Se pare ca pentru firmele americane implicate in dezvoltarea tehnologiei dronelor, 2017 ar putea fi un an de cotitura.
Pe de-o parte, unele companii sunt interesate de integrarea unor arme laser (HEL) pe drone, asa cum este cazul celor de la GA-ASI (General Atomics Aeronautical Systems, Inc.) din San-Diego, constructorul dronelor MQ-1 Predator si MQ-9 Reaper. In cazul acestora, este vorba de un studio cu fonduri private de a integra pana in 2017 un laser «solid-state» de 150kW pe o drona de tip Avenger (redenumire a Predator-C). Acest echipament ar putea in anumite cazuri rachetele Hellfire, prototipul unui laser lichid de 150kW fiind livrat in iunie de catre GA-ASI catre Pentagon, pentru teste in poligonul White Sands din New Mexico. Un laser de 30kW reuseste sa distruga o drona sau sa gaureasca o barca de cauciuc.
Avenger
Provocarea cea mai mare, dupa acuratetea identificarii tintei, este capacitatea de a stabiliza laserul pe o platforma aeriana dispusa la vibratii si care se misca rapid in raport cu tinta, trebuind compensate si distorsiunile optice date de atmosfera (praf, fum, straturi de aer cu temperaturi deci si densitati diferite).
Urmeaza apoi dificultatile legate de masa unui astfel de laser si a generatorului aferent, inginerii propunandu-si pe moment ca si obiectiv o masa maxima de 1,4 tone, care reprezinta masa utila a Predator-C. Sistemul de generare a curentului electric conceput pentru acest proiect functioneaza pe modelul unui vehicul hibrid, folosind o parte din puterea motorului dronei pentru a incarca un ansamblu de acumulatori, care pot fi apoi folositi pentru actionarea laserului ambarcat. Se estimeaza ca acumulatorul poate oferi energie pentru 5-6 lovituri consecutive inainte de a avea nevoie de reincarcare, care se va face pe durata catorva minute de zbor, in timp ce daca se foloseste o cadenta mai redusa de tragere, nu va fi nevoie de reincarcare.
Cei de la MDA (Missile Defense Agency) au oferit finantare pentru capacitati de tintire si urmarire pe drone aeriene si se asteapta ca dupa 15 ani de cercetari asidue tehnologia laserilor aerieni compacti instalabili pe drone sa se apropie de maturitate.
Predator C Avenger – senzor optic
De asemenea compania ofera in pachet si tehnologia de noua generatie pentru centre de control de la sol a dronelor, echipamentele furnizate fiind déjà compatibile cu noile arme laser, anumite ajustari fiind necesarea prin instalarea de programme noi. Se vor introduce noi concepte de utilizare, cu noi proceduri de antrenament, pentru a putea opera la maxima capacitate noile arme instalate pe drone tactice de dimensiune medie.
O alta directie de cercetare o constituie camuflajul multispectru al dronelor, vizand domeniile vizual, electronic si infrarosu. Astfel inginerii de la University of California din San Diego lucreaza la un dispozitiv de camuflaj bazat pe materiale ultrasubtiri compuse din nanocilindri ceramici pe un substrat de Teflon. Acest material detine proprietatea de a curba undele luminoase in jurul obiectelor pe care le acopera, imbinand indicele de refractie redus al Teflonului cu indicele mai ridicat al ceramicii si ducand la o absorbtie (aproape) nula a luminii.
Profesorul Boubacar Kanté, coordonatorul studiului “Extremely Thin Dielectric Metasurface for Carpet Cloaking” si professor la Department of Electrical and Computer Engineering din UC San Diego Jacobs School of Engineering, sustine ca este vorba de fenomene fizice deja cunoscute si imbinate intelligent si nicidecum de magie. Conform principiului lui Fermat, o unda electromagnetica va calatori intre doua punct pe drumul cu cel mai scurt timp, drum care este o linie dreapta in cazul materialelor omogene. In materiale neomogene, drumul devine o curba datorita vitezei diferite in diverse puncte, acesta putand fi controlat prin permitivitate electrica si permeabilitate magnetica.
(Foto apartinand Li-Yi Hsu/University of California, San Diego) Hsu, L.Y., Lepetit, T., & Kanté, B. (2015). Extremely thin dielectric metasurface for carpet cloaking. Progress in Electromagnetics Research, 152, 33-40.
In acest studiu s-a obtinut o folie folosind materiale dielectrice, foaia subtire de teflon (in albastru mai sus) avand insertii cu mici particule din cilindri ceramici (punctele inchise la culoare). Acest material imprastie radiatia electromagnetica (vizibila, radar sau infrarosie), fortand-o sa ocoleasca obiectul cu un astfel de invelis. Aceasta afecteaza inclusiv umbra obiectului, radiatia reflectata de obiect nefiind diminuata prin absorbtie.
Aceasta tehnologie poate avea aplicatii nu doar in domeniul militar, la camuflarea unor echipamente, ci si in cel civil, in special in telecomunicatii, deoarece diminueaza absorbtia undelor electromagnetice si le poate curba, crescand viteza comunicatiilor optice sau crescand eficienta colectarii energiei solare (spre exemplu in cazul folosirii turnurilor solare de colectare).
Marius Zgureanu
Surse :
http://www.defenseone.com/technology/2015/09/drones-armed-high-energy-lasers-may-arrive-2017/121583/
http://defense-update.com/20150830_metamaterial_cloak.html
HDIAC Spotlight: Bringing Invisibility Cloaking to reality (August, 2015)
https://www.hdiac.org/node/2071
Engineers give invisibility cloaks a slimmer design. (2015). ScienceDaily.
Sklar, P. (2015). Scientists make a breakthrough in invisibility cloak technology. Escapist Magazine.
GEORGE tu ai citit ce ai scris ?
Acest material detine proprietatea de a curba undele luminoase in jurul obiectelor pe care le acopera, imbinand indicele de refractie redus al Teflonului cu indicele mai ridicat al ceramicii si ducand la o absorbtie (aproape) nula a luminii.
Materialele dielectrice sunt utilizate deobicei in optica pentru cresterea reflectivitatii si nu pentru atenuarea dispersiei. Nu e vorba de nici o lumina George o vorba de unde radar iar o combinatie de indici de refractie nu face in nici un caz ca lumina sa :
„ocoleasca obiectul cu un astfel de invelis”
Ia mai uita=te inca odata la ce ai scris : nanocilindri ceramici
Adica straturi compozite dublate de nanotuburi diminueaza reflectia stratului de baza (de regula metalic) si nu se refera deci la undele care vin ci la cele care pleaca . Cam cum zice Radio Erevan ……..
Oricum Rusia are deja tehnologii de contracarare a vopselelor nano-ceramice antiradar si o drona are putine sanse sa parcurga fie si 200 km pe teritoriul Federatiei fara ca un samaliot sa nu o dea peste cap cu aripa avionului sau.
Asa la caterinca ……
Fiecare element din tabelul lui Mendeleev are lungimi de unda unice de absorptie deci si de emisie …inclusiv in spectrul radar…… Shifitingul meu
si mai rau incurca …… Un emitator cu frecventa variabila, putere mare , con mic si baleiere pe etaje multiple poate cu usurinta sa gaseasca orice avion.
Retele de tip quadrant cu trailing nu lasa nici o sansa unei amarite de drone.
Avioanele viitorului vor avea o altfel de protectie:
„Plecara deci ai nopti corbi peste intinsele paduri,
Taciunele din pana lor crezind ca-i pavaza …..
…..
Nu zbori peste albinele din padurea ursului
Fara o blana mai dihai ca a lui…..
Deci e vorba de o …… blana
Taciunele ….. cel de miine este cel la care se lucreaza acum … si nu va fi deci bun de nimic.
Mihail S.
Mihail 2 S.,
Sa lamurim niste aspecte:
1.) Nu George a scris, ci eu, si nu este lucrarea mea de diploma in fizica ci traducerea unor articole publicate in presa de anumite universitati. Poti sa mergi pe link-urile date de mine si sa te convingi sau sa-i intrebi 🙂
2.) Studiul este despre lumina si nu despre undele radar, desi ambele apartin radiatiilor electromagnetice. Deci restul demonstratiei pe care ai vrut sa o faci nu pre are valoare, decat partial;
3.) Cand alternezi straturi cu indice de refractie diferit, se poate produce un efect similar cu propagarea in anumite tipuri de fibra optica, astfel ca stratul exterior nu lasa sa scape raza de lumina decat atunci cand acesta permite desprinderea de suprafata (cu 2 straturi) la care a aderat.
4.) Cand vorbim de nanomateriale sau de fibre optice cu miez extrem de mic (de 10 ori mai redus decat lungimea de unda) nu se mai aplica legile clasice ale opticii ci principii electromagnetice. In functie de grosimea substratului si distanta dintre insertii precum si diametrul lor, putem asista la fenomene mai particulare ale fizicii, la fel cum in fibra optica actioneaza un cumul de efecte.
Deci partial ai inteles: stratul de nanotuburi nu mai lasa lumina sa plece de pe suprafata ci o face sa adere la ea fara a o absorbi, ocolind obiectul pe suprafata sa, urmand a se desprinde apoi in anumite conditii …
Un mic sfat, mai iesi putin de pe orbita Moscovei, o sa vezi ca si altundeva se face cercetare… chiar daca, cum spuneau unii dintre profesorii mei mai in varsta – cele mai bune materiale tehnice si stiintifice le poti accesa daca stii rusa (ca saracii aia au invatat la scoala si aia le-a fost accesibil, neavand acces la laboratoarele occidentale).
@Marius ai fost rau, acuma asta nu mai primeste cei 0.5 ron care trebuia sa ii primeasca pentru postarea asta.. iti dai seama cati „iluminati ” sau adunat la un loc ca sa incerce sa iti dea o replica?
Pai am avut specializarea microunde la facultate, e adevarat ca a ruginit intr-un colt de mai bine de 15 ani, ca nu prea aveam ce face pe specializare in campul muncii. Asa ca recunosc ca nu prea le am cu radarele, desi seful de catedra chiar lucrase la radare… Eu n-am avut norocul, sau ghinionul… asa ca am ajuns pe optic, dar nu chiar in cercetare ci in testare R&D.
Amu’, nu pretind ca inteleg chiar tot ce au facut aia cu nanoinsertiile-nanocilindrice in pelicula de teflon, eu doar am tradus 🙂
apreciez : „eu am tradus”. nu vreau sa fiu rau cu tine Marius dar sunt o droaie de bazaconii SF prin „traducerile” alea. stii ce putere totala estimata are Rusia in partea europeana : peste 110 MW . unasutazece megawati putere de emisie Marius! cum dreaqu sa se strecoare un rahatel din asta de drona cind – la 7-8 m lungime si 10 m anvergura – cel putin 500-700 kg structuri metalice etc o pot detecta de la peste 1.200 – 1.500 km fie si cu o amprenta equivalent de cca 200-400 cm2 ?
viitorul e …… blana ….
si din momentul ala sa te ții …bâlci tata !!
o noua clasa de experimente trebuie demarata noi structuri si anvelope trebuie imaginate, proiecții si simulări matematice extrem de complexe vor trebuie rulate pentru ca într-o buna zi ….. blana sa fie coșmarul unei noi ere .
Aaaa … sa nu uit !
O putere de emisie de doar 600 kw la 400 km distanta pe o tinta cu indice de reflectie multispectral de 0,1% (minimum teoretic posibil) la un con de 2,4 grade rezulta un semnal de intoarcere de 17 wati . Cit de mica sa fie drona sa coboare sub 0,2 wati care este un semnal standard de detectie ? Pai trebuie sa aiba 11 cm lungime si o anvergura de 18 cm respectind proportiile standard de azi,
Gindeste-te ca un semnal de 5 wati este captat de ani si ani de la sonde aflate dincolo de marginea sistemului nostru solar….
Biata drona….. bietii corbi….. cruda soarta vor avea !!!!!
nu stau deloc americanii.cerceteaza,produc,cerceteaza….
Drace! .Unde am pus notitele alea din cursurile de fizica? ….hmm. Articolul este ok.Sigur , ce dracu nu au rusii astia…vopsele sigur, tupeu si minciuni.
io consider ca Boeing sunt departe in domeniu laserilor fata de concurenta, trecand cu ceva timp in urma la laseru` din clasa megawat care o fi puterea reala de emisie nu stiu:
https://en.wikipedia.org/wiki/Boeing_YAL-1
pe de alta parte se vorbeste deja de distrugerea proiectilelor de artilerie
http://www.businessinsider.com/boeing-introduces-a-laser-cannon-to-shoot-down-drones-2015-8
conditiile meteo nu mai sunt o problema pt. laseri:
http://www.electronicproducts.com/Optoelectronics/Lasers/Boeing_s_truck_mounted_laser_cannon_blasts_drones_out_of_the_sky_using_an_Xbox_controller.aspx
ala era alt tip de laser, unul gazos, cu masa de aproape 20 de tone, dificil de intretinut si operat.
Apoi au trecut la asa ceva, dar care era sensibil la atmosfera ( lungimi de unda 2.7-2.9 µm):
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_fluoride_laser
Apoi:
https://en.wikipedia.org/wiki/High_Energy_Liquid_Laser_Area_Defense_System
„The design combined the high energy density of a solid-state laser with the thermal management of a liquid laser”
Deci ce se incearca acum este in principal solid-state, capabil de pulsuri intense si nu de iluminare sustinuta.
Viitorul o sa fie mai ceva ca filmele sf
The Rochester Cloak 🙂
https://www.youtube.com/watch?v=vtKBzwKfP8E
„Cloaking’ device uses ordinary lenses to hide objects across range of angles”
http://www.rochester.edu/newscenter/watch-rochester-cloak-uses-ordinary-lenses-to-hide-objects-across-continuous-range-of-angles-70592/
cel mai bun lucru anti stealth sub orice forma este pulsul electromagnetic … nu ala nuclear… ecranezi..dar cat dracu sa ecranezi..nici macar fibra optica nu rezista unui puls bine plasat … plus ca ce credeati ca face subul ala rusesc langa cablurile de date submarine… testau, cercetau, etc….