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美海军在研隐身材料可帮潜艇躲避雷达声纳探测

热度48票  浏览55次 【共0条评论】【我要评论 时间:2012年1月15日 21:19

  据美国大众科技网站2012年1月11日报道 海洋中探测隐身潜艇主要依赖两种手段,即声纳和雷达。声纳的工作原理是利用舰艇反弹回的声波进行探测,雷达的工作原理是其能够在水面或水下探测到潜艇产生的微弱扰流。目前科学家正在研究全新的声学隐身衣和液体隐身衣来使潜艇躲避声纳和雷达的探测。

  声学隐身衣利用了超材料,这是一种工程化的复合材料,能够表现出某种特定的如磁性和光折射等自然属性。舰艇应用了这种材料,能够使声波在接触到船体外壳的时候沿船体发生折射,进而躲避声纳的探测。液体隐身衣能够改变船体周围的水流,可隐藏任何尾流或紊流,以此消除雷达带来的威胁。这两种材料在理论上都能够作为外壳材料用于现有的攻击型潜艇。美国海军研究局拒绝对隐身衣项目发表任何评论,但是目前可以明确的是已经有其它的一些军兵种正在从事这项工作――如美国海军在2009年便已开始的超材料反制与破坏项目。

  完全隐身

  美国杜克大学超材料中心助理研究教授亚罗斯拉夫"乌尔朱莫夫(Yaroslav Urzhumov)称,一种兼具声学隐身和液体隐身系统的复合材料的研发是可行的,但是不会很快出现。未来当这种材料出现的时候,最终的产品形态将会是一种具有良好透水性的网眼状材料。

  零尾流

  液体隐身衣将包含有数百个与水上摩托的结构类似的小型喷水装置。水流会加速流入超材料本身的孔隙中,然后在流出的时候速度减缓。流入流出前后,水流速度不发生变化,水流会无缝地闭合在潜艇四周,完全不会产生水流的扰动。

  微弱扰流

“伯努利水丘”现象

  水下航行的潜艇仍然能够暴露自身的位置。物体在水下运动时会在海水表面产生突起的水丘,这一现象被称为“伯努利水丘”(上图红色区域),即便潜艇在水下1000英尺的深度航行,依然可以被探测到。任何水面舰艇、潜艇在航行时都会产生V形尾流(上图绿色区域),这一现象被称为“开尔文尾流”,该尾流同样能够在海水表面探测得到。液体隐身衣能够消除“伯努利水丘”和“开尔文尾流”所带来的影响。

  更强的隔音能力

  科学家可以通过利用不同密度的材料进行结合来形成超材料,从而达到折射声波的目的。当声波接触到超材料的时候,其传播速度被加快,当离开的时候,速度被降低,整个过程声波不会发生失真。到目前为止,科学家已经使用椎体和圆柱体等简单形状的物体进行了隐身试验。据乌尔朱莫夫介绍,拥有更加复杂形状的物体也同样能够进行隐身。(中国船舶工业综合技术经济研究院 宋磊)

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