¿Existe un método portátil para evitar que se emita toda la radiación IR?

Algunos amigos y yo discutimos recientemente "Qué genial sería ser invisible", desde un punto de vista militar, dije que el camuflaje, cuando se hace correctamente, funciona sorprendentemente bien, por lo que la invisibilidad era innecesaria. Ellos respondieron con el argumento de que una cámara infrarroja podría verte fácilmente. Además de varios abrigos calientes, ¿existen formas no restrictivas de evitar que su persona emita radiación IR?

Respuestas (2)

La forma habitual de lograr pérdidas radiativas mínimas (y, por lo tanto, una firma térmica baja) es utilizando MLI: aislamiento multicapa. El uso de varias capas de reflectores crea una "serie térmica": cada capa obtiene una temperatura más cercana a la temperatura de radiación del entorno y le permite lograr una baja emisión térmica. Esto es muy importante en los sistemas criogénicos donde una pequeña cantidad de transferencia de calor por radiación puede ser devastadora (es realmente difícil bombear incluso un vatio de energía desde casi el cero absoluto hasta la temperatura ambiente).

Una buena descripción se puede encontrar aquí . Un ejemplo muy simple (de una sola capa) es la manta de emergencia radiativa, generalmente una hoja delgada de plástico metalizado que ayuda a reducir las pérdidas de calor en casos de exposición. Estos a veces se conocen como " mantas espaciales ".

Tenga en cuenta que el objetivo final de dicho aislamiento es que la capa más externa esté a la misma temperatura que el ambiente. Esto significa que la velocidad a la que se calienta (por lo que sea que esté dentro) debe ser relativamente baja en comparación con la velocidad a la que pierde calor (por radiación o por convección). Esto abre otra vía: hacer la "manta" más grande.

Para el caso simple de una pequeña fuente de calor con una potencia térmica de W , puedes ver que la temperatura de un cuerpo negro de radio R dependerá del tamaño del caparazón. El calor que debe disiparse es constante, pero a medida que aumenta el área, la temperatura necesaria para la disipación térmica disminuye. Si asume pérdidas radiativas solamente, la expresión se convierte en

W = σ T 4 4 π R 2 T = W 4 σ π R 2 4

Más importante aún, si asume que habrá pérdidas de calor por convección, entonces el área aumentada nuevamente juega un papel, pero ahora T escalará con 1 / R 2 y por lo tanto bajar sustancialmente más rápido.

Tenga en cuenta que el aislamiento multicapa no solo tiene que ser reflector-vacío-reflector; podría ser igualmente reflector-aislante-reflector, y para fines de camuflaje, es posible que desee que la capa más externa sea similar al fondo (en lugar de un reflector que presumiblemente se destacaría a la luz del día o bajo una iluminación puntual). Aquí se proporciona un video que muestra el efecto de algunos enfoques de aislamiento/invisibilidad térmica , con una sugerencia para Dirk Bruere, quien me hizo consciente de ello.

En otras palabras, use un sombrero de hojalata realmente elegante.
@DanielSank: sí, algo así; sino un sombrero de hojalata de cuerpo entero.
Sí. Como un traje de metal... de armadura... Esos caballeros de mediana edad estaban en algo.
Detendré vuestras espadas, vuestras lanzas, vuestras flechas - ¡y vuestras cámaras IR! ¿Quien sabe?
Esta es una prueba del viaje en el tiempo.
Suena timey-wimey-wibbley-wobbley.
Agregaría a esto: haga que la superficie que mira hacia el exterior sea lo más brillante posible, ya que una alta reflectividad significa una baja emisividad. Por supuesto, esto puede arruinar su capacidad de ocultarse en la banda de longitud de onda visible, lo que conduce a un material con una absorción del 100 % en el visible y del 0 % en el IR :-)
@CarlWitthoft Sospecho que si usa MLI, la emisividad del revestimiento exterior importará menos que su temperatura y, en general, desea que su reflectividad coincida con la de su entorno para la invisibilidad, especialmente si su enemigo usa una luz de búsqueda (en lugar de luz ambiental) para encontrarte.

Por supuesto que hay una limitación. Si evita que todo el calor escape de su cuerpo, su cuerpo se calentará hasta que alcance el equilibrio térmico completo con su entorno cerrado. Eso se llama muerte por calor en física porque literalmente significa que morirás.

Tal vez podría dirigir el calor a algún tipo de depósito térmico dentro del traje, como un tanque de algún fluido con una gran capacidad de calor; por supuesto, no podría hacer esto indefinidamente, pero cualquier "misión" requería que se escondiera de IR presumiblemente, las cámaras tampoco continuarían indefinidamente.
Con la muerte se puede retrasar lo inevitable, no se puede prevenir. La muerte, después de todo, es termodinámica aplicada.
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