美海軍在研隱身材料可幫潛艇躲避雷達(dá)聲納探測

時間:2012-01-16 10:05來源:中國國防科技信息網(wǎng) 作者: 宋磊 點(diǎn)擊: 載入中...

  海洋中探測隱身潛艇主要依賴兩種手段,即聲納和雷達(dá)。聲納的工作原理是利用艦艇反彈回的聲波進(jìn)行探測,雷達(dá)的工作原理是其能夠在水面或水下探測到潛艇產(chǎn)生的微弱擾流。目前科學(xué)家正在研究全新的聲學(xué)隱身衣和液體隱身衣來使?jié)撏Ф惚苈暭{和雷達(dá)的探測。
 

  聲學(xué)隱身衣利用了超材料,這是一種工程化的復(fù)合材料,能夠表現(xiàn)出某種特定的如磁性和光折射等自然屬性。艦艇應(yīng)用了這種材料,能夠使聲波在接觸到船體外殼的時候沿船體發(fā)生折射,進(jìn)而躲避聲納的探測。液體隱身衣能夠改變船體周圍的水流,可隱藏任何尾流或紊流,以此消除雷達(dá)帶來的威脅。這兩種材料在理論上都能夠作為外殼材料用于現(xiàn)有的攻擊型潛艇。美國海軍研究局拒絕對隱身衣項(xiàng)目發(fā)表任何評論,但是目前可以明確的是已經(jīng)有其它的一些軍兵種正在從事這項(xiàng)工作——如美國海軍在2009年便已開始的超材料反制與破壞項(xiàng)目。
 

  完全隱身
 

  美國杜克大學(xué)超材料中心助理研究教授亞羅斯拉夫•烏爾朱莫夫(Yaroslav Urzhumov)稱,一種兼具聲學(xué)隱身和液體隱身系統(tǒng)的復(fù)合材料的研發(fā)是可行的,但是不會很快出現(xiàn)。未來當(dāng)這種材料出現(xiàn)的時候,最終的產(chǎn)品形態(tài)將會是一種具有良好透水性的網(wǎng)眼狀材料。
 

  零尾流
 

  液體隱身衣將包含有數(shù)百個與水上摩托的結(jié)構(gòu)類似的小型噴水裝置。水流會加速流入超材料本身的孔隙中,然后在流出的時候速度減緩。流入流出前后,水流速度不發(fā)生變化,水流會無縫地閉合在潛艇四周,完全不會產(chǎn)生水流的擾動。
 

  微弱擾流
 

“伯努利水丘”現(xiàn)象
 

  水下航行的潛艇仍然能夠暴露自身的位置。物體在水下運(yùn)動時會在海水表面產(chǎn)生突起的水丘,這一現(xiàn)象被稱為“伯努利水丘”(上圖紅色區(qū)域),即便潛艇在水下1000英尺的深度航行,依然可以被探測到。任何水面艦艇、潛艇在航行時都會產(chǎn)生V形尾流(上圖綠色區(qū)域),這一現(xiàn)象被稱為“開爾文尾流”,該尾流同樣能夠在海水表面探測得到。液體隱身衣能夠消除“伯努利水丘”和“開爾文尾流”所帶來的影響。
 

  更強(qiáng)的隔音能力
 

  科學(xué)家可以通過利用不同密度的材料進(jìn)行結(jié)合來形成超材料,從而達(dá)到折射聲波的目的。當(dāng)聲波接觸到超材料的時候,其傳播速度被加快,當(dāng)離開的時候,速度被降低,整個過程聲波不會發(fā)生失真。到目前為止,科學(xué)家已經(jīng)使用椎體和圓柱體等簡單形狀的物體進(jìn)行了隱身試驗(yàn)。據(jù)烏爾朱莫夫介紹,擁有更加復(fù)雜形狀的物體也同樣能夠進(jìn)行隱身。

(責(zé)任編輯:鑫報(bào))
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