицами ферромагнитного материала.

Недостатком прототипа является анизотропия свойств, вызываемая анизотропией свойств ткани, которая передается сплошному слою, наносимому на ткань. Выполнение покрытия в виде двух слоев со сдвигом рядов нитей на угол 60°-120° недостаточно снижает анизотропию свойств покрытия. Кроме того, предложенное в прототипе покрытие не может быть окрашено большинством красителей, так как расположенные на внешней поверхности прототипа вещества плохо поддаются крашению. Использование сплошного радиопоглощающего слоя не предполагает усиления радиорассеивающих свойств за счет переотражения падающего радиолокационного излучения в сторону от источника излучения, что вызывает недостаточную эффективность предложенного в прототипе покрытия.

Изобретение относится к маскировке, радиотехнике и защитным материалам, и может применяться для скрытия военных и гражданских объектов в тепловом и радиолокационном диапазонах длин волн, а также для пошива маскировочной и защитной одежды, чехлов, изготовления экранов, нанесения в виде покрытия на кожухи приборов и т.п., защищающих и/или скрывающих по крайней мере в радиолокационном и/или тепловом диапазонах длин волн.

Целью изобретения является повышение эффективности скрытия и/или защиты в радиолокационном и/или тепловом диапазоне длин волн, а также снижение анизотропии скрывающих свойств в радиолокационном диапазоне длин волн без усложнения конструкции и повышения толщины материала и придание лучшей по сравнению с прототипом окрашиваемости текстильным вариантам предлагаемого материала.

Поставленная цель достигается тем, что маскировочный материал содержит одно или более снижающих отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн веществ, при этом вещества конструктивно выполнены в виде малоразмерных частиц, объединенных в более крупные совокупности (скопления), при этом в составе таких совокупностей имеется как вещество, поглощающее магнитную составляющую радиолокационного излучения, так и вещество, поглощающее электрическую составляющую радиолокационного излучения, либо в виде малоразмерных фрагментов, на которые разбиты крупные совокупности (монолитные области материала); и/или материал содержит одно или более веществ, снижающих излучение материала в тепловом диапазоне длин волн, при этом, по крайней мере, одно из веществ материала, находящихся между частицами и/или совокупностями вещества или веществ, снижающих излучение материала в тепловом диапазоне длин волн, обладает высокой прозрачностью, по крайней мере, в одном, преимущественно тепловом диапазоне длин волн, при этом материал может содержать как одно или более снижающих отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн веществ, так и одно или более снижающих излучение материала в тепловом диапазоне длин волн веществ одновременно, в том числе одно или более снижающие отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн вещества и снижающие излучение материала в тепловом диапазоне длин волн вещества могут представлять собой одни и те же вещества.

Техническим результатом является повышение эффективности плоских, в том числе наносимых в виде покрытия, близких к плоским или объемных, в том числе имеющих рельефную внешнюю поверхность, маскировочных и защитных материалов.

Многоканальность средств разведки предполагает необходимость скрытия военных объектов в нескольких диапазонах длин волн одновременно. С другой стороны, с учетом комплексности ведения разведки, повышение эффективности скрытия даже в отдельно взятом диапазоне длин волн, снижает вероятность обнаружения комплексом средств разведки в целом. Таким образом, является актуальным как повышение эффективности маскировочных материалов в отдельных диапазонах длин волн, так и создание маскировочных материалов, обладающих скрывающими свойствами в нескольких диапазонах длин волн одновременно. В зависимости от конкретных нюансов исполнения, определяемых требованиями к каждому частному случаю реализации предлагаемого изобретения индивидуально, предлагаемый маскировочный материал обеспечивает повышение эффективности скрытия в тепловом или радиолокационном диапазоне длин волн, либо комплексно в тепловом и радиолокационном диапазоне длин волн, в том числе без потери скрывающих свойств в оптическом (видимом, ультрафиолетовом, ближнем ИК) диапазоне длин волн.

В настоящее время в отдельном маскировочном материале используется, в основном, какой-либо один принцип для снижения отражения электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн (далее называемого радиолокационным излучением). То же относится к защитным материалам, в которых происходит снижение проходящего через материал радиолокационного излучения (так как принципы получения полезного эффекта в предлагаемом материале для маскировки и защиты, в основном, идентичны, далее описывается принцип получения маскировочного эффекта). Путем различных технических решений происходит усиление какого-либо процесса (характеризуемое снижением мощности радиолокационного излучения, амплитуды и т.п.), за счет чего достигается полезный эффект. Иногда несколько технических решений объединяются в одном материале, но в этом случае для усиления различных процессов применяются различные элементы материала. При этом продолжают оставаться актуальными проблемы повышения эффективности и расширения рабочего диапазона (т.е. диапазона, в котором эффективно применение материала по назначению), так как зачастую техническое решение рассчитано на радиолокационное излучение с конкретными параметрами (например, на излучение заданной длины волны). В предлагаемом материале для снижения отражения радиолокационного излучения используются, по меньшей мере, два различных процесса (например, поглощение и рассеяние радиолокационного излучения) и/или по меньшей мере два процесса, рассчитанных на радиолокационное излучение с различными параметрами (например, на излучение в двух различных диапазонах частот).

При этом для использования различных процессов не только применяются одни и те же элементы материала (представляющие собой малоразмерные элементы, объединенные в более крупные совокупности, либо малоразмерные фрагменты, на которые разбиты более крупные совокупности), но и включают в себя как вещества, поглощающие магнитную составляющую радиолокационного излучения, так и вещества, поглощающие электрическую составляющую радиолокационного излучения (прежде всего, для совокупностей, представляющих собой скопления малоразмерных элементов в виде отдельных частиц).

Таким образом, технический результат изобретения достигается за счет объединения нескольких технических решений, в совокупности позволяющих достичь эффекта, не сводимого к сумме результатов применения каждого технического решения по отдельности.

Процессы поглощения радиолокационного излучения могут быть основаны, например, на известном явлении поглощения электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне на сверхтонких пленках или сверхмалых частицах определенных веществ (например, ферримагнетиков), свойствах отдельных веществ (например, углерода) и т.п.

Отражение радиолокационного излучения от материалов, не являющихся абсолютно поглощающими или абсолютно прозрачными, происходит неизбежно. При этом возрастание способности поглощать радиолокационное излучение зачастую означает одновременное возрастание отражающей способности за счет снижения пропускающей способности. Отражение может быть использовано, например, для более полного поглощения, или, например, для рассеяния радиолокационного излучения.

Более полное поглощение может быть достигнуто за счет поглощения радиолокационного излучения на обратном ходе волны путем увеличения отражающей способности материала с увеличением глубины проникновения радиолокационного излучения в материал. При этом поглощение радиолокационного излучения происходит как при проникновении радиолокационного излучения в материал, так и при обратном ходе волны, так как отраженное радиолокационное излучение проходит через поглощающий энергию материал. Повышение отражающей способности от внешней поверхности материала к внутренней поверхности материала, позволяет радиолокационному излучению распространяться (например, с одновременным поглощением) по толщине материала. Аналогичный принцип может быть использован, например, для усиления интерференции радиолокационного излучения в толще материала.

Рассеяние электромагнитного излучения обусловлено неравномерностью отражательных свойств среды, через которую оно проходит. Для увеличения рассеивания в предлагаемом материале, например, могут быть конструктивно объединены радиопоглощающие частицы (например, наночастицы ферримагнетиков) в виде тех или иных совокупностей, при этом помимо совокупностей радиопоглощающих частиц, будет существовать пространство материала с иными отражательными свойствами. В этом случае при прохождении электромагнитного излучения через материал, излучение не только поглощается на соответствующих элементах, но и рассеивается за счет неоднородности отражающих свойств материала.

Группировка малоразмерных элементов в совокупности соответствующей формы и размеров позволяет использовать не только рассеяние, но и любые другие принципы снижения отраженного радиолокационного излучения (например, путем изготовления из малоразмерных элементов различных контуров, решеток и т.п.). Объединение технических решений, реализующих соответствующие принципы снижения отражения радиолокационного излучения за счет конструкции совокупностей малоразмерных элементов со снижением отражения радиолокационного излучения на малоразмерных элементах (например, реализующих иной принцип снижения отражения радиолокационного излучения), позволяет не только повышать эффективность материала, но и расширять рабочий диапазон. Конкретная частная реализация указанного общего подхода будет определяться всей полнотой требований к материалу. Например, распределение частиц внутри совокупностей, а также расположение совокупностей в материале может определяться заданной закономерностью или случайным образом, в том числе с заданным законом распределения.

Малоразмерные элементы могут представлять собой, отдельные частицы (например, наночастицы ферримагнетиков), фрагменты монолитных составляющих материала (например, фрагменты металлических, углеродных и т.п. пленок, в том числе заданной формы) и т.п. Необходимым свойством таких элементов является снижение отражения электромагнитного излучения материала в радиолокационном диапазоне длин волн (например, за счет радиопоглощающих свойств наночастиц ферримагнетиков).

Под «совокупностями» в рамках описания изобретения могут пониматься, например, более или менее компактные скопления малоразмерных частиц (совокупности малоразмерных элементов: например, наночастицы, объединенные в виде гранул, скоплений на поверхности и т.п.), или монолитные области материала (плоские или объемные совокупности вещества или веществ материала: например, нанопленки того или иного вещества), в том числе возможно образование совокупностей из малоразмерных элементов, соединенных между собой. Также под «совокупностями» понимается любые комбинации указанных выше совокупностей (например, наночастицы, привнесенные в нанопленку).

Такие совокупности могут быть получены, например, при разделении монолитных составляющих на малоразмерные фрагменты (например, с образованием фрагментов плоскостей и/или поверхностей, отдельных или соединенных между собой), при нанесении малоразмерных частиц в виде компактных областей, при изготовлении совокупностей в виде гранул, содержащих малоразмерные элементы, при заполнении веществом, содержащим малоразмерные элементы, полостей внутри материала и т.п. Преимущественным свойством совокупностей и/или их фрагментов является снижение отражения электромагнитного излучения материала в радиолокационном диапазоне длин волн за счет физических принципов, отличных от физических принципов, на которых основано снижение отражения электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн малоразмерными элементами (например, получение радиорассеивающего эффекта за счет образования совокупностей наночастиц ферримагнетиков), и/или снижение отражения электромагнитного излучения с параметрами, отличными от параметров электромагнитного излучения, снижение отражения которого достигается за счет малоразмерных элементов (например, расширение рабочего диапазона за счет построения крупноячеистой решетки из мелкоячеистых решеток).

При этом объединение малоразмерных элементов в более крупные совокупности может быть выполнено с получением большего или меньшего самоподобия (то есть с использованием элементов фрактального построения) или без самоподобия, а также с разделением, или без разделения малоразмерных элементов. Отдельные совокупности могут быть конструктивно разделены, или не иметь выраженного конструктивного отделения друг от друга.

В общем случае снижение отражения радиолокационного излучения может быть достигнуто за счет конструктивного решения материала и/или свойств соответствующих веществ. При этом конкретная реализация конструктивного решения предлагаемого материала предполагает использование веществ с заданными свойствами. Например, радиорассеивающие совокупности должны создавать неравномерность отражательных свойств материала, поэтому могут быть выполнены, например, из малоразмерных элементов, содержащих вещество, обладающее высокой отражающей способностью в радиолокационном диапазоне длин волн, и окружены веществом материала, обладающим, например, высокой прозрачностью в радиолокационном диапазоне длин волн. При этом также возможны, например, варианты выполнения совокупностей из материала, обладающего средней отражающей способностью в радиолокационном диапазоне длин волн (например, выполненных из полупроводника), или радиорассеивающие совокупности могут быть окружены веществом, обладающим средней прозрачностью в радиолокационном диапазоне длин волн (например, углеродом) и т.п. К веществам с высокой прозрачностью (прозрачным) в том или ином диапазоне длин волн, могут быть отнесены вещества, пропускающие не менее 20% излучения. К веществам с высокой отражающей способностью в том или ином диапазоне длин волн, могут быть отнесены вещества, отражающие не менее 20% излучения.

Отнесение вещества к веществам, обладающим теми или иными свойствами, определяется близостью свойств вещества к соответствующим свойствам металлов, полупроводников или диэлектриков. Например, металлы обладают низкой прозрачностью и высокими отражающими свойствами в радиолокационном диапазоне длин волн. Диэлектрики обладают низкими отражающими свойствами и высокой прозрачностью в радиолокационном диапазоне длин волн. Полупроводники обладают средними свойствами в радиолокационном диапазоне длин волн.

В целях упрощения терминологии в рамках описания настоящего изобретения под «веществом» может пониматься как химическое вещество, состоящее из одного химического элемента, так и совокупность химически различных веществ с учетом их взаимодействия (в том числе, но не исключительно, с учетом химической формулы, структуры, конструктивно определяемого взаимного расположения и т.д.), в том числе в виде сплавов, химических соединений, биметаллических покрытий и т.д. В том числе, если необходимый эффект определяется формой (в том числе конструкцией, структурной формулой и т.п.), то под веществом понимается конкретная определяющая необходимый эффект форма. Под «веществом» в составе материала может пониматься также вакуум, воздух или иной газ или смесь газов, место раздела двух сред с различным коэффициентом преломления (например, при использовании эффекта полного отражения в месте раздела двух сред для отражения излучения) и т.п., то есть любая ограниченная объемом материала область пространства, обладающая соответствующими свойствами, вне зависимости от химической однородности, структуры и т.п., а также наличия или отсутствия вещества в общем понимании этого слова.

Соответственно, под «нанесением вещества», «выполнением из вещества» и аналогичными терминами понимается любое придание соответствующей части материала свойств, определяемых свойствами «вещества», «нанесение» которого предполагается. Это может быть изменение структуры, химического состава и т.д.

Таким образом, под «веществом» с теми или иными свойствами в рамках описания настоящего изобретения понимается часть пространства материала, обладающая соответствующими свойствами, вне зависимости от природы возникновения этих свойств.

В общем случае предпочтительно наличие в материале как веществ, влияющих на магнитную составляющую радиолокационного излучения (например, поглощающих магнитную составляющую радиолокационного излучения), так и веществ, влияющих на электрическую составляющую радиолокационного излучения (в том числе это могут быть одни и те же вещества).

Под веществом, влияющим на определенную составляющую радиолокационного излучения (электрическую и/или магнитную), понимается вещество, свойства которого обусловлены в большей степени влиянием на соответствующую составляющую электромагнитной волны радиолокационного излучения. Например, ферримагнетики в большей степени поглощают магнитную составляющую радиолокационного излучения, а углерод - электрическую.

Включение в состав материала веществ, влияющих на магнитную и/или электрическую составляющую радиолокационного излучения, зависит от совокупности требований к конкретной реализации материала, применяемых технологий изготовления и т.п. При этом различные вещества могут быть конструктивно объединены, или, например, выполнены раздельно, но в одном материале. Например, текстильный материал может содержать отдельные волокна, содержащие поглощающее электрическую составляющую радиолокационного излучения вещество и другие волокна, содержащие поглощающее магнитную составляющую радиолокационного излучения вещество, однако материал в целом будет содержать оба вещества.

Для снижения излучения в тепловом диапазоне длин волн материала в целом могут применяться различные известные эффекты. Новизна предлагаемого технического решения состоит в том, что, в отличие от известных технических решений, в заявляемом техническом решении известные эффекты используются многократно за счет особенностей распределения вещества в предлагаемом материале. В заявляемом техническом решении создающее полезный эффект вещество распределено в прозрачной среде, тоже являющейся частью предлагаемого материала, таким образом, что между двумя частицами создающего полезный эффект вещества имеется прозрачное вещество. За счет такого технического решения достигается возможность многократного использования полезного эффекта, создаваемого создающим полезный эффект веществом в том числе за счет применения веществ, полезные свойства которых основаны на эффектах теплового излучения, внутри, а не только с внешней и внутренней стороны материала. Многократность использования полезного эффекта достигается тем, что после снижения мощности тепловой энергии, на одной частице (фрагменте, области) создающего полезный эффект вещества происходит снижение мощности тепловой энергии на другой, отделенной от первой прозрачной средой, частице (фрагменте, области) вещества и т.д.

Например, пусть создающим полезный эффект (снижение теплового излучения от материала в целом) веществом является вещество, преобразующее тепловую энергию в излучение другой длины волны (например, в излучение в пределах видимого диапазона длин волн). Тогда после преобразования части тепловой энергии в излучение в пределах видимого диапазона длин волн на одной частице создающего полезный эффект вещества, полученное из тепловой энергии видимое излучение распространяется по прозрачной среде без значительного преобразования обратно в тепловую энергию. При отсутствии прозрачной среды происходило бы обратное преобразование излучения в пределах видимого диапазона длин волн в тепловую энергию, но прозрачная среда предлагаемого материала позволяет избежать этого. Оставшаяся часть тепловой энергии преобразуется в излучение в пределах видимого диапазона длин волн на другой частице создающего полезный эффект вещества. Если после этих двух частиц есть и другие частицы (что определяется совокупностью требований к технологичности, эффективности, стоимости, массогабаритным показателям и т.п. характеристикам материала и определяется отдельно в каждом случае реализации), происходит дальнейшее преобразование тепловой энергии. Таким образом, после многократного преобразования тепловой энергии в излучение другой длины волны, тепловой излучение, от материала в целом снижается многократно.

Аналогичным образом могут быть применены другие вещества, создающие полезный эффект (например, вещества с высоким коэффициентом отражения, использующие закон Кирхгофа или переотражение теплового излучения, при наличии прозрачного в тепловом диапазоне длин волн вещества между ними, могут быть применены многократно в объеме материала, а не только с внешней стороны материала).

Частицы создающего полезный эффект (снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн) вещества могут быть объединены в совокупности. Например, это могут быть совокупности, разделенные прозрачным веществом, совокупности, содержащие внутри себя прозрачное вещество и т.п. В качестве частных конструктивных решений это могут быть, например, слои, разделенные слоями прозрачного вещества, хаотично распределенные в прозрачном веществе фрагменты слоев, пустоты, заполненные прозрачным веществом внутри создающего полезный эффект вещества и т.п.

Так как вещества и конструктивные решения и/или вещества материала могут иметь двойное, тройное и более назначений, материал может обладать скрывающими свойствами в нескольких диапазонах длин волн одновременно. Соответственно, материал может обладать скрывающими свойствами, например, как в тепловом диапазоне длин волн, так и в радиолокационном и оптическом диапазонах длин волн.

При рассмотрении приводимых как примеры частных случаев реализации заявляемого изобретения необходимо иметь в виду, что ряд показателей, конструктивных решений и т.п. определяются всей полнотой требований к технологичности, эффективности, стоимости, массогабаритным показателям и т.п. характеристикам материала, задаваемым отдельно для каждого конкретного случая реализации. В настоящем изобретении они описаны в качестве примеров реализации отдельных вариантов технических решений. Приводимые в качестве иллюстративных примеров частные случаи оговариваются в описании словами «например», «пример», «вариант», «пример варианта», «может» (например, «может быть выполнено следующим образом») и т.п. и не исчерпывают все возможные варианты реализации предлагаемого изобретения. Однако в целом заявляемое изобретение описывает основные принципы конструкции заявляемого материала, включающие любые частные реализации, различающиеся по размерам, химическому составу применяемых веществ и т.п., удовлетворяющие указанным в формуле изобретения признакам изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан пример варианта образования совокупностей малоразмерных элементов из монолитной составляющей материала без разделения малоразмерных элементов и выраженного конструктивного разделения совокупностей. Совокупности образованы с элементами самоподобия. На фиг. 1(а) показана перфорированная поверхность, на которую наносят, например, радиопоглощающую пленку. В результате на поверхности образуется перфорированная пленка, как показано на фиг. 1(б). При этом пленка представляет собой совокупность малоразмерных элементов (элементарных решеток), например выполненных из нанопленки, образующих более крупные совокупности. Малоразмерный элемент (элементарная решетка) отдельно показан на фиг. 1(в). Для расширения рабочего диапазона элементарные решетки объединены в совокупности, также представляющие собой решетки или сети, но с более крупным размером ячеи. В свою очередь, полученные совокупности (сети) объединены в более крупные совокупности (с еще более крупным размером ячеи), и т.д. Для наглядности совокупности малоразмерных элементов, объединенные в более крупные совокупности, показаны отдельно от поверхности на фиг. 1(г). В зависимости от длины волны радиолокационного излучения, будет происходить снижение отражения за счет взаимодействия с сетью с тем или иным размером ячеи, за счет чего достигается расширение рабочего диапазона материала. Материал может быть выполнен однослойным или многослойным, с нанесением совокупностей малоразмерных элементов на каждый слой (в том числе, например, совокупностей различной конфигурации, из различных материалов и т.п.).

Аналогичным образом может быть выполнен один из вариантов конструктивного решения материала, скрывающего в тепловом диапазоне длин волн. В этом случае на две или более (в случае многослойного материала) поверхности (например, перфорированные) наносят пленку из вещества, снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн. Например, это могут быть вещества, преобразующие поглощенную тепловую энергию в излучение другой длины волны, или, например, вещества, обладающие высокой отражающей способностью в тепловом диапазоне длин волн. Согласно предлагаемому техническому решению, между пленками из вещества, снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн, должно находиться вещество, обладающее высокой прозрачностью в диапазоне длин волн, используемом для снижения излучения материала в тепловом диапазоне длин волн. Например, если пленки состоят из вещества, обладающего высокой отражающей способностью в тепловом диапазоне длин волн, то есть для снижения излучения материала в тепловом диапазоне длин волн используется закон Кирхгофа, то вещество, расположенное между пленками (то есть слой или слои материала, на поверхности которого нанесены пленки), должно обладать высокой прозрачностью в тепловом диапазоне длин волн. Если, например, пленки состоят из вещества, преобразующего поглощенную тепловую энергию в излучение другой длины волны, то расположенное между пленками вещество должно обладать высокой прозрачностью для излучения той длины волны, в излучение на которой преобразуется тепловая энергия.

При этом между пленками вещества, снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн, также может быть расположено вещество, снижающее излучение материала в тепловом диапазоне длин волн. Например, это могут быть частицы вещества, обладающего высокой отражающей способностью в тепловом диапазоне длин волн, расположенные в массе вещества, прозрачного в тепловом диапазоне длин волн, или частицы вещества, преобразующего поглощенную тепловую энергию в излучение другой длины волны, расположенные в массе вещества, прозрачного как в тепловом диапазоне длин волн, так и в диапазоне длин волн, в котором происходит излучение преобразованной энергии и т.п.

Материал, обладающий скрывающими свойствами в тепловом диапазоне длин волн, может также обладать скрывающими свойствами в радиолокационном или ином диапазоне длин волн. Например, это может быть достигнуто за счет выполнения пленок из вещества, одновременно снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн и снижающего отражение радиолокационного излучения (например, путем выполнения пленки в виде сверхтонкой металлической пленки). Кроме того, снижающие излучение материала в тепловом диапазоне длин волн вещества могут быть распределены между пленками снижающего отражения радиолокационного излучения вещества и т.п.

На фиг. 2 (а, б, в) показаны примеры упрощенного варианта предлагаемого материала, скрывающего, прежде всего, в тепловом диапазоне длин волн. В данных примерах материал содержит слои прозрачного вещества 1, расположенного между слоями вещества, снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн 2. На фиг. 2(а) показан пример материала, выполненного из нескольких отдельных слоев (например, склеенных или иначе скрепленных или не скрепленных между собой), на фиг. 2(б) показан пример материала, выполненного в виде конструктивно нераздельных слоев. Один или более слоев прозрачного вещества 1 могут также содержать или быть выполнены из вещества, снижающего отражение материала в радиолокационном диапазоне длин волн и/или излучение материала в тепловом диапазоне длин волн при условии высокой прозрачности вещества (например, содержать частицы ферримагнетиков, быть выполнены из полупрозрачного люминофора, преобразующего тепловое излучение в излучение другой длины волны и т.п.). Слой или слои из вещества, снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн 2, могут также содержать или быть выполнены из вещества, снижающего отражение материала в радиолокационном диапазоне длин волн (например, представлять собой пленки или слой частиц ферримагнетиков, содержать частицы радиопоглощающего вещества внутри слоя люминофора и т.п.). При этом волновое сопротивление слоев 1 и/или 2 может, например, увеличиваться от внешней поверхности материала к внутренней (например, за счет возрастания количества радиопоглощающего вещества в составе слоя, за счет использования различных веществ с различным волновым сопротивлением и т.п.). На фиг. 2(в) показан пример описываемого варианта материала, в котором слой вещества или веществ, снижающих излучение материала в тепловом диапазоне длин волн 2, нанесен только на одну сторону каждого слоя прозрачного вещества 1. При этом между слоями снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн вещества 2 также находится слой прозрачного вещества 1.

На фиг. 3 показан пример варианта совокупностей малоразмерных элементов из отдельных частиц с фрактальным принципом построения без выраженного конструктивного разделения совокупностей. Подобное построение совокупности может быть использовано, например, для достижения полезного эффекта при различных параметрах радиолокационного излучения. При этом частицы вещества, поглощающего магнитную составляющую радиолокационного излучения могут быть, например, привнесены в пленку из вещества, поглощающего электрическую часть электромагнитного излучения, или частицы вещества, поглощающего магнитную составляющую радиолокационного излучения могут, например, чередоваться с частицами вещества, поглощающего электрическую составляющую радиолокационного излучения и т.п.

Таким же, или аналогичным (подобным) образом может быть выполнено конструктивное решение материала, снижающего излучение в тепловом диапазоне длин волн. Например, при послойном нанесении частиц создающего полезный эффект вещества (например, вещества, преобразующего поглощенную тепловую энергию в излучение другой длины волны) с фрактальным распределением на прозрачные слои, за счет различной детализации фрактала на различных слоях, может быть достигнуто заданное пространственное распределение частиц по материалу.

На фиг. 4 схематично показано сечение примера одного из вариантов конструктивного решения предлагаемого материала, предполагающего наличие конструктивно раздельных совокупностей малоразмерных элементов в виде отдельных частиц без самоподобия. Показанный вариант содержит гибкую или жесткую основу 3 (например, из листового пластика, резины, искусственной кожи и т.п.), перфорированную сверхтонкими отверстиями 4, имеющими различную глубину. Внутри отверстий находятся радиопоглощающие частицы 5 (например, частицы кобальта, углерода и т.п.). Также стенки отверстий могут быть покрыты, например, радиопоглощающей пленкой (например, нанопленкой углерода), в том числе, например, и без частиц 5 с получением радиопоглощающего эффекта за счет образованных пленкой на стенках отверстий трубок.

В других реализациях (примерах) рассматриваемого варианта конструктивного решения предлагаемого изобретения отверстия могут иметь равную глубину (например, быть сквозными), стенки отверстий могут быть покрыты не частицами, а пленкой соответствующего вещества, в том числе несколькими различными пленками, в том числе в несколько слоев, а также фрагментами пленки, совокупностями частиц и т.п. Структура материала может также представлять собой, например, сотовую конструкцию, состоящую из образованных перегородками ячеек (сот), а не отверстий. Сотовая конструкция может быть с единой или различной (например, по глубине материала) формой и размерами сот (шестигранными, трехгранными, четырехгранными и т.п.), толщиной и материалом перегородок, структурой, составом и размером покрытия ячеек и т.п. Для увеличения размеров или из иных соображений отверстия (ячейки) могут быть выполнены, например, наклонными, замкнутыми с внешней и/или внутренней стороны материала и т.п. Как и в других случаях рассмотрения отдельных примеров реализации частных конструктивных решений, сфера применения заявляемого изобретения не ограничивается описываемыми в качестве примеров частными случаями.

Реализация предложенного в настоящем изобретении принципа для данного примера происходит за счет объединения отдельных частиц поглощающего радиолокационное излучение вещества (например, частиц вещества, поглощающего электрическую составляющую радиолокационного излучения и вещества, поглощающего магнитную составляющую радиолокационного излучения) величиной менее 1 мкм (малоразмерных элементов) в конструктивно раздельные ограниченные отверстиями совокупности. Совокупности представляют собой вертикальные цилиндры, образующие поглощающие радиолокационное излучение диполи. Глубина отверстий, количество поглощающего энергию электромагнитного излучения вещества, или иные параметры (например, отражательные свойства вещества), определяющие приращение величины, характеризующей способность материала отражать электромагнитное излучение, могут определяться, например, следующим. В общем случае способность материала поглощать электромагнитное излучение, равно как и величина, характеризующая способность материала отражать электромагнитное излучение, будет зависеть от количества вещества, поглощающего электромагнитное излучение, свойств этого вещества, а также от распределения этого вещества по материалу. При этом увеличение количества вещества, поглощающего электромагнитное излучение, в общем случае приводит к увеличению отраженного от этого вещества электромагнитного излучения. Поэтому глубина и количество отверстий, распределение частиц поглощающего энергию электромагнитного излучение вещества и/или другие параметры могут быть выбраны, исходя из достижения нарастания величины, характеризующей способность материала отражать электромагнитное излучение по толщине по мере проникновения электромагнитного излучения в материал. Например, для рассматриваемого варианта это может быть выполнено за счет увеличения количества отверстий с внутренней стороны по сравнению с количеством отверстий с внешней стороны, как показано на примере варианта, изображенного на фиг. 3, или за счет различной плотности заполнения отверстий, или за счет применения различных веществ на различной глубине отверстий и т.п.

Кроме самоподобия и конструктивной раздельности, в зависимости от конструктивного исполнения конкретные реализации предлагаемого материала могут различаться формой малоразмерных элементов и/или совокупностей, взаимной ориентацией малоразмерных элементов и/или совокупностей и т.п.

Для усиления тех или иных свойств непосредственно в совокупности, или в материал в целом могут быть привнесены также, например, газовые, в том числе воздушные, включения, диэлектрические или полупроводниковые гранулы, пленки и т.п.: например, для придания дополнительной неоднородности свойств материала, усиления проводимости фрагментов и т.п. В частности, известно, что наличие углерода между частицами ферримагнетика, позволяет усилить радиопоглощающие свойства. При этом наличие между частицами ферримагнетика ограниченного пределами радиорассеивающей совокупности углерода, позволит также повысить радиорассеивающие свойства за счет повышения проводимости совокупности в целом и, таким образом, большей неоднородности отражательных свойств материала.

Аналогичным образом может быть выполнен вариант конструктивного решения материала, скрывающего в тепловом диапазоне длин волн.

Само наличие отверстий в большинстве случаев является дополнительным к получаемому за счет применения предлагаемых в заявляемом изобретении принципов теплоизолирующим фактором, так как в большинстве случаев отверстия заполнены теплоизолирующим веществом (веществом среды, в которой происходит эксплуатация материала), или могут быть заполнены таким веществом и заделаны с внешней и внутренней стороны материала для исключения выхода теплоизолирующего вещества из отверстий.

Реализация предлагаемых в настоящем изобретении принципов может быть достигнута, например, путем нанесения создающего полезный эффект вещества (например, вещества, преобразующего поглощенную тепловую энергию в излучение с другой длиной волны) на стенки отверстий.

В случае, если отверстия заполнены прозрачной средой (например, воздухом или вакуумом), реализация описанных в заявляемом изобретении принципов и полезный эффект будет создаваться за счет наличия прозрачного вещества между противоположными (расположенными друг напротив друга) участками стенки одного и того же отверстия.

В случае, если отверстия заполнены непрозрачным веществом, в качестве прозрачного вещества может выступать пространство материала. В этом случае между отверстиями, стенки которых покрыты создающим полезный эффект веществом (например, веществом, преобразующим поглощенную тепловую энергию в излучение другой длины волны), расположено прозрачное вещество. Таким образом, имеющий отверстия материал полностью или частично изготовлен из прозрачного вещества, и между стенками двух различных отверстий расположено прозрачное вещество материала.

Оба случая могут быть объединены, и заполненные прозрачным веществом отверстия (на стенки которых наносится создающее полезный эффект вещество) могут быть выполнены в прозрачном же (полностью или частично) материале.

Кроме того, создающее полезный эффект вещество может быть тем или иным образом распределено по имеющему отверстия полностью или частично прозрачному материалу. Создающее полезный эффект в тепловом диапазоне длин волн вещество может одновременно являться снижающим отражение в радиолокационном диапазоне длин волн веществом, или снижающее отражение в радиолокационном диапазоне длин волн вещество может быть дополнительно тем или иным образом распределено по материалу. Создающее полезный эффект вещество или прозрачная часть материала может обладать скрывающим эффектом, например, в видимом диапазоне длин волн. Т.е. любое вещество материала может обладать маскировочным цветом или маскировочными цветами, в том числе имеющими различное распределение, в том числе с окрашиванием одного и того же вещества в разные цвета в пределах одного материала, и/или окрашиванием различных веществ в одни и те же цвета в пределах одного материала, и/или окрашиванием различных веществ в разные цвета в пределах одного материала, и/или использованием естественных цветов соответствующих веществ без дополнительного окрашивания и т.п.

На фиг. 5-8 схематично показаны примеры некоторых текстильных вариантов составляющих предлагаемого материала с образованием совокупностей малоразмерных элементов. Отдельная совокупность малоразмерных элементов из раздельных фрагментов монолитной составляющей материала (например, радиопоглощающей пленки) будет представлять собой отдельное волокно с нанесенными на нее фрагментами, а отдельная совокупность малоразмерных элементов из отдельных частиц (например, из радиопоглощающих частиц) будет представлять собой участок поверхности или объема волокна, на или в котором расположены соответствующие частицы. Совокупность отдельных частиц в виде участка поверхности волокна может представлять собой фрагмент покрытия из отдельных частиц.

Из таких волокон может быть изготовлена ткань (ткань из ровницы), нетканый материал, нить, из которой может изготовлен тканый или трикотажный материал и т.п. Аналогичная обработка может быть применена к нити в целом. При этом область применения описанных волокон и/или нитей не ограничивается текстильными материалами: маскировочным материалом могут быть, например, маты, набитые описанными волокнами и/или нитями, пластики с наполнителем в виде описанных волокон и/или нитей и т.п.

Предлагаемый принцип, в частности, для технических решений волокон, как элементов отдельных вариантов реализации предлагаемого материала, может быть применен ко всем волокнам материала, или к отдельным волокнам материала (например, отдельные решения могут быть применены к волокнам, расположенным преимущественно с лицевой, а другие решения - к волокнам, расположенным преимущественно с изнаночной стороны нетканого материала), или к отдельным волокнам нитей, или к волокнам, служащим для изготовления отдельных нитей (например, только нитей основы, или нитей утка, или нитей, преимущественно расположенных с лицевой или изнаночной стороны тканого материала, или армирующих нитей, нитей для прошивки нетканого материала и т.п.), либо ко всем нитям (всем волокнам нитей) материала. Также возможно, например, наличие волокон и/или нитей, имеющих двойное, тройное и более назначений. Конкретные варианты реализации предлагаемого материала определяются различными факторами, среди которых санитарно-гигиенические требования к материалу, требования назначения, эксплуатационные требования (в том числе требования к прочности и износостойкости), ограничения по стоимости, ограничения по весу и т.п.

В общем случае взаимное расположение волокон или нитей с различными техническими решениями может определяться различными требованиями к материалу, в том числе, например, возможностью достижения нарастания волнового сопротивления по толщине материала от лицевой к изнаночной стороне. В частности, подобный эффект может быть достигнут за счет переплетения нитей, или порядка взаимного расположения волокон в нетканом материале.

Пример варианта материала, имеющего переплетение нитей с преобладанием одного типа нитей на внешней стороне материала, а другого типа нитей - на внутренней стороне материала (атласное переплетение), представлен на фиг. 5. С внутренней стороны, показанной на фиг. 5(а), преобладают нити 6, а с внешней стороны, показанной на фиг. 5(б), преобладают нити 7.

Нити 6 могут обладать, например, более выраженной способностью поглощать радиолокационное излучение, но при этом создавать слой с более высоким волновым сопротивлением. Однако, так как переход между слоями нитей в ткани происходит не дискретно (равно как и нет четкой границы между слоем одних нитей, и слоем других нитей, они переплетены и частично проникают друг в друга), волновое сопротивление возрастает плавно, в отличие от использования только внешнего покрытия материала в целом. В целях усиления радиопоглощающего эффекта на материал может быть дополнительно нанесено, например, металлическое и/или неметаллическое покрытие и/или содержащие соответствующие вещества лакокрасочные, полимерные и иные материалы.

Также малоразмерные частицы взаимодействующего с радиолокационным излучением вещества (например, радиопоглощающие малоразмерные частицы) могут быть привнесены в материал и/или его составляющие (например, в нити) с помощью высыхающей или невысыхающей пропитки, механического воздействия (например, вибрации), осаждением из газовой среды, химического или электрохимического восстановления и других способов, при которых малоразмерные частицы соответствующих веществ осаждаются на поверхность, привносятся непосредственно внутрь волокон, заполняют пустоты, например, между волокнами и/или нитями материала, между порами пористого материала и т.п.

Привнесение малоразмерных частиц и/или содержащих малоразмерные частицы веществ в отдельные участки нити и/или материала позволяет получать скопления малоразмерных частиц, привносимых в ограниченные участки материала в виде нанопорошка, содержащихся в растворе, геле, получаемых в результате восстановительной реакции и т.п. Для этого, например, часть материала, не подлежащая заполнению малоразмерными частицами, может быть предварительно обработана, например, другим веществом, заполняющим пустоты материала, либо уплотнена (например, в результате температурного воздействия) до удаления пустот, либо обработана иным способом, в результате которого нить или материал в целом могут быть заполнены малоразмерными частицами только на определенных для этого участках. Привнесение малоразмерных частиц и/или содержащих малоразмерные частицы веществ в материал в целом может служить, например, для повышения радиопоглощающего эффекта при плавном возрастании волнового сопротивления. Полученный таким образом материал или нить может быть в последующем закреплен с одной или более сторон с помощью пропитки, лака, краски, ламинирования и т.п. слоя, или, например, высыхающей фиксирующей пропитки, препятствующих свободному выходу малоразмерных частиц из материала и/или перемещению частиц по материалу при эксплуатации. Количество взаимодействующего с радиолокационным излучением вещества (например, радиопоглощающего) в виде малоразмерных частиц или фрагментов пленки на волокнах и/или нитях при этом определяется плотностью расположения и/или площадью фрагментов покрытия и/или толщиной покрытия, плотностью расположения частиц внутри фрагментов и т.п. Свойства волокон и/или нитей в целом будут зависеть также от химического состава наносимого вещества, характера распределения вещества по волокнам и/или нитям, свойств вещества, из которого изготовлены волокна и/или нити и т.п.

Возрастание волнового сопротивления по толщине материала может быть достигнуто за счет изменения концентрации по толщине материала, например, содержащего малоразмерные частицы пропитывающего вещества, изменения концентрации вещества, вызывающего или способствующего восстановительной реакции, изменения типа вещества по толщине материала и т.д.

На фиг. 6 схематично показан пример варианта получения совокупностей в виде волокон и/или нитей, покрытых малоразмерными элементами в виде отдельных фрагментов радиопоглощающей пленки. Аналогичным образом могут быть получены совокупности в виде фрагментов покрытия (слоя) из отдельных малоразмерных элементов (равномерно распределенных по слою частиц радиопоглощающего вещества) на волокне и/или нити. Фрагментарность покрытия (монолитной пленкой, или слоем из отдельных частиц) в данном примере достигается путем выполнения сплошного покрытия (непрерывного тонкослойного покрытия в виде монолитной пленки, или покрытия из отдельных частиц) перекрывающих друг друга волокон и/или нитей.

На фиг. 6(а) показан вариант взаимного расположения волокон и/или нитей, на которые для получения фрагментарного покрытия с различной плотностью расположения и различной площадью и формой фрагментов покрытия на различных группах волокон и/или нитей, наносится сверху сплошное покрытие, как показано на фиг. 6(б). Волокно или нить, покрытие на котором отсутствует, условно обозначено белым цветом. Покрытие условно обозначено серым цветом. Так как заданное расположение в пространстве изначально разбивает все множество волокон или нитей на три группы, в результате нанесения покрытия получаются три вида волокон или нитей: волокна или нити, располагавшиеся до покрытия в верхнем слое и имеющие покрытие в виде фрагмента, протяженного во всю длину волокна или нити и занимающего верхнюю половину площади поверхности волокна или нити, как показано на фиг. 6(в); волокна или нити, располагавшиеся для покрытия во втором слое, и имеющие покрытие в виде прямоугольных фрагментов, показанные на фиг. 6(г), причем размер фрагментов покрытия на этих волокнах или нитях определяется частотой расположения волокон или нитей в верхнем слое; волокна или нити, располагавшиеся для покрытия в нижнем слое и имеющие покрытие в виде фрагментов различной формы и малой общей площади, показанные на фиг. 6(д) и фиг. 6(е). Так как в рассматриваемом примере взаимное расположение волокон или нитей перед сплошным покрытием упорядочено, то и расположение фрагментов покрытия на волокнах или нитях тоже упорядочено.

На фиг. 7 схематично показан другой пример варианта получения совокупностей на волокнах в виде волокон и/или нитей, покрытых малоразмерными элементами в виде отдельных фрагментов радиопоглощающей пленки и/или в виде наносимых на волокна и/или нити совокупностей (скоплений, локальных групп) частиц радиопоглощающего вещества или веществ таким образом, что в пределах совокупности частиц происходит поглощение как электрической, так и магнитной составляющей радиолокационного излучения. На фиг. 7(а) показан пример исходного расположения волокон и/или нитей, на фиг. 7(б) показан результат нанесения частиц и/или пленки (пленок) радиопоглощающего вещества, на фиг. 7 (в, г, д) показаны получаемые разновидности волокон и/или нитей с различным количеством радиопоглощающего вещества в виде совокупностей (скоплений частиц и/или фрагментов пленки и/или пленок).

В общем случае при изготовлении текстильных полотен с использованием волокон, имеющих фрагментарное покрытие или с использованием нитей на их основе, получаемая поверхность представляет собой статистически неровную поверхность, а по толщине материала образуются локальные неоднородности отражательных свойств, что обеспечивает дополнительное рассеяние радиоволн. При этом сокращение длины волокна, увеличение количества волокон в нити, усложнение переплетения нитей в ткани или волокон в нетканом материале в общем случае снижает требования к правильности формы и равномерности распределения фрагментов покрытия по волокну или нити для получения радиорассеивающего эффекта.

Аналогично может быть достигнуто снижение излучения материала в тепловом диапазоне длин волн.

Например, нанесение на волокна материала сплошного или несплошного слоя создающего полезный эффект вещества предполагает появление частиц создающего полезный эффект вещества (например, частиц в составе сплошного слоя, в составе фрагментов пленки, в виде отдельных частиц и т.п.), по кратчайшему расстоянию разделенных веществом волокна.

С другой стороны, нанесение на волокна материала сплошного или несплошного слоя создающего полезный эффект (снижающего излучение материала в тепловом диапазоне длин волн) вещества предполагает появление частиц создающего полезный эффект вещества, по кратчайшему расстоянию разделенных веществом, заполняющим пространство между волокнами материала.

В случае, если хотя бы одно из веществ (вещество волокон материала и/или вещество, заполняющее пространство между волокнами материала) является прозрачным, будет иметь место наличие прозрачного вещества между по крайней мере двумя частицами вещества, создающего полезный эффект, то есть реализован принцип (конструктивное решение) заявляемого изобретения.

Кроме того, например, в прозрачном веществе может быть дополнительно распределено создающее полезный эффект вещество (например, внутри прозрачных волокон, покрытых снаружи фрагментами пленки из высокоотражающего вещества могут быть распределены частицы вещества, преобразующего поглощенную тепловую энергию в излучение другой длины волны).

Как и в остальных случаях, создающее полезный эффект в тепловом диапазоне длин волн вещество (например, вещество, снижающее излучение материала в целом в тепловом диапазоне длин волн за счет использования закона Кирхгофа, то есть обладающее повышенной отражающей способностью в тепловом диапазоне длин волн) может являться одновременно веществом, снижающим отражение в радиолокационном диапазоне длин волн, а также веществом, окрашивающим в видимом диапазоне длин волн и т.п.

На фиг. 8 схематично показан пример варианта получения обладающего случайной составляющей статистически распределенного фрагментарного покрытия волокон. На фиг. 8(а) показан пример взаимного расположения хаотично ориентированных друг относительно друга штапельных волокон. Для получения фрагментарного покрытия перед нанесением покрытия волокна расположены с перекрытием друг друга, и при нанесении сверху сплошного покрытия, волокна или части волокон, находящиеся сверху, частично перекрывают волокна или части волокон, находящиеся внизу. В результате после выполнения сплошного покрытия при разделении волокон получают волокна с фрагментированным покрытием, показанные на фиг. 8 (б, г, е). При этом общая площадь фрагментов покрытия на волокнах нижних слоев меньше общей площади фрагментов покрытия на волокнах верхних слоев. Результаты послойного снятия волокон после сплошного покрытия показаны на фиг. 8 (в, д, ж). Так как в рассматриваемом примере взаимное расположение волокон или нитей перед сплошным покрытием неупорядочено, то и расположение фрагментов покрытия на волокнах или нитях тоже неупорядочено.

Для получения волокон и/или нитей с большим количеством поглощающего магнитную и/или электрическую составляющую электромагнитного излучения вещества (в виде покрытия из слоя отдельных частиц или непрерывной пленки), чем получается при однократном покрытии, может быть выполнено, например, покрытие волокон два и более раз. При этом на отдельных участках может увеличиваться плотность частиц, или увеличиваться толщина пленки. Также возможно нанесение слоя из отдельных частиц поверх слоя пленки, или наоборот, нанесение пленки из одного вещества поверх пленки из другого вещества и т.п. На фиг. 9(а) показан вариант взаимного расположения штапельных волокон, на которые предварительно было нанесено фрагментарное покрытие как показано на фиг. 8. Для получения двойного фрагментарного покрытия сверху наносят сплошное покрытие, как показано на фиг. 9(б). Участки волокна, имеющие двойное покрытие, обозначены более темным цветом. В результате при разделении волокон получают волокна с фрагментированным покрытием, при этом часть фрагментов представляет собой двойное покрытие. Волокна с фрагментами двойного покрытия, послойно снимаемые с общего массива волокон, показаны на фиг. 9 (в, д, ж, и). Результаты послойного снятия волокон после сплошного покрытия показаны на фиг. 9 (г, е, з, к). Получаемые волокна могут быть использованы, например, для изготовления нитей или нетканых материалов.

Как видно из фиг. 8 и фиг. 9, волокно с фрагментарным покрытием имеет участки, на которых покрытие отсутствует. При окрашивании волокна (обеспечивающем скрывающие свойства материала в ультрафиолетовом, видимом и ближнем ИК диапазонах длин волн), поверхностном или в массе, эти участки будут видны и окрашены красителями, обычными для применяемых волокон а, таким образом, может быть окрашена нить из волокон с фрагментарным покрытием, а также может быть окрашено текстильное полотно из таких волокон или нитей. Кроме того, нить может содержать как волокно с покрытием, в том числе фрагментарным, так и волокно без покрытия. В этом случае способность окрашиваться возрастает с увеличением количества волокон без покрытия.

Пример варианта расположения фрагментов покрытия при получении нити из волокна с фрагментарным однослойным покрытием (непрерывным тонким слоем, или слоем из отдельных малоразмерных частиц) схематично показано на фиг. 10(а), а пример варианта расположения фрагментов двойного покрытия на фиг. 10(б). Белым цветом показаны участки нити, покрытие на которых отсутствует. Участки нити, покрытые в один слой, условно обозначены серым цветом, двойное покрытие обозначено более темным цветом.

Материал в целом может содержать как нити (волокна) с покрытием, так и нити (волокна) без покрытия. В этом случае способность материала к окрашиванию будет зависеть в первую очередь от количества и свойств нитей без покрытия на внешней стороне материала. Также помимо внешнего покрытия возможно привнесение малоразмерных частиц в объем волокон, комбинирование внутреннего и внешнего расположения малоразмерных частиц и т.п.

Так как в общем случае нанесение фрагментарного покрытия перед окрашиванием нити может приводить к цвету, более приближенному к цвету наносимого покрытия, для окрашивания нитей с предварительно нанесенным фрагментарным покрытием, могут быть использованы корректированные цвета. В общем случае коррекция может заключаться в увеличении (для цветов, светлее цвета покрытия) или уменьшении (для цветов темнее цвета покрытия) яркости по сравнению с окрашиванием нити без покрытия, а также в усилении насыщенности цвета и/или субстрактивном исключении хроматической составляющей цвета покрытия и т.п.

В целях экспериментальной проверки заявляемого материала в радиолокационном диапазоне длин волн были изготовлены шесть образцов, три из которых представляли собой модели вариантов предлагаемого материала, а три являлись контрольными образцами.

Эксперимент №1.

Образец №1. Представлял собой модель нетканого материала в виде слоя штапельных арамидных волокон. Арамидные волокна были нанесены на клейкую бумажную основу для фиксации, и затем покрыты нанопленкой никеля путем вакуумного напыления.

Образец №2. Представлял собой модель варианта предлагаемого материала в виде слоя штапельных арамидных волокон, покрытых нанопленкой никеля, а затем перемешанных и вновь сформированных в виде слоя. После нанесения частиц никеля и перемешивания, вновь сформированный слой волокон располагался на клейкой бумажной основе для фиксации.

Общее количество никеля, нанесенного на волокна образца №2 контролировалось по весу волокон до и после нанесения никеля, и равнялось общему количеству никеля, нанесенного на волокна образца №1. Количество, материал, размеры волокон, а также клейкая основа образца №1 были идентичны соответствующим параметрам образца №2.

Сравнительные испытания показали повышение эффективности образца №2 по сравнению с образцом №1 по снижению амплитуды отраженного электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн на 15-20%.

Эксперимент №2.

Образец №3. Представлял собой модель нетканого материала с разделением совокупностей веществ, поглощающих магнитную составляющую (в виде частиц никеля, нанесенных на арамидные волокна) и поглощающих электрическую составляющую электромагнитного излучения (в виде углеродных волокон). Образец представлял собой смесь штапельных углеродных и арамидных волокон в соотношении 1:1. Арамидные волокна предварительно были покрыты разреженным слоем частиц никеля путем вакуумного напыления.

Образец №4. Представлял собой модель варианта предлагаемого материала в виде смеси штапельных углеродных и арамидных волокон в соотношении 1:1. Углеродные волокна предварительно были покрыты разреженным слоем частиц никеля путем вакуумного напыления, затем перемешаны и вновь сформированы в виде слоя в смеси с арамидными волокнами.

Для удобства работы с образцами при испытаниях после формирования слоев и нанесения всех покрытий, волокна обоих образцов были зафиксированы с помощью эпоксидной смолы.

Общее количество никеля, нанесенного на волокна образца №4 контролировалось по весу волокон до и после нанесения никеля, и равнялось общему количеству никеля, нанесенного на волокна образца №3. Количество, материал, размеры волокон, а также использованная эпоксидная смола образца №4 были идентичны соответствующим параметрам образца №3.

Сравнительные испытания показали повышение эффективности образца №4 по сравнению с образцом №3 по снижению амплитуды отраженного электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн на 10-15%.

Эксперимент №3.

С целью экспериментальной проверки эффективности заявляемого материала в тепловом диапазоне длин был изготовлен опытный образец, представляющий собой модель варианта предлагаемого материала и контрольный образец, представляющий собой модель традиционного материала, использующего закон Кирхгофа для скрытия (снижения излучения от материала) в тепловом диапазоне длин волн. Для исключения влияния качества отражающих свойств поверхности, была произведена имитация загрязнения поверхности материала с помощью плотной бумаги (ватмана), располагаемой с внешней и внутренней стороны каждого образца.

Образец №5.

Представлял собой 8 слоев лавсановой пленки и слой алюминиевой фольги толщиной 15 мкм, закрытые с обеих сторон листами плотной бумаги (ватмана).

Образец №6.

Представлял собой 8 слоев лавсановой пленки с алюминиевым напылением толщиной 125 нм каждая. Схематично фрагмент сечения образца №6 показан на фиг. 2(в).

Пленки в образцах №5 и №6 являлись двумя половинами одного листа, одна половина которого была отделена и на нее нанесено напыление алюминия толщиной 125 нм. Плотная бумага (ватман) в образцах №5 и №6 была идентичной. Площадь образцов была идентичной.

Образцы были закреплены на единой (общей) рамке, и подверглись одновременному тепловому облучению (60°C) в одинаковых условиях. После двух часов нагрева было установлено, что радиационная температура образца №6 ниже радиационной температуры образца №5 на 1,5…2 градуса, несмотря на большее количество (толщину) алюминия в образце №5.

Таким образом, заявляемый материал обладает большей эффективностью по сравнению с традиционными конструктивными решениями.

1. Маскировочный материал, содержащий одно или более снижающих отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн веществ, имеющий по крайней мере один слой, отличающийся тем, что одно или более снижающих отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн веществ конструктивно выполнены в виде малоразмерных частиц, объединенных в более крупные совокупности (скопления), при этом в составе таких совокупностей имеется как вещество, поглощающее магнитную составляющую радиолокационного излучения, так и вещество, поглощающее электрическую составляющую радиолокационного излучения, либо в виде фрагментов, на которые разбиты крупные совокупности (монолитные области материала), а величина, характеризующая способность отражать электромагнитное излучение в радиолокационном диапазоне длин волн, преимущественно возрастает от одной поверхности материала к противоположной поверхности материала, в том числе, но не исключительно, с полным или частичным распределением снижающего отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн вещества по толщине (объему) материала; при этом в том числе, но не исключительно, материал также может содержать одно или более снижающих излучение материала в тепловом диапазоне длин волн веществ, и/или веществ, окрашивающих в оптическом диапазоне длин волн, и/или веществ, обладающих иными маскирующими и/или защитными свойствами, в том числе, но не исключительно, одновременно являющихся снижающими отражение электромагнитного излучения в радиолокационном диапазоне длин волн веществами.

2. Маскировочный материал, имеющий по крайней мере один слой, отличающийся тем, что содержит одно или более веществ, снижающих излучение в тепловом диапазоне длин волн от материала в целом, в том числе, но не исключительно, в материале, обладающем одновременно радиопоглощающими, и/или радиорассеивающими, и/или радиопрозрачными, и/или окрашивающими в оптическом диапазоне длин волн, и/или иными маскирующими свойствами, в том числе, но не исключительно, распределенных по материалу в виде совокупностей (скоплений, монолитных областей, фрагментов), при этом по крайней мере одно из веществ материала, находящихся между частицами и/или совокупностями вещества, или веществ, снижающих излучение материала в тепловом диапазоне длин волн, обладает высокой прозрачностью по крайней мере в одном, преимущественно, но не исключительно, тепловом диапазоне длин волн, в том числе, но не исключительно, одновременно обладая в материале радиопоглощающими, и/или радиорассеивающими, и/или радиопрозрачными, и/или окрашивающими в оптическом диапазоне длин волн, и/или иными маскирующими свойствами.