13.12.2024. - Китай изобрел новую мантию-невидимку

Китай изобрел новую мантию-невидимку

Представьте себе военный самолет, окутанный “плащом”, который может проноситься по небу, надежно защищенный от глаз врагов. Ранее в этом году ученые из Чжэцзянского университета в Китае объявили, что они создали именно это: “аэроамфибрирующий плащ—невидимку” для самолетов - подобный тому, что вы могли бы увидеть в "Звездном пути". Теперь китайские военные хотят применить новую технологию "стелс" к своему растущему парку беспилотных летательных аппаратов.

Самолеты обнаруживаются, когда они отражают поступающие волны от радарных систем. Но плащи-невидимки создаются для обмана радарных систем с помощью специально разработанных материалов, которые огибают эти волны вокруг самолета, как если бы они проходили сквозь плоскость. Цель состоит в том, чтобы манипулировать волнами всего электромагнитного спектра, включая видимые и невидимые человеческому глазу участки.

Военные всего мира десятилетиями работали над тем, чтобы сделать платформы с оружием, такие как боевые самолеты, незаметными для радарных систем. Но такая технология скрытности далека от совершенства, и это оружие все еще можно обнаружить с помощью правильного радара. Теперь команда Чжэцзянского университета заявляет, что они могут устранить пробел в невидимости и сделать самолеты полностью незаметными. Но не слишком ли все это хорошо, чтобы быть правдой?

До появления плащей-невидимок самолеты-невидимки были самым современным из доступных вариантов. Внешняя часть этих самолетов изготовлена из специальных композитных материалов, содержащих такие вещества, как графен и углеродное волокно, которые могут поглощать определенные типы радиолокационных волн, а не отражать их обратно. Самолеты-невидимки, такие как американский F-35 (на фото выше), F-22 Raptor и B-2 Spirit, также спроектированы с плоскими поверхностями, чтобы отражать как можно меньше радиолокационных волн, и вместо этого выглядят как летучая мышь или птица, парящая в небе. Аналогичная конструкция подводных лодок делает этих стальных чудовищ незаметными для операторов гидролокаторов.

Американские военные изначально взяли на себя инициативу по созданию самолетов-невидимок. В 1970-х годах Министерство обороны США начало разработку этой технологии, о которой публично было объявлено только на пресс-конференции Пентагона в 1980 году. Затем, в 1989 году, первый в стране самолет-невидимка был введен в строй. С этого момента соперники США (и даже некоторые союзники) начали разрабатывать контрмеры, чтобы обнаружить и сбить новый хитрый самолет Пентагона.

Эти страны разработали средства противодействия для обнаружения самолетов-невидимок, такие как более совершенные типы радаров, которые могут улавливать более широкий спектр частот.

Сегодня в России используются системы, работающие в относительно низкочастотных диапазонах, включая радар "Небо-М". Эта система излучает излучение на длинных волнах, что затрудняет самолетам-невидимкам уклонение от радиолокационных импульсов. Американские самолеты-невидимки, например, могут быть обнаружены радаром "Небо-М", поскольку они сконструированы таким образом, чтобы не попадать в поле зрения радаров с более короткими длинами волн.

Китай, тем временем, утверждает, что разработал новую радарную систему, которая использует спутниковую группировку BeiDou для обнаружения незначительных преломлений света от пролетающих самолетов-невидимок. “Используя простую приемную антенну, радар экономичен, может быть развернут практически в любой точке Земли и не излучает сигналов, которые могли бы выдать его местоположение”, - сообщает South China Morning Post.

В сочетании с передовыми радиолокационными системами новая технология маскировки невидимок, разработанная Чжэцзянским университетом, может дать Китаю беспрецедентное преимущество перед его конкурентами.

Китай уже более десяти лет стремится стать по-настоящему невидимым с помощью передовых метаматериалов. Лю Руопенг, предприниматель, которого называют “китайским Илоном Маском”, исследовал эти синтетические материалы в течение почти двух десятилетий.

К 2011 году ученые из Передового технологического института Гуанци в Китае уже массово производили специализированные метаматериалы для потенциального использования в продолжающейся китайской программе создания военных самолетов пятого поколения (J-35 и J-20 “Могучий дракон” - это два военных самолета пятого поколения).

Два года спустя ученые из Техасского университета в Остине объявили, что они тоже создали плащ-невидимку. Но он был разработан только для защиты самолетов от микроволнового излучения. Затем, в 2016 году, ученые из Соединенного Королевства анонсировали “маскировку поверхностных волн”, которая может заставить изогнутые поверхности казаться плоскими при контакте с электромагнитными волнами разных частот, предотвращая их рассеяние и предупреждая радары.

Несколько лет спустя ученые из США и Канады совершили крупный прорыв в производстве метаматериалов: создали новый инновационный тип металленс, представляющий собой плоскую поверхность, которая использует наноструктуры для манипулирования светом. В отличие от предыдущих малозаметных конструкций, этот металленс делает объект невидимым, искусно изгибая волны во всем видимом спектре света. Поверхность покрыта титановыми наноребрами, которые могут ловко направлять входящие световые волны, независимо от длины волны, через метаматериалы, которые изгибают волны с хирургической точностью. А поскольку metalens относительно тонкий, его проще в использовании и производстве, чем предыдущие разработки.

Тем временем китайские военные работают над созданием плащей-невидимок, которые можно будет использовать в облаках. По состоянию на 2018 год Передовой технологический институт Гуанци, как утверждается, производил более 100 000 квадратных футов электромагнитных материалов в год. По словам военных аналитиков Джеффри Лина и П.У. Сингера, они были созданы для китайского военного самолета пятого поколения Chengdu J-20 “Могучий дракон”.

Исследовательская группа Чжэцзянского университета разработала свой плащ-невидимку для быстро движущегося беспилотника, поэтому они должны были убедиться, что он может скрывать большой движущийся объект в любую погоду и в любой среде, будь то воздух, вода или суша.

Ученым пришлось преодолеть значительные препятствия, с которыми сталкивались в прошлых экспериментах с плащом-невидимкой. Во-первых, метаматериалы, использовавшиеся в предыдущих разработках, с трудом сводили электромагнитные волны в одну точку, чтобы сохранить невидимость. Итак, исследователи разработали новый трехмерный метаматериал для управления входящими волнами и обеспечения того, чтобы плащ оставался невидимым в любых условиях.

С помощью искусственного интеллекта "плащ", подобно хамелеону, приспосабливается к изменяющимся условиям: бортовые датчики измеряют такие факторы, как частота и угловая скорость поступающих радиолокационных волн, затем ИИ обрабатывает эту информацию и направляет беспилотник на манипулирование крошечными структурами на поверхности метаматериала, чтобы направлять волны. В отличие от других концепций cloak, исследователи говорят, что интеллектуальная система теоретически может работать в режиме реального времени без вмешательства человека.

В ходе испытаний в закрытых помещениях, имитирующих наземную, морскую и воздушную среду, напряженность электрического поля замаскированного беспилотника была в среднем примерно на 90 процентов аналогична напряженности его фона. Это указывало на то, что он, как правило, сливался с окружающей средой значительно лучше, чем беспилотник без плаща-невидимки, который был лишь на 45 процентов схож по напряженности электрического поля с фоновой средой.

Новая технология маскировки, разработанная Чжэцзянским университетом, не была применена на китайских военных самолетах, поскольку она предназначена для использования (по крайней мере, на начальном этапе) на огромном, постоянно растущем парке беспилотных летательных аппаратов Китая. Обеспечение реальной невидимости беспилотника или группы беспилотных летательных аппаратов стало бы решающим преимуществом для Китая в любом возможном конфликте с Соединенными Штатами или их союзниками в Индо-Тихоокеанском регионе.

Возможно, до достижения этой цели еще далеко — создание "плащей-невидимок" по-прежнему сопряжено с рядом проблем. Например, плащи-невидимки с трудом справляются с точным наведением поступающих радиолокационных волн в широком диапазоне частот.

Но исследователи по всему миру продолжают совершенствовать эти устройства с целью создания надежных плащей-невидимок, которые могут укрывать транспортные средства, оборудование и даже людей в боевых условиях. Еще десять лет назад китайское правительство финансировало более 40 различных исследовательских проектов в области плащей-невидимок.

Эти замаскированные беспилотники могут полностью изменить правила ведения современной войны. Если и когда Пекин предпримет какие-либо действия против соседнего Тайваня, большинство экспертов предполагают, что стаи беспилотников сыграют ключевую роль в стратегии Китая в отношении острова. Теперь соедините эти стаи беспилотников с мощью плаща-невидимки, и вооруженные силы Китая, вероятно, смогут уничтожить большую часть оборонительных сооружений Тайваня еще до того, как ступят на остров.

Если Китай полностью достигнет невидимости, США и их союзники будут в буквальном смысле слепы к потенциальной атаке со стороны Китая.

Источник