البصمة الحرارية المميزة لعناصر وأجزاء دبابة المعركة الرئيسة والعربات الأخرى .

مدخل لفهم آلية كشف ورصد الأهداف المدرعة بأنظمة التصوير الحراري 

البصمة الحرارية المميزة لعناصر وأجزاء دبابة المعركة الرئيسة والعربات الأخرى

الطيف الكهرومغناطيسي electromagnetic spectrum يحتوي أشكال مختلفة من الطاقة بما في ذلك ذلك أطياف الإرسال الراديوي والتلفزيوني ، الأشعة السينية ، والضوء المرئي الذي تستطيع العين البشرية رؤيته ، الأشعة فوق البنفسجية ، الأشعة السينية وأشعة غاما . الضوء المرئي يشكل جزء صغير جداً من الطيف الكهرومغناطيسي العام (400-700 نانومتر) . كل نوع من أنواع الطاقة مخصص له مكان في الطيف وذلك طبقا لتردده frequency من الأدنى إلى الأعلى . وبينما التردد يتغير ، الخصائص هي الأخرى تتغير . لذا أنواع الطاقة تحزم إلى مجموعة من الترددات أو النطاقات ، التي لها خصائص متماثلة .. الإشعاع أو الموجات تحت الحمراء Infrared waves هي شكل من أشكال الطاقة التي تنتقل على هيئة كهرومغناطيسية نتيجة الحرارة والتسخين . إذ تنتج الحرارة موجات تحت الحمراء ، والموجات تحت الحمراء بدورها تولد الحرارة ، ويمكن ملاحظة هذا الأمر مع مصابيح التسخين في مطاعم الوجبات السريعة والتي تكون مباشرة فوق وجبة الطعام وتبقيه دافئاً على الرغم من أن الحرارة ترتفع للأعلى . السبب في ذلك أن المصابيح تشع موجات تحت الحمراء للأسفل باتجاه الطعام ، وعندما تضرب الأشعة تحت الحمراء هذا الطعام فإنها تبقيه ساخناً ، مع ملاحظة أن هذا الإشعاع يمكن أن يبعث في أي اتجاه .

إن كل شيء على وجه الأرض يبعث أشعة تحت الحمراء في النطاق تحت الأحمر infrared band ، والأجسام الأكثر سخونة تبعث أشعة تحت الحمراء أكثر والعكس صحيح بالنسبة للأجسام الأبرد . بعض الأجسام تصنف كمصادر تحت حمراء ، مما يعني قدرتهم على البقاء في وضع التسخين لوحدهم وذلك باستخدام شكل آخر من أشكال الطاقة ، كما هو الحال مع عمليات الاحتراق combustion أو الاحتكاك friction لتوليد الطاقة الحرارية . بالنسبة للاحتراق فإن ذلك يعني وجود حرارة مولدة من قبل عملية اشتعال بسرعة بطيئة (مثل محركات العربات التي تولد الحرارة نتيجة عملية الاحتراق الداخلي) ، أو اشتعال بسرعة عالية (كما هو الحال مع الانفجار المسيطر عليه) . أما الاحتكاك فإنه ينتج الحرارة عن طريق دعك وحك الأجسام مع بعضها البعض . على سبيل المثال ، عندما تدعك يديك سوية rubbing بسرعة عالية نسبياً ، فإن ذلك سيتسبب في تسخين اليدين ورفع حرارتهما ، الأمر الذي يجعلهم يصدرون المزيد من الإشعاع تحت الأحمر . إن نفس ردة الفعل سوف تحدث عندما تتنقل العربات والمركبات الأرضية على إطاراتها أو جنازيرها . فأنظمة التسيير والتعليق suspension تنتج عملية احتكاك تجاه بعضها البعض أو اتجاه الأرض التي يتحركون عليها ، مما يتسبب في تسخين هذه الأنظمة وبالتالي إصدار إشعاع تحت الأحمر بمقادير معينة .

جميع الأجسام من حولنا تمتلك الخصائص المميزة للإشعاع تحت الأحمر ، كما في مظاهر الانعكاس reflection (إذا الطاقة تحت الحمراء منعكسة كما في المرآة) ، والامتصاص absorption (إذا الطاقة تحت الحمراء ممتصة ومستحوذ عليها كما في الاحتكاك) ، والانبعاث emission (إذا الطاقة تحت الحمراء تجيء من مصدر تحت أحمر كما في الاحتراق) . في الحقيقة جميع الأجسام المحيطة بنا تعكس وتمتص الطاقة تحت الحمراء بنسب متغيرة ومتفاوتة . فالجسم الذي يعكس الإشعاع تحت الأحمر بشكل جيد هو ذلك الجسم الذي لا يمتصه كما يجب . مثال على ذلك عالم النباتات الذي يضم الأشجار والأزهار والأعشاب وغيرها ، حيث تعكس هذه الكائنات الحية الأشعة تحت الحمراء بشكل جيد . هذا الانعكاس يجعل النباتات تسخن فوراً heat up عندما تكون أشعة الشمس مسلطة عليها ، وتبرد فوراً cool off عندما تحجب أشعة الشمس عنها . الامتصاص في المقابل هو نقيض الانعكاس . فالأجسام التي تمتص الإشعاع تحت الأحمر بشكل جيد هي ذاتها التي لا تعكسه كما يجب . أجسام مثل هياكل العربات المدرعة والدبابات وحتى الصخور التي تتحرك عليها هذه المركبات ، تمتص الأشعة تحت الحمراء بشكل جيد . وعندما تشرق الشمس ، الامتصاص يجعل هذه الأجسام تبقى باردة أو "فاترة" cool لوقت أطول من الزمن عندما الأجسام الأخرى في المحيط تكون أكثر دافئاً . وعندما تغيب الشمس ، هذه الأجسام تبقى ساخنة لوقت أطول من الأجسام الأخرى في موضع الهدف (تماماً مثل شريط الإضاءة illumination tape الذي يمتص الضوء لفترة من الزمن قبل أن هو يتوهج ويضيء) . 

عملية تسخين بعض الأجسام مع شروق الشمس تكون أسرع من أجسام أخرى في ذات المنطقة وذلك لامتلاك هؤلاء ميزات أو خصائص تحت حمراء مختلفة . إن الخصائص تحت الحمراء لأي جسم محددة بإجمالي الملكيات الطبيعية التي يمتلكها physical-properties mass ، مثل اللون ، الكثافة ، النهاية السطحية ، الكتلة . هذه الملكيات تدمج لتحسين قدرة الجسم على عكس أو امتصاص الإشعاع تحت الأحمر المتصل  بهم . الأجسام الملونة الخفيفة ، مثل العربات المدرعة بتمويه الصحراء desert camouflage ، تعكس الإشعاع تحت الأحمر أكثر مما تمتصه ، كما أنها تسخن ببطء تحت أشعة الشمس . بالنسبة لجزئية اللون Color ، يمكن القول أن الأجسام ذات الألوان المظلمة أو المعتمة ، مثل العربات بتمويه الغابة woodland camouflage ، تمتص الإشعاع تحت الأحمر أكثر مما تعكس ، كما أنها تسخن بسرعة في الشمس . أما بالنسبة لكثافة الأجسام objects density فهذه تؤثر على كم الإشعاع تحت الأحمر الذي يمتصونه ، وبالتالي يعيدون بعثه وإطلاقه . فعندما تتعرض أجسام معينة مثل الأشجار والأعشاب لضوء الشمس ، فإن ملمسها لا يصبح ساخناً جدا وذلك لأنهم ببساطة لا يمتصون الإشعاع تحت الأحمر بالقدر الكافي ، وبالنتيجة ، هم لا يبعثون أو يصدرون الإشعاع تحت الأحمر بشكل جيد . هذا الأمر راجع في أحد أسبابه لكثافتهم وثقلهم المحدود نسبياً . في المقابل ، عندما أجسام مثل العربات المدرعة والدبابات تتعرضان لضوء الشمس ، فإنهم يصبحون على درجة عالية من التسخين عند لمسهم باليد ، وذلك لأنهم يمتصون ويبعثون الإشعاع تحت الأحمر بقدر جيد ، لأن هذه الأجسام كثيفة أو أثقل من الأشجار والأعشاب .

بالنسبة للنهاية السطحية Surface finish (تعرف أيضاً باسم البنية السطحية surface texture) فهذا التعبير يشير لهيئة وطبيعة سطح الجسم من حيث الطلاء والتموج والخشونة . على سبيل وعند تطبيق مفهوم النهاية السطحية على نسختي العربة "همفي" Humvee في نمطها العسكري والنسخة المدنية منها والمدعوة "همر" Hummer فإننا نجد أن كلا العربتين يصبح ساخناً عند التعرض لضوء الشمس ، لكن عربة الهمر لا تسخن بشكل سريع كما هو الحال مع الهمفي . إن السبب الرئيس لهذا الاختلاف يعود إلى تفاصيل النهاية السطحية لكلا العربتين . فعربة الهمر لها سطح مصقول ومشمع smooth/waxed surface ، الذي يميل إلى عكس شعاع الشمس على نحو جيد ، بينما عربة الهمفي في المقابل لديها سطح خشن rough surface نتيجة الطلاء المقاوم للعوامل الكيميائية CARC الذي يميل إلى امتصاص أشعة الشمس بشكل جيد .. أما بالنسبة لتأثير عامل الكتلة Mass ، فإنه يمكن القول أنه كلما زادت الكتلة التي يمتلكها الجسم ما كلما زاد مقدار الإشعاع تحت الأحمر الذي هو يمكن أن يمتص من قبله . ووفق نفس المبدأ ، هو الجسم الذي يستغرق زمناً أطول للتسخين heat up ، والجسم الذي يستغرق زمناً أطول في بعثه وإصداره الإشعاع تحت الأحمر emit infrared ، وأخيراً الجسم الذي يستغرق زمناً أطول للتبريد والتخفيف cool off . على سبيل المثال ، عند تعريض بندقية من نوع M16 ودبابة معركة رئيسة MBT إلى أشعة الشمس ، فإننا نجد أن صفائح الدرع على دبابة المعركة سوف تستغرق زمن أطول للتسخين من سبطانة البندقية M16 وذلك نتيجة امتلاكهم كتلة أكبر . بالنتيجة ، صفائح الدرع armor plates سوف تمتص مقدار أكبر من الإشعاع تحت الأحمر ، وهم أيضاً يستغرقون زمن أطول للتسخين إلى نفس درجة حرارة سبطانة البندقية M16 . وعندما تزداد سخونتهم وتتعاظم ، تبعث صفائح الدرع إشعاع تحت أحمر لوقت أطول بكثير من سبطانة البندقية M16 وهم أيضاً يأخذون زمن أطول للتبريد .