Технополис завтра
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Новости Интересное

Истребители. Поколение Next: часть 1. Невидимки

15.09.2016

В.З. В прошлом цикле статей мы рассмотрели три способа сделать самолёт малозаметным в лучах локатора. Это - отразить волны РЛС в другую сторону, поглотить их специальным покрытием и, наконец, использовать плазму. А можно ли сделать самолёт действительно невидимым, причём не только в лучах локатора, но и в видимом диапазоне?

Предыдущая статья, вступление: Истребители. Пятое поколение: Что дальше?

Фантастика, бред, скажете вы? Я раньше тоже так думал. Хотя никого не удивляют, к примеру, миражи в пустынях - просто привыкли. И когда в жаркую погоду едешь на авто, а впереди вместо асфальта явно видно что-то похожее на воду, тоже все видели. Оказывается, секрет в том, что у воздуха, нагретого от асфальта, другой коэффициент преломления, чем у воздуха выше.

Fandor: коль физика позволяет - то технологии рано или поздно дозреют до использования и этого эффекта. Например - греть СВЧ-лучом заранее рассчитанную точку пространства для получения плазмоида, способного обмануть оптический прицел противника!

В.З. Привыкли и другим интересным явлениям: ведь радужная поверхность компакт-дисков никого не удивляет? А его ведь никто "радужной краской" не красил, он "работает" как дифракционная решётка.

Fandor: более того - крылья бабочек, со всем их разнообразием красок и узоров тоже "сделаны" дифракцией! Та самая "пыльца", что оставалась на наших пальцах, когда мы в детстве охотились за бабочками - это чешуйки с размером, сопоставимым с длиной световой волны и все узоры на бабочкиных крыльях сформированы периодическим чередованием штрихов, составленных из этих чешуек нано-размера.
О сколько нам открытий чудных готовит нанотехнологический уклад! (с) моё!

В.З. И не только бабочки: ведь ядовито-зелёные мухи не потому зелёные, что у них цвет такой, это поверхность "фюзеляжа" такая "хитрая". А кроме мух и бабочек подобные эффекты можно иногда увидеть на вороньих и утиных перьях. И жемчуг ценится по той же причине...

А ещё раньше научились делать "плоские линзы": вроде бы тоненькая плёночка, а работает как линза. Это называется линза Френеля, и поначалу их делали стеклянными, но они тоже были гораздо тоньше и легче, чем обычные линзы:

(рис. из Википедии)

Fandor: не самый известный факт - голограмма линзы работает, как реальная линза! Фототпечаток фокусирует свет, точно так же, как и материальный прототип. То есть, оптическая копия предмета выполняет его функцию - в полном соответствии с принципами ТРИЗ.

И что характерно - голограмма линзы представляет собой - тадам! - серию концентрических колец с шагом, равным длине волны лазера, использованного при съёмке голограммы! То есть, представляет из себя именно линзу Френеля...

ХИНТ: маленькое лирическое отступление - кольца и вообще оптические структуры можно рисовать при помощи ЖК-технологий, управляя процессом в реал-тайме от компьютера.

Другими словами - мы имеем потенциальную технологию формирования оптического канала с переменными свойствами (фокусное расстояние, аберрация и т.д.). Это к вопросу о перспективах упомянутых мной дальше ОЛС (оптико-локационных станций)...

В.З. Ну а как устроены "голографические" декоративные плёнки, я даже не знаю толком. Одно могу сказать - голографии там нет, но красиво, чёрт возьми! Бриллианты отдыхают.

Такую бы плёночку, да в средневековье, ювелиру продать - озолотиться можно было бы :)

К чему я это? А это все примеры простейших метаматериалов, то есть, таких материалов, свойства которых зависят не только от свойств компонентов, но и от специальной микроструктуры их поверхности. Ну а теперь ближе к невидимости.

Началось всё давно, в 1967 году, когда советский физик Виктор Веселаго опубликовал в журнале "Успехи физических наук" статью, в которой говорилось о возможности существования материалов с отрицательным коэффициентом преломления (слева - обычный коэффициент преломления, справа - отрицательный):

Рис. http://hi-news.ru

И что в таких материалах все оптические явления существенно меняются (вспоминаем, что такое рефракция, дисперсия...).

Интересно, что первые стелсы тоже были сделаны на основе работ другого советского учёного - Уфимцева.

Ну а в последнее время этими исследованиями занялись вплотную. Почему не раньше? Да просто технологии не позволяли. Ведь для такого "фокуса" мало подобрать подходящий материал - его нужно сделать самому, причём в материале этом должны быть специальные структуры, которые заведомо меньше длины волны, от которой нужно защищаться. И если для невидимости в радиоволнах достаточно размера структур в несколько миллиметров, то для видимого диапазона уже нужны пресловутые нанотехнологии.

Fandor: совершенно справедливо - но никто не отменял и мета-структуры для метрового диапазона! Ведь нынешние стелс-технологии пока рассчитаны фактически на головки самонаведения ракет - для локаторов же с метровым диапазоном стелсы пока не существуют. А не помешало б прятаться и от "Неба" ("Небо" - это РЛС, защищающая российское небо...):

Фото http://nitel-oao.ru

В.З. Если не лезть в научные дебри типа "объёмных плазмонных поляритонов", то суть в том, что радиоволна или свет, условно говоря, как бы огибает объект, и наблюдателю видно то, что находится за ним. В статьях в качестве условного примера обычно говорят о камне, который вода спокойно обтекает.

Рис. www.dailytechinfo.org

Вот простейший, некачественный вариант плаща-невидимки:

А это - уже гораздо лучше!

Фото http://theoryandpractice.ru

Первым подобный материал создал британский физик сэр Джон Пендри в 90-х. Но его материал делал объекты невидимыми только в ИК-диапазоне.

Fandor: ничего себе "только"!.. Спрятаться от ночного прицела - это более, чем круто!

В.З. Затем этими исследованиями занялись физики из Бирмингема, а за ними - и канадские физики из компании Hyperstealth. Именно они разработали материал Quantum Stealth, который, по их сообщениям, делает объект невидимым для глаз, приборов ночного видения, а также скрывает тень от объекта. Фирма специализируется на военном камуфляже, а потому все остальные подробности секретны. Известно только, что материал недорогой, и для него не требуются ни батарейки, ни видеокамеры, ни другая техника.

А что делается в России? Этого традиционно никто кроме посвящённых не знает. Ну всегда же такое было: ничего-ничего, и вдруг бац - и "Калибры" достают аж до Сирии... Впрочем, как всегда, есть и открытые научные статьи, где видно, что учёные уже идут дальше. Говорят уже и о гиперболических метаматериалах, мультимасштабных метаповерхностях и мембранах, но мы в эти дебри углубляться не будем. Заметим только, что метаматериалы можно конструировать не только для невидимости, но и для самых разных применений. К примеру, в антенной и лазерной технике, медицине, в системах безопасности аэропортов и т.д. Более того: терагерцовые волны способны видеть сквозь стены и даже заменить рентген!

Fandor: Для истребителя оптическая невидимость весьма востребована - вспомним, что  в шариках перед кабинами МиГов и Сушек стоят ОЛС - то есть, отико-локационные станции, задача которых в режиме радиомолчания обнаруживать противника на дистанциях, недоступных человеческому глазу. И кто обнаружит раньше - тот получит конкретное тактическое преимущество.

И уж если такая технология работает на самолёте - то следует ожидать появления её и в головках самонаведения ракет (сначала ЗУР, а потом и В-В). Это только вопрос миниатюризации и повышения устойчивости оптико-механических узлов при перегрузках, характерных для ракет.

Да и от боевика с шайтан-трубой на плече спрятаться в открытом небе вовсе не помешает...

В.З. Для вертолётов и штурмовиков это ещё более актуально...

Послесловие.

Авторы отдают себе отчёт, что выглядит рассказанное слишком уж фантастично.

Да и фотографии в СМИ, приводимые в доказательство, вызывают много вопросов - не исключено, что это фейк, рассчитанный на элементарную сенсацию, поднимающую тиражи. Или там рейтинги.

Но не в этом дело - сама теоретическая часть неоспорима и, значит, какие-то перспективы у технологии имеются. Пусть не завтра - но когда-то совершенно точно.

Так или не так будет выглядеть на практике пресловутый "плащ-невидимка" - тоже сейчас не имеет большого значения. А имеет значение тот факт, что в тему вкладывается финансирование всеми участниками военной гонки - режим глубокой секретности в этой области несомненен и то, что публикации о метаматериалах не только в СМИ, но и в серьёзных отраслевых изданиях следуют со всех сторон - из России, США, Канады, Японии и т.д. - означает, что мы вправе ожидать применения этой супер-технологии в перспективных разработках уже на следующей итерации развития.

А то, что в радиодиапазоне решения на основе метаматериалов уже освоены промышленностью - состоявшийся факт: метаматериалы используются в конструкциях новейших РЛС, что позволяет значительно улучшить технические параметры - поднять разрешение, уменьшить боковые лепестки, повысить КПД...

Fandor: а я ожидаю превращения пассивных ячеек в активные - что превратит полотно конформной антенны в универсальное средство: хочу - сканирую внешний мир, а хочу - превращаюсь в чёрную дыру. Или же в голографический фантом...

Истребители. Пятое поколение. Невидимки

Истребители. Пятое поколение. Недостатки невидимок

Истребители. Пятое поколение. Первый блин — F-117

Истребители. Пятое поколение. F-22 Raptor

Истребители. Пятое поколение. F-35

Истребители. Пятое поколение. Ответы

Истребители. Пятое поколение. Сверхманёвренность и "Топ Ган"

Истребители. Пятое поколение: МиГ МФИ. Травля

Истребители. Пятое поколение. Су-47 "Беркут"

Истребители. Пятое поколение. ПАК ФА

Истребители. Пятое поколение: Что дальше?

Истребители. Поколение Next: Часть 1. Невидимки

Истребители. Поколение Next: часть 2. ФАР, АФАР, ЦАР, РОФАР...

Истребители. Поколение Next: часть 3. Шаг к интеллекту

Fandor, В. Зыков

 
Социальные комментарии Cackle
Loading...
Загрузка...

© 2009 Технополис завтра

Перепечатка  материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши  правила  строже  этих,  пожалуйста,  пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.