Активдүү камуфляж системасы менен корголуучу келечектеги согуштук машинанын көркөм көрсөтмөсү
Учурда жөө аскерлерди чалгындоо жана инфильтрация операциялары эки негизги элементтин жардамы менен жоокерди маскировкалоого арналган кадимки камуфляж менен аткарылат: түс жана үлгү (камуфляж үлгүсү). Бирок, оптималдуу түсү жана үлгүсү тынымсыз, ал тургай, ар бир мүнөт сайын өзгөрүп турган шаардык чөйрөдө аскердик операциялар кеңири жайылууда. Мисалы, жашыл форма кийген жоокер ак дубалга так көрүнөт. Активдүү камуфляж системасы аскерлерди учурдагы чөйрөсүндө жашырып, түсүн жана үлгүсүн дайыма жаңырта алат
Табият миллиондогон жылдар бою активдүү адаптивдүү камуфляж "системаларын" колдонуп келген. Бул сүрөттө хамелеонду көрө аласызбы?
MBT мисалын колдонуу менен активдүү адаптивдүү камуфляждын иштөө принцибинин жөнөкөйлөштүрүлгөн көрсөтмөсү
Бул макалада учурдагы жана болжолдонгон активдүү (адаптивдүү) камуфляж системалары жөнүндө жалпы маалымат берилген. Бул системалар үчүн көптөгөн тиркемелер бар же иштеп жаткан учурда, изилдөө фокустук операцияларда колдонула турган системаларга багытталган. Мындан тышкары, бул изилдөөлөрдүн максаты - активдүү камуфляж системаларынын учурдагы колдонулушун баалоо жана келечекти долбоорлоого жардам берүү үчүн колдонулган маалыматты берүү.
Аныктамалар жана негизги түшүнүктөр
Көрүнүп турган спектрдеги активдүү камуфляж кадимки камуфляждан эки жактан айырмаланат. Биринчиден, ал беткапчан жаткан нерсенин сырткы көрүнүшүн айлана -чөйрөгө окшоштурбаган көрүнүш менен алмаштырат (салттуу маскировка сыяктуу), бирок маскаланган нерсенин артында эмне турганын так чагылдырат.
Экинчиден, активдүү камуфляж муну реалдуу убакытта жасайт. Идеалында, активдүү камуфляж жакынкы объекттерди гана эмес, алыста жүргөндөрдү да, балким, горизонтко чейин, кемчиликсиз визуалдык камуфляжды түзө алмак. Визуалдык активдүү камуфляж адамдын көзүнүн жана оптикалык сенсорлордун буталардын бар экендигин таануу жөндөмүн өчүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн.
Көркөм адабиятта активдүү камуфляж системаларынын көптөгөн мисалдары бар жана иштеп чыгуучулар көбүнчө фантастикадан кээ бир терминдерге жана аталыштарга негизделген технологияга ат тандашат. Алар жалпысынан толук активдүү камуфляжга (б.а. толук көрүнбөөчүлүккө) жана жарым-жартылай активдүү камуфляжга, атайын операциялар үчүн активдүү камуфляжга же учурдагы реалдуу дүйнөлүк технологиялык жетишкендиктерге кайрылышпайт. Бирок, толук көрүнбөө, албетте, чалгындоо жана инфильтрация операциялары сыяктуу жөө аскерлердин операциялары үчүн пайдалуу болот.
Камуфляж визуалдык спектрде гана эмес, акустикада (мисалы, сонар), электромагниттик спектрде (мисалы, радарда), жылуулук талаасында (мисалы, инфракызыл нурлануу) жана нерсенин формасын өзгөртүү үчүн колдонулат. Камуфляж технологиялары, анын ичинде кээ бир активдүү камуфляждар, бул түрлөрдүн бардыгы үчүн, өзгөчө транспорт каражаттары үчүн (кургактык, деңиз жана аба) белгилүү бир деңгээлде иштелип чыккан. Бул иш биринчи кезекте аттан түшүрүлгөн жөө аскердин визуалдык камуфляжына тиешелүү болсо да, башка тармактардагы чечимдерди кыскача айтуу пайдалуу, анткени кээ бир технологиялык идеяларды көрүнгөн спектрге жеткирүүгө болот.
Визуалдык камуфляж. Визуалдык камуфляж форма, бет, жалтырак, силуэт, көлөкө, абал жана кыймылдан турат. Активдүү камуфляж системасы бул аспектилердин бардыгын камтышы мүмкүн. Бул макала визуалдык активдүү камуфляжга багытталган, андыктан бул системалар кийинки бөлүмдөрдө деталдуу чагылдырылган.
Акустикалык камуфляж (мис. Сонар). 1940-жылдардан бери көптөгөн өлкөлөр суу астындагы кемелердин үндөрдүн чагылышын азайтуу үчүн үн жутуучу беттер менен тажрыйба жүргүзүшкөн. Мылтыкты тыгуу технологиялары - акустикалык камуфляждын бир түрү. Мындан тышкары, активдүү ызы -чууну жок кылуу - бул акустикалык камуфляжга айланып кетиши мүмкүн болгон жаңы тенденция. Учурда активдүү ызы -чууну жок кылуучу гарнитура керектөөчүгө жеткиликтүү. Жакынкы талаадагы активдүү ызы-чууну басаңдатуучу системалар иштелип чыгууда, алар акустикалык жакын талаага жайгаштырылган, биринчи кезекте винттердин тоналдык үнүн активдүү түрдө азайтуу үчүн. Бул жөө аскерлердин аракеттерин маскировкалоо үчүн алыскы акустикалык талаалар үчүн келечектүү системалар иштелип чыгышы мүмкүн деп болжолдонууда.
Электромагниттик камуфляж (радар сыяктуу). Радардык камуфляж торлору атайын жабууларды жана микрофибр технологиясын айкалыштырып, 12 дБдан ашыгыраак тилкелүү радарды өчүрүүнү камсыз кылат. Кошумча термикалык жабууларды колдонуу инфракызыл коргоону кеңейтет.
Saab Barracudaдан келген BMS-ULCAS (Multispectral Ultra Lightweight Camouflage Screen) негизги материалга тиркелген атайын материалды колдонот. Материал кең тилкелүү радарды аныктоону азайтат, ошондой эле көрүнүүчү жана инфракызыл жыштык диапазондорун тарытат. Ар бир экран коргогон жабдуулар үчүн атайын иштелип чыккан.
Камуфляж формасы. Келечекте активдүү камуфляж космостун формасына ылайыкташтыруу үчүн жабыла турган нерсени аныктай алат. Бул технология SAD (Shape Approximation Device) деп аталат жана форманы аныктоо мүмкүнчүлүгүн төмөндөтүү мүмкүнчүлүгүнө ээ. Бирдиктүү камуфляждын эң таасирдүү мисалдарынын бири - осьминог, ал түсүн өзгөртүү менен эле эмес, терисинин формасын жана текстурасын өзгөртүү менен да айлана -чөйрөгө аралашып кете алат.
Жылуулук камуфляж (мисалы, инфракызыл). Жылаңач теринин жылуулук колтамгасын начарлатуучу материал иштелип чыгууда, эмиссиясы жана диффузиясы аз пигментти түзүү үчүн байланыштыргычка салынган, орточо диаметри 45 микрон болгон күмүштөй көңдөй керамикалык шарларды (сеносфераларды) колдонуп, жылуулук чыгарууну таркатуу аркылуу. Микробдор күзгүдөй иштешет, курчап турган мейкиндикти жана бири -бирин чагылдырып, теринин жылуулук нурун таркатышат.
Multispectral камуфляж. Кээ бир камуфляж системалары көп спектрлүү, башкача айтканда, алар бир нече камуфляж түрүндө иштейт. Мисалы, Saab Barracuda аткылоо жана кайра жайгаштыруу учурунда артиллериялык бөлүктөрдү коргогон High Mobility on-Board System (HMBS) мульти спектралдуу камуфляж продуктуну иштеп чыкты. Кол тамгаларды 90% га чейин кыскартуу мүмкүн, ал эми жылуулук нурлануусун басуу кыймылдаткычтардын жана генераторлордун тез ишке кириши үчүн иштебей калышына мүмкүндүк берет. Кээ бир тутумдарда эки тараптуу каптоо бар, бул аскерлерге ар кандай рельефте колдонуу үчүн эки тараптуу камуфляж кийүүгө мүмкүндүк берет.
2006 -жылдын аягында BAE Systems "камуфляж технологиясында секирик" деп жарыяланган нерсени жарыялады, анын борборунда өнүккөн технологиянын жаңы формасын ойлоп тапты … Бир баскычты басуу менен объекттер дээрлик көрүнбөй, аралашып кетет. алардын фонунда ". BAE Systemsтин айтымында, өнүгүү "компанияга стелс технологиясында он жылдык лидерликти берди жана" стелс "инженерия дүйнөсүн кайра аныктай алат". Жаңы түшүнүктөр жаңы материалдардын негизинде ишке ашырылды, бул алардын түстөрүн гана өзгөртпөстөн, инфракызыл, микротолкундуу жана радардык профилин жылдырууга жана объектилерди фону менен бириктирүүгө мүмкүндүк берет, бул аларды дээрлик көрүнбөйт. Бул технология боек же жабышчаак катмар сыяктуу кошумча материалды колдонууга эмес, түзүмдүн өзүнө курулган. Бул иш буга чейин 9 патентти каттоого алып келген жана дагы деле кол тамгаларды башкаруу проблемаларына уникалдуу чечимдерди бере алат.
RPT технологиясына негизделген активдүү камуфляж системасы чагылтуучу жамгырга проекциясы менен
Кийинки чек: трансформациялык оптика
Бул макалада сүрөттөлгөн жана сценанын проектисине негизделген активдүү / адаптивдүү камуфляж системалары илимий фантастикага абдан окшош (жана чынында бул "Жырткыч" тасмасынын негизи болгон), бирок алар изилденген эң алдыңкы технологиянын бөлүгү эмес. издөө "көрүнбөгөндүктөн кепин". Чынында эле, башка чечимдер мурунтан эле көрсөтүлгөн, бул активдүү камуфляжга салыштырмалуу алда канча натыйжалуу жана практикалык болот. Алар трансформация оптикасы деп аталган көрүнүшкө негизделген. Башкача айтканда, кээ бир толкун узундуктары, анын ичинде көрүнгөн жарык, "ийилип", ташты орогон суу сыяктуу бир нерсенин айланасында агып кетиши мүмкүн. Натыйжада, объекттин артындагы нерселер боштуктан жарык өткөндөй көрүнүп калат, ал эми объект өзү көрүнбөй калат. Теория боюнча, трансформация оптикасы объекттерди маска кылып гана койбостон, аларды жок жерде көрүнүктүү кыла алат.
Трансформация оптикасы аркылуу көрүнбөө принцибинин схемалык көрүнүшү
Метаматериалдын структурасын көркөм чагылдыруу
Бирок, бул ишке ашышы үчүн, объект же аймак жабуучу агент менен маскаланууга тийиш, ал өзү электромагниттик толкундарга байкалбашы керек. Бул каражаттар метаматериалдар деп аталат, табиятта жок материалдык мүнөздөмөлөрдүн айкалышын түзүү үчүн уюлдук түзүлүштөрдү колдонушат. Бул түзүлүштөр электромагниттик толкундарды бир нерсенин айланасына багыттап, алардын башка тарапта пайда болушуна себеп болот.
Мындай метаматериалдардын артында турган жалпы идея терс сынуу. Тескерисинче, бардык табигый материалдар оң сынуу көрсөткүчүнө ээ, алар бир чөйрөдөн экинчисине өткөндө канча электромагниттик толкундар ийилгенин көрсөтөт. Рефракциянын кантип иштээринин классикалык иллюстрациясы: сууга чөмүлгөн таяктын бир бөлүгү суунун астына ийилген окшойт. Эгерде суу терс сынганда, таяктын чөгүп кеткен бөлүгү, тескерисинче, суунун үстүнөн чыгып кетмек. Же дагы бир мисал үчүн, суу астында сүзгөн балык суунун үстүндө абада кыймылдап жаткандай көрүнөт.
2009 -жылдын январында Дюк Университети тарабынан ачылган жаңы маскировка метаматериалы
Даяр 3D метаматериалынын электрондук микроскопунун сүрөтү. Бөлүнгөн алтын наноринг резонаторлору жуп катарда жайгашат
Калифорния университетинин окумуштуулары тарабынан иштелип чыккан метаматериалдын (үстү жана капталынан) схемалык жана электрондук микроскоптук көрүнүшү, Беркли. Материал тешикчелүү глиноземдун ичине камтылган параллель нановирлерден түзүлгөн. Көзгө көрүнгөн жарык терс сынуу кубулушуна ылайык материалдан өткөндө, ал карама -каршы тарапка бурулат.
Метаматериалдын сынуу көрсөткүчү терс болушу үчүн анын структуралык матрицасы колдонулган электромагниттик толкундун узундугунан аз болушу керек. Мындан тышкары, диэлектр константасынын (электр талаасын өткөрүү жөндөмдүүлүгү) жана магниттик өткөрүмдүүлүктүн (магнит талаасына кандай реакция кылат) мааниси терс болушу керек. Математика метаматериалдарды түзүү үчүн зарыл болгон параметрлерди иштеп чыгуунун ажырагыс бөлүгү жана материалдын көрүнбөөчүлүккө кепилдик берерин көрсөтөт. Таң калыштуусу, толкун узундугу 1 ммден 30 смге чейинки диапазондогу толкун узундугу менен иштегенде, адамдар дүйнөнү толкун узундугу 400 нанометрден ашкан электромагниттик нурлануунун тар диапазонунда көрүшөт. жана кызгылт жарык) 700 нанометрге чейин (кочкул кызыл жарык).
Биринчи прототип курулган 2006 -жылы метамазалдын ишке жарамдуулугунун биринчи көрсөтмөсүнөн кийин, Дюк Университетинин инженерлер тобу 2009 -жылдын январь айында жыштыктардын кеңири спектри боюнча жабууда алда канча өркүндөтүлгөн жабуучу түзүлүштүн жаңы түрүн жарыялашкан. Бул чөйрөдөгү акыркы жетишкендиктер метаматериалдарды түзүү жана өндүрүү үчүн татаал алгоритмдердин жаңы тобун иштеп чыгууга байланыштуу. Акыркы лабораториялык эксперименттерде, маскировка каражаты аркылуу тегиз күзгү бетиндеги "томпокко" багытталган микротолкундар нуру беттен эч кандай шишик болбогондой бир бурчта чагылдырылган. Мындан тышкары, жабуучу агент адатта мындай трансформацияларды коштогон чачыранды устундардын пайда болушуна тоскоол болгон. Камуфляждын астындагы кубулуш жолдун алдында ысык күнү көргөн закымга окшош.
Параллелдүү жана чындап атаандаш программада, Калифорния университетинин окумуштуулары 2008-жылдын ортосунда көрүнгөн жана жакын инфракызыл спектрлерде жарыктын кадимки багытын өзгөртө ала турган 3-D материалдарын пионердик кызматка киргизишкенин жарыялашкан. Изилдөөчүлөр эки башка ыкманы карманышкан. Биринчи экспериментте алар күмүштүн жана өткөргүссүз магний фторунун бир нече кезектешкен катмарларын тизип, оптикалык метаматериалды түзүү үчүн нанометрикалык "сетка" үлгүлөрүн катмарларга бөлүп салышкан. Терс сынуу толкун узундугу 1500 нанометрде өлчөнгөн. Экинчи метаматериал көзөнөк глиноземинин ичине созулган күмүш наноэлемерлерден турган; ал спектрдин кызыл аймагында 660 нанометр толкун узундугунда терс сынууга ээ болгон.
Эки материал тең терс сынууга жетишти, алар аркылуу өткөн жарык минималдуу болгондуктан, сиңирилген же "жоголгон" энергиянын саны.
Сол-бул Калифорния Университетинде иштелип чыккан, көрүнгөн спектрде терс сынуу көрсөткүчүнө жетүүгө мүмкүн болгон биринчи 3-D "сетка" метаматериалынын схемалык көрүнүшү. Оң жакта сканерлеген электрондук микроскоптон даяр структуранын сүрөтү. Үзүлмө катмарлар жарыкты артка бура турган кичинекей контурларды түзөт
Ошондой эле 2012-жылдын январь айында Штутгарт университетинин окумуштуулары оптикалык толкун узундуктары үчүн көп катмарлуу, бөлүнгөн шакекче метаматериалды жасоодо ийгиликтерге жетишкенин жарыялашкан. Бул катмар-катмар жол-жобосу, каалагандай көп жолу кайталана алат, метаматериалдардан жакшы тегизделген үч өлчөмдүү структураларды түзүүгө жөндөмдүү. Бул ийгиликтин ачкычы нано-өндүрүш учурунда кургак этинг процесстерине туруштук бере турган бышык нанолитографиялык бет үчүн пландаштыруу (тегиздөө) ыкмасы болду. Натыйжада таптакыр жалпак катмарлар менен бирге кемчиликсиз тегиздөө болду. Бул ыкма ар бир катмардагы эркин формаларды өндүрүү үчүн да ылайыктуу. Ошентип, кыйла татаал структураларды түзүүгө болот.
Албетте, адамдын көзү көрө ала турган көрүнөө спектрде иштей турган метамериалдарды түзүүдөн мурун, андан кийин практикалык материалдарды, мисалы, кийимге ылайыктуу, дагы көп изилдөөлөр талап кылынышы мүмкүн. Бирок бир нече фундаменталдуу толкун узундугунда иштеген жабуучу материалдар да чоң пайда алып келиши мүмкүн. Алар түнкү көрүү системаларын эффективсиз жана объекттерди көрүнбөгөн кыла алышат, мисалы, куралдарды жетектөө үчүн колдонулган лазер нурларына.
Жумуш түшүнүгү
Жеңил оптоэлектроникалык системалар тандалган объекттерди дээрлик тунук кылып, ошону менен дээрлик көрүнбөгөн кылып турган заманбап сүрөт тартуу приборлорунун жана дисплейлеринин негизинде сунушталган. Бул системалар активдүү же адаптивдүү камуфляждык системалар деп аталат, анткени алар салттуу камуфляждан айырмаланып, сахналардагы жана жарык шарттарындагы өзгөрүүлөргө жараша өзгөрө турган сүрөттөрдү жаратышат.
Адаптивдүү камуфляж системасынын негизги функциясы - объектинин артындагы көрүнүштү (фонду) көрүүчүгө эң жакын объектинин бетине проекциялоо. Башкача айтканда, предметтин артындагы көрүнүш (фон) ташылат жана предметтин алдындагы панелдерде көрсөтүлөт.
Кадимки активдүү камуфляж системасы, сыягы, камуфляжга муктаж болгон нерсенин бардык көрүнгөн беттерин жаба турган кандайдыр бир жууркан түрүндө жайгаштырылган ийкемдүү жалпак панелдүү дисплейлердин тармагы болот. Ар бир дисплей панелинде активдүү пиксель сенсору (APS), же, балким, панелдин алдыга багытталган жана панелдин кичинекей бөлүгүн ээлеген башка өнүккөн сүрөтчү болот. "Капкакта" ошондой эле кайчылаш-оптикалык булалардын тармагын колдогон зым каркас камтылган, ал аркылуу ар бир АПСтен сүрөт маскачан объекттин карама-каршы жагындагы кошумча дисплей панелине өткөрүлүп берилет.
Бардык элестетүүчү түзмөктөрдүн орду жана багыты бир сенсордун орду жана багыты менен синхрондоштурулат, аны башкы сүрөтчү (сенсор) аныктайт. Багыты негизги сүрөт сенсору тарабынан башкарылган түздөөчү курал менен аныкталат. Тышкы жарык өлчөгүчкө туташтырылган борбордук контроллер бардык дисплей панелдеринин жарыктыгын автоматтык түрдө айланадагы жарык шарттарына ылайыкташтырат. Беткап салынган нерсенин асты жасалма түрдө жарыктандырылат, ошондо маскаланган нерсенин сүрөтү жерди табигый жарыктандырылгандай көрсөтөт; эгер буга жетишилбесе, анда көлөкөлөрдүн ачык гетерогендүүлүгү жана дискреттүүлүгү байкоочуга өйдөдөн төмөн карай көрүнөт.
Дисплей панелдери өлчөмдөрдү конфигурациялоого болот, ошондо бул панелдердин бардыгы объекттердин өздөрүн өзгөртпөстөн, ар кандай объекттерди маска кылуу үчүн колдонулушу мүмкүн. Адаптивдүү камуфляждын типтүү системаларынын жана подсистемаларынын көлөмү жана массасы бааланды: кадимки сүрөт сенсорунун көлөмү 15 см3тан аз болот, ал эми узундугу 10 м, бийиктиги 3 м жана туурасы 5 м болгон нерсени жабуучу системанын массасы 45 кг аз. Эгерде жабыла турган нерсе унаа болсо, анда адаптивдүү камуфляж системасы анын иштөөсүнө эч кандай терс таасирин тийгизбестен, унаанын электрдик системасы аркылуу оңой эле жандырылышы мүмкүн.
BAE системасынан адаптивдүү аскердик техниканын адаптивдүү камуфляжына кызыктуу чечим
