Faol kamuflyaj tizimi bilan himoyalangan bo'lajak jangovar mashinaning badiiy namoyishi
Hozirgi vaqtda piyoda askarlarni razvedka qilish va infiltratsiya qilish operatsiyalari askarni ikkita asosiy element yordamida kamuflyaj qilish uchun mo'ljallangan an'anaviy kamuflyaj yordamida amalga oshiriladi: rang va naqsh (kamuflyaj namunasi). Shu bilan birga, shahar muhitidagi harbiy operatsiyalar tobora ommalashib bormoqda, bunda optimal rang va naqsh uzluksiz, har daqiqada o'zgarishi mumkin. Masalan, yashil forma kiygan askar oq devor oldida aniq ajralib turadi. Faol kamuflyaj tizimi askarni hozirgi muhitda yashirib, rang va naqshni doimiy ravishda yangilab turishi mumkin edi
Tabiat millionlab yillar davomida kamuflyajning faol moslashuvchi "tizimlaridan" foydalangan. Siz bu rasmda xameleyonni ko'ryapsizmi?
MBT misolidan foydalanib, faol moslashuvchan kamuflyajning ishlash printsipining soddalashtirilgan ko'rinishi
Ushbu maqolada kamuflyajning joriy va loyihalashtirilgan faol (adaptiv) tizimlari haqida umumiy ma'lumot berilgan. Ushbu tizimlar uchun ko'plab ilovalar mavjud yoki ishlab chiqilayotgan bo'lsa -da, tadqiqotning asosiy maqsadi piyoda operatsiyalarida ishlatilishi mumkin bo'lgan tizimlardir. Bundan tashqari, ushbu tadqiqotlarning maqsadi faol kamuflyaj tizimlarining joriy qo'llanilishini baholash va kelgusidagi tizimlarni loyihalashtirishga yordam beradigan ma'lumotlarni taqdim etishdir.
Ta'riflar va asosiy tushunchalar
Ko'rinadigan spektrdagi faol kamuflyaj an'anaviy kamuflyajdan ikki jihatdan farq qiladi. Birinchidan, u niqoblangan narsaning tashqi ko'rinishini nafaqat tashqi muhitga o'xshatib qo'yadi (an'anaviy niqob kabi), balki niqoblanadigan narsaning ortida nima turganini aniq ifodalaydi.
Ikkinchidan, faol kamuflyaj ham buni real vaqtda amalga oshiradi. Ideal holda, faol kamuflyaj nafaqat yaqin atrofdagi narsalarni, balki ufqqa qadar bo'lgan narsalarni ham taqlid qilib, mukammal vizual kamuflyaj yaratishi mumkin edi. Vizual faol kamuflyaj yordamida inson ko'zlari va optik datchiklarning nishonlar borligini aniqlash qobiliyatini o'chirib qo'yish mumkin.
Badiiy adabiyotda faol kamuflyaj tizimlariga ko'plab misollar mavjud va ishlab chiquvchilar ko'pincha badiiy adabiyotdan ba'zi atamalar va nomlarga asoslangan texnologiya nomini tanlaydilar. Ular odatda to'liq faol kamuflyajni (ya'ni to'liq ko'rinmaslikni) nazarda tutadi va qisman faol kamuflyaj, maxsus operatsiyalar uchun faol kamuflyaj yoki real dunyodagi texnologik yutuqlar haqida gapirmaydi. Biroq, to'liq ko'rinmaslik, piyoda askarlarning operatsiyalari, masalan, razvedka va infiltratsiya operatsiyalari uchun foydali bo'ladi.
Kamuflyaj nafaqat vizual spektrda, balki akustikada (masalan, sonar), elektromagnit spektrda (masalan, radar), issiqlik maydonida (masalan, infraqizil nurlanish) va ob'ekt shaklini o'zgartirish uchun ishlatiladi. Kamuflyaj texnologiyalari, shu jumladan, ba'zi faol kamuflyajlar, ma'lum darajada, bu turlar uchun, ayniqsa, transport vositalari (quruqlik, dengiz va havo) uchun ishlab chiqilgan. Bu ish, birinchi navbatda, otdan tushirilgan piyoda askar uchun vizual kamuflyaj bilan bog'liq bo'lsa -da, boshqa sohalardagi echimlarni qisqacha aytib o'tish maqsadga muvofiqdir, chunki ba'zi texnologik g'oyalarni ko'rinadigan spektrga o'tkazish mumkin.
Vizual kamuflyaj. Vizual kamuflyaj shakli, yuzasi, porlashi, silueti, soyasi, holati va harakatidan iborat. Faol kamuflyaj tizimi bu jihatlarning barchasini o'z ichiga olishi mumkin. Ushbu maqola vizual faol kamuflyajga qaratilgan, shuning uchun bu tizimlar keyingi bo'limlarda batafsil yoritilgan.
Akustik kamuflyaj (masalan, sonar). 1940-yillardan boshlab ko'plab mamlakatlar suv osti kemalarining sonar aksini kamaytirish uchun tovushni yutuvchi yuzalar bilan tajriba o'tkazdilar. Qurolni siqish texnologiyasi - bu akustik kamuflyajning bir turi. Bundan tashqari, faol shovqinni bekor qilish - bu akustik kamuflyajga aylanishi mumkin bo'lgan yangi tendentsiya. Faol shovqinni to'xtatuvchi minigarnituralar hozirda iste'molchi uchun mavjud. Yaqin atrofdagi faol shovqinlarni o'chirish tizimlari ishlab chiqilmoqda, ular akustik yaqin maydonga joylashtirilgan bo'lib, pervanellarning ohangli shovqinini faol ravishda kamaytiradi. Piyoda harakatlarini yashirish uchun uzoq masofali akustik maydonlar uchun istiqbolli tizimlar ishlab chiqilishi mumkinligi taxmin qilinmoqda.
Elektromagnit kamuflyaj (radar kabi). Radar kamuflyaj tarmoqlari maxsus qoplamalar va mikrofiber texnologiyasini birlashtirib, 12 dB dan ortiq keng polosali radarlarning susayishini ta'minlaydi. Ixtiyoriy termal qoplamalardan foydalanish infraqizil himoyasini kengaytiradi.
Saab Barracuda-dan BMS-ULCAS (Multispectral Ultra Lightweight Kamuflyaj Ekrani) asosiy materialga biriktirilgan maxsus materialdan foydalanadi. Materiallar keng polosali radarlarni aniqlashni kamaytiradi, shuningdek ko'rinadigan va infraqizil chastota diapazonini toraytiradi. Har bir ekran maxsus himoya qiladigan uskunalar uchun mo'ljallangan.
Kamuflyaj formasi. Kelgusida faol kamuflyaj yopiladigan ob'ektni makon shakliga moslashtirish uchun aniqlay oladi. Ushbu texnologiya SAD (Shape Approximation Device) deb nomlanadi va shaklni aniqlash qobiliyatini kamaytiradi. Bir xil kamuflyajning eng jozibali misollaridan biri bu sakkizoyoqdir, u nafaqat rangini o'zgartirish, balki terining shakli va tuzilishini o'zgartirish orqali ham atrof bilan uyg'unlasha oladi.
Termal kamuflyaj (masalan, infraqizil). Yalang'och terining issiqlik imzosini susaytiradigan, emissiya va diffuziya xususiyatlari past bo'lgan pigment hosil qilish uchun biriktirgichga ko'milgan, diametri o'rtacha 45 mikron bo'lgan kumushli ichi bo'sh keramik sharlar (senosferalar) yordamida issiqlik emissiyasini tarqatish orqali susaytiradigan material ishlab chiqilmoqda. Mikrobalar ko'zgu kabi ishlaydi, ular atrofdagi bo'shliqni va bir -birini aks ettiradi va shu tariqa teridan termal nurlanishni tarqatadi.
Ko'p spektral kamuflyaj. Ba'zi kamuflyaj tizimlari ko'p spektrli bo'lib, ular bir nechta kamuflyaj turlarida ishlaydi. Masalan, Saab Barracuda yuqori harakatlanuvchi bortli tizim (HMBS) multispektral kamuflyaj mahsulotini ishlab chiqdi, u artilleriya qismlarini o'qqa tutish va qayta joylashtirish paytida himoya qiladi. Imzoni 90% gacha kamaytirish mumkin va termal nurlanishni bostirish dvigatellar va generatorlarning tez ishga tushishi uchun ishlamasligiga imkon beradi. Ba'zi tizimlar ikki tomonlama qoplamaga ega, bu esa askarlarga har xil turdagi erlarda foydalanish uchun ikki tomonlama kamuflyaj kiyishga imkon beradi.
2006 yil oxirida BAE Systems "kamuflyaj texnologiyasida oldinga siljish" deb e'lon qilinganini e'lon qildi, uning ilg'or texnologiyalar markazida "faol maxfiylik" ning yangi shakli ixtiro qilindi … Tugmani bosish bilan ob'ektlar deyarli ko'rinmas bo'lib ketadi. ularning fonida. " BAE Systems ma'lumotlariga ko'ra, rivojlanish "kompaniyaga maxfiy texnologiyalar bo'yicha o'n yillik etakchilikni berdi va" yashirin "muhandislik dunyosini qayta belgilashi mumkin edi". Yangi materiallar asosida yangi kontseptsiyalar amalga oshirildi, bu nafaqat ranglarini o'zgartirishga, balki infraqizil, mikroto'lqinli va radar profillarini o'zgartirishga va ob'ektlarni fon bilan birlashtirishga imkon beradi, bu ularni deyarli ko'rinmas qiladi. Bu texnologiya bo'yoq yoki yopishtiruvchi qatlam kabi qo'shimcha materiallardan foydalanishga emas, balki strukturaning o'zida qurilgan. Bu ish allaqachon 9 ta patentni ro'yxatdan o'tkazishga olib kelgan va hali ham imzolarni boshqarish muammolariga yagona echimlarni taqdim etishi mumkin.
Yansıtıcı yomg'ir paltosiga proektsiyali RPT texnologiyasiga asoslangan faol kamuflyaj tizimi
Keyingi chegara: transformatsiya optikasi
Ushbu maqolada tasvirlangan va sahna proektsiyasiga asoslangan faol / moslashuvchan kamuflyaj tizimlari o'z -o'zidan ilmiy fantastika bilan juda o'xshash (va bu "Yirtqich" filmining asosi edi), lekin ular o'rganilgan eng ilg'or texnologiyalarning bir qismi emas. qidiruv "ko'rinmaslik kafanini". Darhaqiqat, boshqa echimlar allaqachon tasvirlangan, bu faol kamuflyajga qaraganda ancha samarali va amaliy bo'ladi. Ular transformatsiya optikasi deb nomlanuvchi hodisaga asoslangan. Ya'ni, ba'zi to'lqin uzunliklari, shu jumladan ko'rinadigan yorug'lik, "egilib", toshni o'rab turgan suv kabi ob'ekt atrofida aylanishi mumkin. Natijada, ob'ekt orqasidagi ob'ektlar ko'rinadi, xuddi yorug'lik bo'sh joydan o'tayotgandek, ob'ekt esa ko'zdan g'oyib bo'ladi. Nazariy jihatdan, transformatsiya optikasi nafaqat ob'ektlarni niqoblabgina qolmay, balki ular bo'lmagan joyda ham ularni ko'rinadigan qilib ko'rsatishi mumkin.
Transformatsiya optikasi yordamida ko'rinmaslik printsipining sxematik tasviri
Metamaterialning tuzilishini badiiy tasvirlash
Biroq, buning uchun ob'ekt yoki maydonni yopishtiruvchi vosita yordamida niqoblash kerak, uni o'zi elektromagnit to'lqinlar sezmasligi kerak. Metamateriallar deb ataladigan bu vositalar uyali tuzilmalardan foydalanib, tabiatda mavjud bo'lmagan moddiy xususiyatlarning kombinatsiyasini yaratadi. Bu tuzilmalar elektromagnit to'lqinlarni ob'ekt atrofiga yo'naltirishi va boshqa tomondan paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin.
Bunday metamateriallarning umumiy g'oyasi salbiy sinishdir. Bundan farqli o'laroq, barcha tabiiy materiallar ijobiy sinishi indeksiga ega, bu elektromagnit to'lqinlar bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda qancha egilganligini ko'rsatadi. Sinishning qanday ishlashining klassik tasviri: suvga cho'mgan tayoqning bir qismi suv yuzasi ostida egilgan ko'rinadi. Agar suvning salbiy sinishi bo'lsa, tayoqning cho'kib ketgan qismi, aksincha, suv yuzasidan chiqib ketardi. Yoki, masalan, suv ostida suzayotgan baliq suv yuzasida havoda harakat qilayotganga o'xshaydi.
2009 yil yanvar oyida Dyuk universiteti tomonidan ochilgan yangi niqobli metamaterial
Tayyor 3D metamaterialning elektron mikroskop tasviri. Oltin nanoringsli bo'linadigan rezonatorlar tekis qatorlarga joylashtirilgan
Kaliforniya universiteti, Berkli universiteti tadqiqotchilari tomonidan ishlab chiqilgan metamaterialning (yuqori va yon) sxematik va elektron mikroskop ko'rinishi. Materiallar gözenekli alumina ichiga o'rnatilgan parallel nano simlardan hosil bo'ladi. Ko'rinadigan yorug'lik salbiy sinish hodisasiga ko'ra materialdan o'tganda, u teskari yo'nalishda buriladi.
Metamaterial sinishi indeksining manfiy bo'lishi uchun uning strukturaviy matritsasi ishlatilgan elektromagnit to'lqin uzunligidan kam bo'lishi kerak. Bundan tashqari, dielektrik doimiyligi (elektr maydonini uzatish qobiliyati) va magnit o'tkazuvchanlik (magnit maydonga qanday reaksiyaga kirishadi) qiymatlari manfiy bo'lishi kerak. Matematika metamateriallarni yaratish uchun zarur bo'lgan parametrlarni loyihalashning ajralmas qismi bo'lib, material ko'rinmaslikni kafolatlaydi. Ajablanarlisi shundaki, to'lqin uzunligi 1 mm dan 30 sm gacha bo'lgan keng to'lqinli to'lqin uzunligi bilan ishlashda ko'proq muvaffaqiyatga erishildi, odamlar dunyoni to'lqin uzunligi 400 nanometrdan (binafsha) ko'rinadigan yorug'lik deb nomlanuvchi tor elektromagnit nurlanish diapazonida ko'rishadi. va binafsha nur) 700 nanometrgacha (to'q qizil chiroq).
2006 yilda metamaterialning maqsadga muvofiqligi birinchi namoyishidan so'ng, birinchi prototip qurilganida, Dyuk universiteti muhandislari jamoasi 2009 yil yanvar oyida keng ko'lamli spektrda yopishishda ancha ilgari surilgan yangi turdagi yopuvchi qurilmani e'lon qilishdi. Bu sohadagi so'nggi yutuqlar metamateriallarni yaratish va ishlab chiqarishning yangi algoritmlar guruhini ishlab chiqish bilan bog'liq. Yaqinda o'tkazilgan laboratoriya tajribalarida, niqoblash vositasi orqali tekis ko'zgu yuzasida "bo'rtib chiqish" ga yo'naltirilgan mikroto'lqinli to'lqin, xuddi bo'rtma bo'lmagandek, xuddi shu burchakdan sirtdan aks ettirilgan. Bundan tashqari, yashirish vositasi tarqoq nurlarning shakllanishiga to'sqinlik qildi, odatda bunday o'zgarishlarga hamroh bo'ladi. Kamuflyaj ostidagi hodisa, yo'l oldidan issiq kunda ko'rilgan sarobga o'xshaydi.
Parallel va haqiqiy raqobatbardosh dasturda Kaliforniya universiteti olimlari 2008 yil o'rtalarida ular ko'rinadigan va yaqin infraqizil spektrlarda yorug'likning normal yo'nalishini o'zgartirishi mumkin bo'lgan 3 o'lchamli materiallarni kashf qilganliklarini e'lon qilishdi. Tadqiqotchilar ikkita alohida yondashuvga amal qilishdi. Birinchi tajribada ular kumush va o'tkazuvchan bo'lmagan magniy ftorining bir-birini almashtiruvchi bir necha qatlamlarini yig'ib, nanometrik "to'r" deb nomlangan naqshlarni qatlamlarga ajratib, katta hajmli optik metamaterial yaratdilar. Salbiy sinish to'lqin uzunligi 1500 nanometrda o'lchandi. Ikkinchi metamaterial g'ovakli alumina ichida cho'zilgan kumush nano -simlardan iborat edi; u spektrning qizil mintaqasida 660 nanometr to'lqin uzunligida salbiy sinishga ega edi.
Ikkala material ham salbiy sinishga erishdi, ular orqali o'tgan yorug'lik minimal bo'lganida yutilgan yoki "yo'qolgan" energiya miqdori.
Chap-bu ko'rinadigan spektrda salbiy sinishi indeksiga erishish mumkin bo'lgan Kaliforniya universitetida ishlab chiqilgan birinchi 3 o'lchamli "to'rli" metamaterialning sxematik tasviri. O'ng tomonda skanerlovchi elektron mikroskopdan tayyor tuzilmaning tasviri. Vaqti -vaqti bilan qatlamlar yorug'likni orqaga burib yuboradigan kichik konturlarni hosil qiladi
Shuningdek, 2012 yil yanvar oyida Shtutgart universiteti tadqiqotchilari optik to'lqin uzunliklari uchun ko'p qatlamli, bo'lakli halqali metamaterialni ishlab chiqarishda yutuqlarga erishganliklarini e'lon qilishdi. Istalganicha ko'p marta takrorlanishi mumkin bo'lgan bu qatlamli protsedura metamateriallardan yaxshi moslashtirilgan uch o'lchovli tuzilmalarni yaratishga qodir. Nano-ishlab chiqarish jarayonida quruq ishlov berish jarayonlariga bardoshli, ishonchli nanolitografik sirt uchun planarizatsiya (tekislash) usuli bu muvaffaqiyatning kalitidir. Natijada mutlaq tekis qatlamlar bilan mukammal hizalanish bo'ldi. Bu usul har bir qatlamda erkin shaklli shakllar ishlab chiqarish uchun ham javob beradi. Shunday qilib, yanada murakkab tuzilmalarni yaratish mumkin.
Shubhasiz, inson ko'zlari ko'radigan ko'rinadigan spektrda ishlay oladigan metamateriallar yaratilishidan oldin, so'ngra kiyim uchun mos bo'lgan amaliy materiallar talab qilinishi mumkin. Hatto bir necha asosiy to'lqin uzunligida ishlaydigan plash materiallari ham katta foyda keltirishi mumkin. Ular tungi ko'rish tizimlarini samarasiz va ob'ektlarni ko'rinmas holga keltirishi mumkin, masalan, qurollarni boshqarishda ishlatiladigan lazer nurlari.
Ish tushunchasi
Yengil optoelektron tizimlar tanlangan ob'ektlarni deyarli shaffof va shu bilan deyarli ko'rinmas holga keltiradigan zamonaviy tasvir asboblari va displeylari asosida taklif qilingan. An'anaviy kamuflyajdan farqli o'laroq, ular sahnalar va yorug'lik sharoitining o'zgarishiga qarab o'zgarishi mumkin bo'lgan tasvirlarni yaratganligi sababli, bu tizimlar faol yoki moslashuvchan kamuflyaj tizimlari deb ataladi.
Moslashuvchan kamuflyaj tizimining asosiy vazifasi - ob'ekt orqasidagi sahnani (fonni) tomoshabinga eng yaqin ob'ekt yuzasiga loyihalash. Boshqacha qilib aytganda, mavzu ortidagi sahna (fon) tashiladi va ob'ekt oldidagi panellarda ko'rsatiladi.
Oddiy faol kamuflyaj tizimi, kamuflyaj qilinishi kerak bo'lgan ob'ektning barcha ko'rinadigan yuzalarini qoplaydigan, adyol shaklida joylashtirilgan, moslashuvchan tekis panelli displeylar tarmog'i bo'lishi mumkin. Har bir displey panelida faol pikselli sensor (APS) yoki, ehtimol, panel oldinga yo'naltirilgan va panel maydonining kichik bir qismini egallagan boshqa ilg'or tasvirlar bo'ladi. "Plyonka" shuningdek, o'zaro bog'langan optik tolalar tarmog'ini qo'llab-quvvatlaydigan simli ramkani o'z ichiga oladi, u orqali har bir APS tasviri niqoblangan narsaning qarama-qarshi tomonidagi qo'shimcha displey paneliga uzatiladi.
Barcha tasvir asboblarining joylashuvi va yo'nalishi bitta sensorning joylashuvi va yo'nalishi bilan sinxronlashtiriladi, uni asosiy tasvirchi (sensor) aniqlaydi. Yo'nalish asosiy tasvir sensori tomonidan boshqariladigan tekislash vositasi bilan aniqlanadi. Tashqi yorug'lik o'lchagichga ulangan markaziy qo'mondon atrofdagi yorug'lik sharoitiga mos ravishda barcha displey panellarining yorqinlik darajasini avtomatik ravishda o'zgartiradi. Niqoblangan narsaning pastki qismi sun'iy ravishda yoritiladi, shunda niqoblangan narsaning yuqoridan tasviri xuddi tabiiy ravishda yoritilganidek erni ko'rsatadi; agar bunga erishilmasa, soyaning aniq heterojenligi va diskretligi yuqoridan pastgacha qarab turgan kuzatuvchiga ko'rinadi.
Displey panellarini o'lchamlarini va konfiguratsiyasini shunday sozlash mumkinki, bu panellarning barchasi ob'ektlarni o'zlari o'zgartirmasdan, har xil ob'ektlarni maskalash uchun ishlatilishi mumkin. Moslashuvchan kamuflyajning odatiy tizimlari va quyi tizimlarining o'lchami va massasi baholandi: odatiy tasvir sensori hajmi 15 sm3 dan kam bo'ladi, uzunligi 10 m, balandligi 3 m va kengligi 5 m bo'lgan ob'ektni yopadigan tizim massasi 45 kg dan kam. Agar plash qilinadigan narsa transport vositasi bo'lsa, u holda moslashuvchan kamuflyaj tizimi avtomobilning elektr tizimi orqali uning ishlashiga hech qanday salbiy ta'sir ko'rsatmasdan osonlik bilan ishga tushishi mumkin.
BAE tizimidan moslashtirilgan harbiy texnikaning kamuflyajining qiziqarli echimi
