เทคโนโลยีลายพรางที่ใช้งานได้ถึงวุฒิภาวะ (ตอนที่ 1)

สารบัญ:

เทคโนโลยีลายพรางที่ใช้งานได้ถึงวุฒิภาวะ (ตอนที่ 1)
เทคโนโลยีลายพรางที่ใช้งานได้ถึงวุฒิภาวะ (ตอนที่ 1)

วีดีโอ: เทคโนโลยีลายพรางที่ใช้งานได้ถึงวุฒิภาวะ (ตอนที่ 1)

วีดีโอ: เทคโนโลยีลายพรางที่ใช้งานได้ถึงวุฒิภาวะ (ตอนที่ 1)
วีดีโอ: เขาพาห่านที่พลัดพรากจากฝูง กลับบ้าน Fly Away Home (1996) สปอยหนัง 2024, อาจ
Anonim
ภาพ
ภาพ

การแสดงศิลปะของยานรบในอนาคตที่ได้รับการคุ้มครองโดยระบบลายพรางที่ใช้งานอยู่

ในปัจจุบัน การลาดตระเวนของทหารราบและการแทรกซึมดำเนินการด้วยลายพรางธรรมดาที่ออกแบบมาเพื่ออำพรางทหารโดยใช้สององค์ประกอบหลัก: สีและลวดลาย (ลายพราง) อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติการทางทหารในสภาพแวดล้อมในเมืองเริ่มแพร่หลายมากขึ้น ซึ่งสีและรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่อง แม้กระทั่งทุกนาที ตัวอย่างเช่น ทหารที่สวมเครื่องแบบสีเขียวจะโดดเด่นเหนือกำแพงสีขาวอย่างชัดเจน ระบบลายพรางที่ใช้งานอยู่สามารถอัปเดตสีและรูปแบบได้อย่างต่อเนื่อง โดยซ่อนทหารไว้ในสภาพแวดล้อมปัจจุบันของเขา

เทคโนโลยีลายพรางที่ใช้งานได้ถึงวุฒิภาวะ (ตอนที่ 1)
เทคโนโลยีลายพรางที่ใช้งานได้ถึงวุฒิภาวะ (ตอนที่ 1)

ธรรมชาติได้ใช้ "ระบบ" ลายพรางดัดแปลงอย่างแข็งขันมาเป็นเวลาหลายล้านปี คุณเห็นกิ้งก่าในภาพนี้ไหม

ภาพ
ภาพ

การแสดงหลักการทำงานของลายพรางแอกทีฟดัดแปลงอย่างง่ายโดยใช้ตัวอย่างของ MBT

บทความนี้ให้ภาพรวมของระบบลายพรางที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันและที่คาดการณ์ไว้ (ดัดแปลง) แม้ว่าจะมีการใช้งานมากมายสำหรับระบบเหล่านี้ หรือกำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนา การวิจัยมุ่งเน้นไปที่ระบบที่สามารถใช้ในการปฏิบัติการของทหารราบได้ นอกจากนี้ วัตถุประสงค์ของการศึกษาเหล่านี้คือการให้ข้อมูลที่ใช้ในการประเมินการบังคับใช้ในปัจจุบันของระบบลายพรางที่ใช้งาน และเพื่อช่วยในการออกแบบระบบในอนาคต

คำจำกัดความและแนวคิดพื้นฐาน

ลายพรางที่ใช้งานในสเปกตรัมที่มองเห็นได้นั้นแตกต่างจากลายพรางทั่วไปในสองวิธี ประการแรก มันแทนที่ลักษณะที่ปรากฏของสิ่งที่ถูกปิดบังด้วยรูปลักษณ์ที่ไม่เพียงแต่คล้ายกับสภาพแวดล้อม (เช่น การกำบังแบบดั้งเดิม) แต่ยังแสดงถึงสิ่งที่อยู่เบื้องหลังวัตถุที่ถูกปิดบังอย่างแม่นยำ

ประการที่สอง การพรางตัวแบบแอ็คทีฟก็ทำตามเวลาจริงเช่นกัน ตามหลักการแล้ว ลายพรางที่ใช้งานไม่เพียงแต่เลียนแบบวัตถุใกล้เคียงเท่านั้น แต่ยังเลียนแบบวัตถุที่อยู่ไกลออกไปด้วย ซึ่งอาจไกลถึงขอบฟ้า ทำให้เกิดการพรางตัวที่สมบูรณ์แบบ สามารถใช้ Visual Active camouflage เพื่อปิดการใช้งานความสามารถของตามนุษย์และเซ็นเซอร์ออปติคัลในการจดจำการมีอยู่ของเป้าหมาย

มีตัวอย่างมากมายของระบบพรางตัวในนิยาย และนักพัฒนามักเลือกชื่อสำหรับเทคโนโลยีตามคำและชื่อบางคำจากนิยาย โดยทั่วไปหมายถึงการพรางตัวแบบแอ็คทีฟแบบเต็ม (เช่น การล่องหนโดยสมบูรณ์) และไม่ได้อ้างถึงความสามารถของลายพรางใช้งานบางส่วน ลายพรางใช้งานสำหรับการปฏิบัติการพิเศษ หรือความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในโลกแห่งความเป็นจริงในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม การล่องหนโดยสมบูรณ์จะมีประโยชน์อย่างแน่นอนสำหรับการปฏิบัติการของทหารราบ เช่น การลาดตระเวนและการแทรกซึม

การพรางตัวนั้นไม่ได้ถูกใช้เฉพาะในสเปกตรัมภาพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอะคูสติกด้วย (เช่น โซนาร์) สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่น เรดาร์) สนามความร้อน (เช่น การแผ่รังสีอินฟราเรด) และสำหรับการเปลี่ยนรูปร่างของวัตถุ เทคโนโลยีลายพราง รวมถึงลายพรางใช้งานบางอย่าง ได้รับการพัฒนาในระดับหนึ่งสำหรับทุกประเภทเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับยานพาหนะ (ทางบก ทะเล และทางอากาศ)แม้ว่างานนี้เกี่ยวข้องกับการอำพรางภาพเป็นหลักสำหรับทหารราบที่ลงจากหลังม้า แต่ก็เป็นประโยชน์ที่จะกล่าวถึงวิธีแก้ปัญหาในพื้นที่อื่นๆ สั้นๆ เนื่องจากแนวคิดทางเทคโนโลยีบางอย่างสามารถส่งต่อไปยังสเปกตรัมที่มองเห็นได้

ลายพรางภาพ การพรางตาประกอบด้วยรูปร่าง พื้นผิว เงา เงา เงา ตำแหน่ง และการเคลื่อนไหว ระบบการพรางตัวแบบแอ็คทีฟสามารถมีลักษณะเหล่านี้ได้ทั้งหมด บทความนี้เน้นที่ภาพพรางแอ็คทีฟ ดังนั้นระบบเหล่านี้จึงมีรายละเอียดอยู่ในส่วนย่อยต่อไปนี้

ลายพรางอะคูสติก (เช่น โซนาร์) ตั้งแต่ปี 1940 หลายประเทศได้ทดลองกับพื้นผิวดูดซับเสียงเพื่อลดการสะท้อนโซนาร์ของเรือดำน้ำ เทคโนโลยีการติดขัดของปืนเป็นการพรางเสียงประเภทหนึ่ง นอกจากนี้ การตัดเสียงรบกวนแบบแอ็คทีฟยังเป็นเทรนด์ใหม่ที่อาจพัฒนาเป็นการพรางเสียงได้ ขณะนี้มีหูฟังตัดเสียงรบกวนแบบแอ็คทีฟสำหรับผู้บริโภค กำลังพัฒนาระบบที่เรียกว่า Near-Field Active Noise Suppression ซึ่งวางอยู่ในบริเวณอะคูสติกใกล้สนามเพื่อลดเสียงของใบพัดเป็นหลัก เป็นที่คาดการณ์ว่าระบบที่มีแนวโน้มดีสำหรับสนามเสียงระยะไกลสามารถพัฒนาได้เพื่อปกปิดการกระทำของทหารราบ

ลายพรางแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่นเรดาร์) ตาข่ายพรางเรดาร์รวมการเคลือบพิเศษและเทคโนโลยีไมโครไฟเบอร์เพื่อให้การลดทอนเรดาร์บรอดแบนด์เกิน 12 เดซิเบล การใช้สารเคลือบความร้อนเสริมช่วยขยายการป้องกันอินฟราเรด

BMS-ULCAS (Multispectral Ultra Lightweight Camouflage Screen) จาก Saab Barracuda ใช้วัสดุพิเศษที่ยึดติดกับวัสดุฐาน วัสดุนี้ช่วยลดการตรวจจับเรดาร์บรอดแบนด์ และยังทำให้ช่วงความถี่ที่มองเห็นและอินฟราเรดแคบลงอีกด้วย แต่ละหน้าจอได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ที่ปกป้อง

ชุดพรางตัว. ในอนาคต การพรางตัวแบบแอ็คทีฟสามารถกำหนดวัตถุที่จะปิดบังเพื่อปรับให้เข้ากับรูปร่างของพื้นที่ได้ เทคโนโลยีนี้เรียกว่า SAD (Shape Approximation Device) และมีศักยภาพที่จะลดความสามารถในการตรวจจับรูปร่าง ตัวอย่างที่น่าสนใจที่สุดอย่างหนึ่งของการพรางตัวแบบสม่ำเสมอคือปลาหมึกยักษ์ ซึ่งสามารถกลมกลืนกับสภาพแวดล้อมได้ ไม่เพียงแต่การเปลี่ยนสีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนรูปร่างและเนื้อสัมผัสของผิวหนังด้วย

ลายพรางความร้อน (เช่น อินฟราเรด) มีการพัฒนาวัสดุที่ลดความร้อนลายเซ็นของผิวเปล่าโดยกระจายความร้อนโดยใช้ลูกบอลเซรามิกกลวงสีเงิน (senospheres) ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 45 ไมครอน ฝังอยู่ในสารยึดเกาะเพื่อสร้างเม็ดสีที่มีคุณสมบัติการแผ่รังสีและการแพร่กระจายต่ำ ไมโครบีดทำงานเหมือนกระจกสะท้อนพื้นที่โดยรอบและซึ่งกันและกัน และกระจายรังสีความร้อนออกจากผิวหนัง

ลายพรางหลายสเปกตรัม ระบบลายพรางบางระบบเป็นแบบ multispectral ซึ่งหมายความว่าใช้ได้กับลายพรางมากกว่าหนึ่งแบบ ตัวอย่างเช่น Saab Barracuda ได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ลายพรางหลายสเปกตรัม High Mobility on-Board System (HMBS) ที่ปกป้องชิ้นส่วนปืนใหญ่ในระหว่างการยิงและปรับใช้ใหม่ การลดลายเซ็นได้มากถึง 90% เป็นไปได้ และการปราบปรามการแผ่รังสีความร้อนช่วยให้เครื่องยนต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานรอบเดินเบาเพื่อสตาร์ทเครื่องอย่างรวดเร็ว บางระบบมีการเคลือบสองด้าน ซึ่งช่วยให้ทหารสามารถสวมใส่ลายพรางสองด้านเพื่อใช้กับภูมิประเทศประเภทต่างๆ

ภาพ
ภาพ

ในปลายปี 2549 BAE Systems ได้ประกาศสิ่งที่เรียกว่า "ก้าวกระโดดในเทคโนโลยีการพรางตัว" ที่ศูนย์กลางของเทคโนโลยีขั้นสูงที่คิดค้น "รูปแบบใหม่ของการซ่อนตัวที่แอ็คทีฟ … เมื่อกดปุ่ม วัตถุจะมองไม่เห็นและผสมเข้าด้วยกัน เบื้องหลังของพวกเขา" จากข้อมูลของ BAE Systems การพัฒนาดังกล่าว "ทำให้บริษัทเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีการพรางตัวมานานนับทศวรรษ และสามารถกำหนดโลกแห่งวิศวกรรม 'ชิงทรัพย์' ได้อีกครั้ง" มีการใช้แนวคิดใหม่โดยใช้วัสดุใหม่ ซึ่งไม่เพียงแต่เปลี่ยนสีได้เท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนโปรไฟล์อินฟราเรด ไมโครเวฟและเรดาร์ และรวมวัตถุเข้ากับพื้นหลัง ซึ่งทำให้แทบมองไม่เห็น เทคโนโลยีนี้สร้างขึ้นในโครงสร้างของตัวเอง แทนที่จะใช้วัสดุเพิ่มเติม เช่น สีหรือชั้นกาว งานนี้นำไปสู่การจดทะเบียนสิทธิบัตร 9 ฉบับและอาจยังคงให้แนวทางแก้ไขปัญหาการจัดการลายเซ็นที่ไม่เหมือนใคร

ภาพ
ภาพ

ระบบพรางตัวแบบแอคทีฟที่ใช้เทคโนโลยี RPT พร้อมการฉายภาพบนเสื้อกันฝนสะท้อนแสง

พรมแดนถัดไป: ทัศนศาสตร์การเปลี่ยนแปลง

ระบบลายพรางแบบแอคทีฟ/ดัดแปลงที่อธิบายในบทความนี้และตามการฉายฉากนั้นค่อนข้างคล้ายกับนิยายวิทยาศาสตร์ในตัวมันเอง (และอันที่จริงนี่คือพื้นฐานของภาพยนตร์เรื่อง "Predator") แต่ก็ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยีขั้นสูงสุดที่วิจัยมา การค้นหา " ผ้าห่อศพที่มองไม่เห็น " อันที่จริง วิธีแก้ปัญหาอื่นๆ ได้ระบุไว้แล้ว ซึ่งจะมีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการพรางตัวแบบแอ็คทีฟ พวกมันมีพื้นฐานมาจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเลนส์ทรานส์ฟอร์เมชั่น นั่นคือความยาวคลื่นบางส่วน รวมทั้งแสงที่มองเห็นได้ สามารถ "โค้งงอ" และไหลไปรอบๆ วัตถุ เช่น น้ำที่ห่อหุ้มหิน เป็นผลให้วัตถุที่อยู่เบื้องหลังวัตถุสามารถมองเห็นได้ราวกับว่าแสงผ่านช่องว่างในขณะที่วัตถุหายไปจากการมองเห็น ตามทฤษฎีแล้ว เลนส์เปลี่ยนรูปไม่เพียงแต่ปกปิดวัตถุ แต่ยังทำให้มองเห็นได้ในที่ที่ไม่อยู่

ภาพ
ภาพ

การแสดงแผนผังของหลักการล่องหนโดยวิธีการเปลี่ยนแปลงทัศนศาสตร์

ภาพ
ภาพ

การแสดงศิลปะของโครงสร้างของ metamaterial

อย่างไรก็ตาม สำหรับสิ่งนี้ที่จะเกิดขึ้น วัตถุหรือพื้นที่จะต้องถูกปิดบังโดยใช้สารปิดบัง ซึ่งจะต้องไม่ถูกตรวจพบโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องมือเหล่านี้เรียกว่า metamaterials ใช้โครงสร้างเซลล์เพื่อสร้างคุณลักษณะของวัสดุที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติรวมกัน โครงสร้างเหล่านี้สามารถนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปรอบๆ วัตถุและทำให้ปรากฏอีกด้านหนึ่งได้

แนวคิดทั่วไปที่อยู่เบื้องหลัง metamaterials ดังกล่าวคือการหักเหเชิงลบ ในทางตรงกันข้าม วัสดุธรรมชาติทั้งหมดมีดัชนีการหักเหของแสงเป็นบวก ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีการโค้งงอมากน้อยเพียงใดเมื่อผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง ภาพประกอบคลาสสิกเกี่ยวกับวิธีการหักเหของแสง: แท่งไม้ที่จุ่มอยู่ในน้ำดูเหมือนจะงออยู่ใต้ผิวน้ำ หากน้ำมีการหักเหเป็นลบ ในทางกลับกัน ส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำของแท่งไม้จะยื่นออกมาจากผิวน้ำ หรืออีกตัวอย่างหนึ่ง ปลาที่ว่ายน้ำใต้น้ำดูเหมือนจะเคลื่อนไหวในอากาศเหนือผิวน้ำ

ภาพ
ภาพ

ใหม่ masking metamaterial เปิดเผยโดย Duke University ในเดือนมกราคม 2009

ภาพ
ภาพ

ภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของวัสดุเมตา 3 มิติที่เสร็จแล้ว เครื่องสะท้อนเสียงนาโนริงทองแบบแยกส่วนถูกจัดเรียงเป็นแถวเท่ากัน

ภาพ
ภาพ

มุมมองกล้องจุลทรรศน์แบบแผนและอิเล็กตรอนของ metamaterial (ด้านบนและด้านข้าง) ที่พัฒนาโดยนักวิจัยจาก University of California, Berkeley วัสดุนี้ประกอบขึ้นจากสายนาโนคู่ขนานที่ฝังอยู่ภายในอลูมินาที่มีรูพรุนเมื่อแสงที่มองเห็นได้ไหลผ่านวัสดุตามปรากฏการณ์การหักเหของแสง มันจะเบี่ยงเบนไปในทิศทางตรงกันข้าม

เพื่อให้ metamaterial มีดัชนีการหักเหของแสงเป็นลบ เมทริกซ์โครงสร้างของมันต้องน้อยกว่าความยาวของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ นอกจากนี้ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (ความสามารถในการส่งสนามไฟฟ้า) และการซึมผ่านของแม่เหล็ก (ปฏิกิริยาต่อสนามแม่เหล็ก) จะต้องเป็นลบ คณิตศาสตร์เป็นส่วนสำคัญในการออกแบบพารามิเตอร์ที่จำเป็นในการสร้าง metamaterial และแสดงให้เห็นว่าวัสดุรับประกันการล่องหน ไม่น่าแปลกใจเลยที่ประสบความสำเร็จมากขึ้นเมื่อทำงานกับความยาวคลื่นในช่วงไมโครเวฟที่กว้างขึ้นซึ่งมีตั้งแต่ 1 มม. ถึง 30 ซม. ผู้คนมองโลกในช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แคบหรือที่เรียกว่าแสงที่มองเห็นได้ โดยมีความยาวคลื่นตั้งแต่ 400 นาโนเมตร (สีม่วง) และแสงสีม่วงแดง) ถึง 700 นาโนเมตร (แสงสีแดงเข้ม)

หลังจากการสาธิตความเป็นไปได้ครั้งแรกของ metamaterial ในปี 2549 เมื่อสร้างต้นแบบชิ้นแรก ทีมวิศวกรของ Duke University ได้ประกาศในเดือนมกราคม 2552 เกี่ยวกับอุปกรณ์ปิดบังรูปแบบใหม่ ซึ่งล้ำหน้ากว่ามากในการปิดบังคลื่นความถี่ที่หลากหลาย ความก้าวหน้าล่าสุดในด้านนี้เกิดจากการพัฒนากลุ่มของอัลกอริธึมที่ซับซ้อนใหม่สำหรับการสร้างและการผลิต metamaterials ในการทดลองในห้องปฏิบัติการเมื่อเร็วๆ นี้ ลำแสงไมโครเวฟที่พุ่งผ่านหน้ากากหมายถึง "นูน" บนพื้นผิวกระจกเรียบสะท้อนจากพื้นผิวในมุมเดียวกันราวกับว่าไม่มีส่วนนูน นอกจากนี้สารปิดบังยังป้องกันการก่อตัวของลำแสงที่กระจัดกระจายซึ่งมักจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ปรากฏการณ์ที่อยู่เบื้องหลังลายพรางนี้คล้ายกับภาพลวงตาที่เห็นในวันที่อากาศร้อนอยู่ข้างหน้าถนน

ในโครงการคู่ขนานและแข่งขันกันอย่างแท้จริง นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียได้ประกาศเมื่อกลางปี 2551 ว่าพวกเขาเป็นผู้บุกเบิกวัสดุสามมิติที่สามารถเปลี่ยนทิศทางปกติของแสงในสเปกตรัมอินฟราเรดที่มองเห็นและใกล้ได้ นักวิจัยได้ปฏิบัติตามแนวทางที่แตกต่างกันสองวิธี ในการทดลองครั้งแรก พวกเขาซ้อนกันหลายชั้นสลับกันของเงินและแมกนีเซียมฟลูออไรด์ที่ไม่นำไฟฟ้า และตัดรูปแบบที่เรียกว่า "ตาข่าย" นาโนเมตรออกเป็นชั้นเพื่อสร้าง metamaterial เชิงแสงจำนวนมาก วัดการหักเหเชิงลบที่ความยาวคลื่น 1500 นาโนเมตร metamaterial ที่สองประกอบด้วย nanowires เงินที่ยืดออกภายในอลูมินาที่มีรูพรุน มีการหักเหเป็นลบที่ความยาวคลื่น 660 นาโนเมตรในบริเวณสีแดงของสเปกตรัม

วัสดุทั้งสองได้รับการหักเหเป็นลบ โดยมีปริมาณพลังงานที่ดูดซับหรือ "สูญเสียไป" เมื่อแสงผ่านเข้าไปน้อยที่สุด

ภาพ
ภาพ

ด้านซ้ายเป็นแผนผังของ metamaterial 3-D "mesh" แรกที่พัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซึ่งสามารถบรรลุดัชนีการหักเหของแสงเชิงลบในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ด้านขวาเป็นภาพโครงสร้างสำเร็จรูปจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เลเยอร์ที่ไม่ต่อเนื่องจะสร้างโครงร่างเล็กๆ ที่สามารถหักเหแสงกลับได้

นอกจากนี้ ในเดือนมกราคม 2555 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสตุตการ์ตได้ประกาศว่าพวกเขามีความคืบหน้าในการประดิษฐ์ metamaterial แบบวงแหวนแยกหลายชั้นสำหรับความยาวคลื่นแสง ขั้นตอนแบบทีละชั้นนี้ ซึ่งสามารถทำซ้ำได้หลายครั้งตามต้องการ สามารถสร้างโครงสร้างสามมิติที่จัดตำแหน่งไว้อย่างดีจาก metamaterial กุญแจสู่ความสำเร็จนี้คือวิธีการ planarization (การปรับระดับ) สำหรับพื้นผิวนาโนลิโทกราฟีที่หยาบรวมกับ fiducials ที่ทนทานซึ่งทนต่อกระบวนการกัดเซาะแบบแห้งในระหว่างการผลิตนาโนผลลัพธ์ที่ได้คือการจัดตำแหน่งที่สมบูรณ์แบบพร้อมกับชั้นที่แบนราบอย่างยิ่ง วิธีนี้เหมาะสำหรับการผลิตรูปทรงอิสระในแต่ละชั้น ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น

แน่นอน อาจจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมอีกมากก่อนที่จะสามารถสร้าง metamaterial ที่สามารถทำงานได้ในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ซึ่งตามนุษย์สามารถมองเห็นได้ และจากนั้นจึงใช้วัสดุที่ใช้งานได้จริง เช่น สำหรับเสื้อผ้า แต่แม้กระทั่งวัสดุปิดบังที่ทำงานด้วยความยาวคลื่นพื้นฐานเพียงไม่กี่ช่วงก็สามารถให้ประโยชน์มหาศาลได้ พวกมันสามารถทำให้ระบบการมองเห็นตอนกลางคืนไม่มีประสิทธิภาพและวัตถุที่มองไม่เห็น เช่น ลำแสงเลเซอร์ที่ใช้นำทางอาวุธ

แนวคิดในการทำงาน

ระบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์น้ำหนักเบาได้รับการเสนอโดยอิงจากอุปกรณ์ถ่ายภาพและจอแสดงผลที่ทันสมัยซึ่งทำให้วัตถุที่เลือกเกือบจะโปร่งใสและแทบมองไม่เห็น ระบบเหล่านี้เรียกว่าระบบการพรางตัวแบบแอ็คทีฟหรือแบบปรับได้ เนื่องจากไม่เหมือนกับการพรางตัวแบบเดิมๆ ตรงที่พวกมันสร้างภาพที่เปลี่ยนแปลงได้ตามการเปลี่ยนแปลงของฉากและสภาพแสง

หน้าที่หลักของระบบลายพรางแบบปรับได้คือการฉายฉาก (พื้นหลัง) ด้านหลังวัตถุลงบนพื้นผิวของวัตถุที่อยู่ใกล้กับผู้ชมมากที่สุด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ฉาก (พื้นหลัง) ที่อยู่เบื้องหลังตัวแบบจะถูกเคลื่อนย้ายและแสดงในแผงด้านหน้าของตัวแบบ

ระบบพรางตัวแบบแอคทีฟทั่วไปมักจะเป็นเครือข่ายของจอแสดงผลแบบแบนที่ยืดหยุ่นซึ่งจัดเรียงไว้ในรูปแบบของผ้าห่มบางประเภทที่จะครอบคลุมพื้นผิวที่มองเห็นได้ทั้งหมดของวัตถุซึ่งจำเป็นต้องพรางตัว แผงแสดงผลแต่ละแผงจะมีเซ็นเซอร์พิกเซลแบบแอ็คทีฟ (APS) หรืออาจมีตัวสร้างภาพขั้นสูงอีกตัวหนึ่ง ซึ่งจะถูกนำไปข้างหน้าของแผงหน้าจอและจะใช้พื้นที่ส่วนเล็กๆ ของแผงหน้าจอ "แผ่นปิด" จะประกอบด้วยโครงลวดที่รองรับเครือข่ายใยแก้วนำแสงแบบเชื่อมขวาง ซึ่งรูปภาพจาก APS แต่ละตัวจะถูกส่งไปยังแผงแสดงผลเพิ่มเติมที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของวัตถุที่ปิดบัง

ตำแหน่งและทิศทางของอุปกรณ์สร้างภาพทั้งหมดจะซิงโครไนซ์กับตำแหน่งและทิศทางของเซ็นเซอร์ตัวเดียว ซึ่งจะกำหนดโดยตัวสร้างภาพหลัก (เซ็นเซอร์) การวางแนวจะถูกกำหนดโดยเครื่องมือปรับระดับที่ควบคุมโดยเซ็นเซอร์ภาพหลัก ตัวควบคุมส่วนกลางที่เชื่อมต่อกับเครื่องวัดแสงภายนอกจะปรับระดับความสว่างของแผงแสดงผลทั้งหมดโดยอัตโนมัติเพื่อให้ตรงกับสภาพแสงโดยรอบ ด้านล่างของวัตถุที่สวมหน้ากากจะมีแสงเทียมเพื่อให้ภาพของวัตถุที่ปิดบังจากด้านบนแสดงพื้นดินราวกับว่ามันเป็นแสงธรรมชาติ หากไม่สามารถทำได้ ผู้สังเกตจะมองเห็นความแตกต่างที่ชัดเจนและความไม่ต่อเนื่องของเงาเมื่อมองจากบนลงล่าง

แผงแสดงผลสามารถกำหนดขนาดและกำหนดค่าได้ เพื่อให้สามารถใช้แผงเหล่านี้ทั้งหมดเพื่อปกปิดวัตถุต่างๆ โดยไม่ต้องแก้ไขวัตถุเอง ขนาดและมวลของระบบทั่วไปและระบบย่อยของการพรางตัวแบบปรับได้นั้นประมาณการไว้: ปริมาตรของเซนเซอร์ภาพทั่วไปจะน้อยกว่า 15 ซม.3 ในขณะที่ระบบที่ปิดบังวัตถุที่มีความยาว 10 ม. สูง 3 ม. และกว้าง 5 ม. จะมี น้ำหนักไม่เกิน 45 กก. หากวัตถุที่จะปิดบังเป็นยานพาหนะ ระบบลายพรางแบบปรับได้สามารถเปิดใช้งานได้อย่างง่ายดายโดยระบบไฟฟ้าของรถโดยไม่ส่งผลกระทบในทางลบต่อการทำงานของมัน

ทางออกที่น่าสนใจในการดัดแปลงลายพรางของอุปกรณ์ทางทหาร Adaptive จาก BAE Systems

แนะนำ: