Маскирующее устройство

редактировать
Моделирование работы маскирующего устройства. Маскирующее устройство неактивно: свет отражается и поглощается объектом, делая его видимым Имитация работы маскирующего устройства. Активно маскирующее устройство: свет отражается вокруг объекта, в результате чего он становится невидимым

A маскирующее устройство - это гипотетическая или вымышленная технология невидимости, которая может вызывать объекты, такие как космические корабли или отдельных лиц, чтобы быть частично или полностью невидимым для частей электромагнитного (ЭМ) спектра. Однако по всему спектру замаскированный объект рассеивает больше, чем незакрытый объект.

Вымышленные маскирующие устройства использовались в качестве сюжетных устройств в различных средах в течение многих лет.

Развитие научных исследований показывает, что реальные маскирующие устройства могут скрывать объекты, по крайней мере, на одной длине волны электромагнитного излучения. Ученые уже используют искусственные материалы, называемые метаматериалы, чтобы направлять свет вокруг объекта.

Содержание

  • 1 Концептуальное происхождение
  • 2 Научные эксперименты
    • 2.1 Исследования метаматериалов
    • 2.2 Активный камуфляж
    • 2.3 Плазменная невидимость
    • 2.4 Метаскрин
    • 2.5 Маскирующее устройство Хауэлла / Чоя
    • 2.6 Маскировка в механике
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки

Концептуальное происхождение

Звездный путь сценарист Пол Шнайдер, частично вдохновленный фильмом 1958 года Беги без звука, беги глубоко, а частично - Враг внизу, в котором был выпущен в 1957 году, представил маскировку как космический аналог погружающейся под воду подводной лодки и применил ее в эпизоде ​​«Баланс ужаса » 1966 года, в котором он представил ромуланский вид. (Он также предсказал в том же эпизоде, что невидимость, «избирательное отклонение света», как описано выше, потребует огромной мощности.) Другой сценарист «Звездного пути», D.C. Фонтана ввел термин «маскировочное устройство» для эпизода 1968 года «Инцидент на предприятии », в котором также участвовали ромуланцы.

Star Trek установил ограничение на использование этого устройства: чтобы стрелять по другому кораблю, замаскированный космический корабль должен «снять маскировку».

С тех пор сценаристы и разработчики игр включили маскирующие устройства во многие другие научно-фантастические рассказы, в том числе Доктор Кто, Звездные войны и Звездные врата.

Научные эксперименты

Оперативные научно-популярные маскирующее устройство может быть расширением базовых технологий, используемых самолетами-невидимками, таких как поглощающая радар темная краска, оптический камуфляж, охлаждение внешней поверхности для минимизации электромагнитных излучений (обычно инфракрасное ) или другие методы для минимизации других электромагнитных излучений и для минимизации выбросов частиц от объекта. Использование определенных устройств, чтобы заглушить и сбить с толку устройства дистанционного зондирования, значительно помогло бы в этом процессе, но это более правильно называется «активный камуфляж ». В качестве альтернативы, метаматериалы предоставляют теоретическую возможность заставить электромагнитное излучение свободно проходить вокруг «замаскированного» объекта.

Исследование метаматериалов

Оптические метаматериалы были представлены в нескольких недавних предложениях по невидимости схемы. «Метаматериалы» относятся к материалам, которые своими преломляющими свойствами обязаны своей структуре, а не веществам, из которых они состоят. Используя трансформирующую оптику, можно спроектировать оптические параметры «плаща» так, чтобы он направлял свет вокруг некоторой области, делая его невидимым в определенном диапазоне длин волн.

Эти пространственно изменяющиеся оптические параметры не соответствуют никакому природному материалу, но могут быть реализованы с использованием метаматериалов. Существует несколько теорий маскировки, порождающих различные типы невидимости. В 2014 году ученые продемонстрировали хорошую маскирующую способность в мутной воде, продемонстрировав, что объект, окутанный туманом, может полностью исчезнуть при надлежащем покрытии метаматериалом. Это происходит из-за случайного рассеяния света, например, что происходит в облаках, тумане, молоке, матовом стекле и т. Д., В сочетании со свойствами покрытия из метаматериала. Когда свет рассеивается, тонкий слой метаматериала вокруг объекта может сделать его практически невидимым в различных условиях освещения.

Активный камуфляж

Пальто с использованием оптического камуфляжа от Susumu Tachi. Слева: пальто без специального приспособления. Справа: такое же покрытие, которое видно через полупрозрачный проектор, входящий в состав технологии ретро-отражающей проекции.

Активный камуфляж (или адаптивный камуфляж) - это группа технологий камуфляжа, которые позволяют объект (обычно военного характера), который должен сливаться с окружающей средой за счет использования панелей или покрытий, способных изменять цвет или яркость. Можно рассматривать активный камуфляж как имеющий потенциал стать совершенством искусства маскировки вещей от визуального обнаружения.

Оптический камуфляж - это вид активного камуфляжа, при котором человек надевает ткань, на которую проецируется изображение сцены непосредственно за носителем, так что владелец кажется невидимым. Недостатком этой системы является то, что когда человек в плаще движется, часто возникает видимое искажение, поскольку «ткань» догоняет движение объекта. Эта концепция пока существует только в теории и в экспериментальных прототипах, хотя многие эксперты считают ее технически осуществимой.

Сообщалось, что британская армия испытала невидимый танк.

Плазменная невидимость

Плазма в определенных диапазонах плотности поглощает определенные полосы широкополосного доступа волны, потенциально делая объект невидимым. Однако создание плазмы в воздухе слишком дорого, и возможной альтернативой является генерация плазмы между тонкими мембранами. Центр технической информации Министерства обороны также продолжает исследования в области технологий плазменного восстановления RCS. В 1991 году было запатентовано плазменное маскирующее устройство.

Metascreen

Прототип Metascreen представляет собой заявленное маскирующее устройство, которое имеет толщину всего несколько микрометров и в ограниченной степени может скрывать 3D объекты из микроволн в естественной среде, в их естественном положении, во всех направлениях и со всех позиций наблюдателя. Он был подготовлен в Техасском университете, Остин профессором Андреа Аль.

. Метаэкран состоял из поликарбонатной пленки толщиной 66 микрометров, поддерживающей расположение медных полосок толщиной 20 микрометров, которые напоминали рыболовная сеть. В эксперименте, когда на метаэкран попадали микроволны 3,6 ГГц, он повторно излучал микроволны той же частоты, которые были не в фазе, тем самым нейтрализуя отражения от скрытого объекта. Устройство только в первом порядке подавляло рассеяние микроволн. Те же исследователи опубликовали статью о «плазмонной маскировке » в предыдущем году.

Маскирующее устройство Хауэлла / Чоя

Профессор физики Рочестерского университета Джон Хауэлл и аспирант Джозеф Чой анонсировали масштабируемое маскирующее устройство, которое использует обычные оптические линзы для маскировки видимого света в макроскопическом масштабе, известное как «Rochester Cloak ». Устройство состоит из серии из четырех линз, которые направляют лучи света вокруг объектов, которые в противном случае закрывали бы оптический путь.

Маскировка в механике

Концепция маскировки не ограничивается оптикой, но также может быть перенесены в другие области физики. Например, можно было скрыть акустику для определенных частот, а также прикоснуться к механике. Это делает объект "невидимым" для звука или даже скрывает его от прикосновения.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

  • Техасский университет в Остине, инженерная школа Кокрелла, исследователи из UT Austin создают ультратонкий плащ-невидимку, 26 марта 2013 г.
  • New Journal of Physics, «Демонстрация плаща со сверхнизким профилем для подавления рассеяния стержня конечной длины в свободном пространстве», Дж. Сорик, П. Я. Чен, А. Керкхофф, Д. Рейнуотер, К. Мелин и Андреа Алю, март 2013 г.
  • New Journal of Physics, «Экспериментальная проверка трехмерной плазмонной маскировки в свободном пространстве», D Rainwater, A. Kerkhoff, K Melin, JC Soric, G Moreno и Andrea Al, январь 2012 г.
  • Physical Обзор X, «Действительно ли невидимые объекты рассеиваются меньше», Франческо Монтиконе и Андреа Алу, октябрь 2013 г.
Последняя правка сделана 2021-05-15 11:55:17
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте