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.