Simulation ist nicht nur in der Infrarottechnik sondern ganz allgemein eine wirkungsvolle Möglichkeit, bei Untersuchungen
- Zeit zu sparen
- Kosten zu sparen
- real nicht verfügbare Objekte in eine Analyse einzubeziehen
So kann man zum Beispiel Reichweitenanalysen für Ziele und Flugkörper durchführen, die noch gar nicht existieren und aus den Ergebnissen Rückschlüsse für den Bau ziehen.
Man kann Schiffe in Sekundenschnelle von den Tropen in die Arktis bringen, um die Unterschiede in der Signatur zu studieren. (Wir erinnern uns: Die Signatur hängt von der Umwelt ab!)
Ein sehr elegantes Hilfsmittel also!
Für den hier betrachteten Themenkreis ist die Simulation der IR-Signatur der wesentliche Anwendungsfall. Aus den vorangegangenen Kapiteln ist hervorgegangen, dass dies ein recht komplexes Thema ist, deshalb gibt es eine wesentliche Einschränkung, die für alle derzeit verfügbaren IR-Signatur-Simulationen gilt: Man berechnet nur die Situation des thermischen Gleichgewichts.
Wenn die Signatur eines Schiffes simuliert wird, ist die Ausgabegröße sinnvollerweise neben Zahlenwerten für (Differenz-) Strahlstärken ein Bild.
Eine einfache Simulation sehen wir auf folgendem Bild:
Was braucht es alles, um ein solches Bild, aus dem sich natürlich auch zahlenmäßige Strahlungswerte extrahieren lassen, zu erzeugen?
- Schiffsmodell, bestehend aus
- Geometrie (in Dreiecksflächen)
- Wärmequellen-/Wärmeflussmodell
- spektrale Oberflächeneigenschaften (jeder Facette!)
- Abgasmodell (vgl. Gasstrahlung!)
- Form der Abgaswolke (→ Strömungsmodell)
- Zusammensetzung, Menge, Temperatur
- Umweltmodell, bestehend aus
- Atmosphäre (vgl. Transmission!)
- Sonne
- Bewölkung
- Seeoberfläche
- Wind (→ Strömungsmodell)
- Sensormodell (vgl. Suchköpfe!)
- Gegenmaßnahmen (vgl. Täuschkörper!)
- Wechselwirkungsmodell zwischen all diesen Teilmodellen
Man sieht daraus, dass die Simulation, auch wenn sie die oben beschriebenen Vorteile bietet, doch einen gewissen Aufwand erfordert.
Maßgeblich ist der Aufwand für diejenigen Modelle, die für eine bestimmte Simulation neu erstellt werden müssen, also alle oben genannten Komponenten des Schiffsmodells und ggf. auch das Sensormodell.
Obwohl heute fast jedes Schiff mit Hilfe von CAD (Computer Aided Design) konstruiert wird, obwohl also Geometriedaten in digitaler Form oft schon vorliegen, müssen sie doch in der Regel an die Bedürfnisse der Simulation angepasst werden. So ist zum Beispiel ein vernünftig gewählter Detaillierungsgrad wichtig, um die Rechenzeit bei der Simulation in Grenzen zu halten; es müssen aber auch geometrische Zuordnungen getroffen werden, die in einer normalen CAD-Datei nicht enthalten sind. Hinzu kommen häufig Schnittstellenprobleme der verschiedenen Rechnerwelten PC, Unix, etc.
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