Az Active Camouflage Technologies felnőtté válnak (2. rész)
fényképezőgép
Egyes javasolt aktív álcázó rendszerek kamerái közvetlenül a maszkolt tárgyra vannak felszerelve, néhány rendszer pedig távoli infravörös kamerákkal rendelkezik. Ha a rendszer sémája olyan, hogy a kamerát közvetlenül a maszkolt objektumra kell telepíteni, akkor egy korlátozás vonatkozik - a kamerának vagy aktívan álcázottnak kell lennie, vagy elég kicsinek kell lennie. Jelenleg számos mikrokamera-modell áll a fogyasztók rendelkezésére, amelyek közül néhány kereskedelmi miniatűr színes kamera alkalmas lehet bizonyos típusú aktív álcázórendszerekhez.
Felbontás és képalkotás
A szükséges megjelenítési felbontás meghatározásakor figyelembe kell venni a kijelző és a néző távolságát. Ha a megfigyelő csak 2 méter távolságra van, akkor a felbontás nem lehet sokkal nagyobb, mint az emberi látás részletezettsége ebben a távolságban, azaz körülbelül 289 pixel/cm2. Ha a megfigyelő távolabb van (ez általában így van), akkor a felbontás csökkenthető a maszkolás minőségének romlása nélkül.
Ezenkívül a vizualizációnak figyelembe kell vennie, hogy a megfigyelők látómezeje hogyan változik attól függően, hogy milyen távolságra vannak a képernyőtől. Például egy személy, aki 20 méter távolságból nézi a kijelzőt, jobban látja azt, ami a kijelző mögött van, mint egy 5 méterrel távolabb lévő személy. Ezért a rendszernek meg kell határoznia, honnan néz a megfigyelő, hogy illeszkedjen a képhez vagy a képmérethez, és meg kell határoznia annak éleit.
Az egyik vizualizációs megoldás a környező tér 3D-s digitális modelljének elkészítése. Feltételezhető, hogy a digitális modellt valós időben készítik el, mivel valószínűleg nem lesz praktikus a valós világ helyszíneinek idő előtti modellezése. Egy sztereoszkópikus kamerapár lehetővé teszi a rendszer számára a hely, a szín és a fényerő meghatározását. Javasoltak egy utazósugaras képalkotásnak nevezett eljárást, amellyel egy modellt kétdimenziós képpé alakítanak át a kijelzőn.

Új szövött nanokompozit anyagokat hoznak létre mágneses és elektromos mezők felhasználásával a funkcionális nanorészecskék pontos pozicionálása érdekében a polimer szálakon belül és kívül. Ezek a nanoszálak testreszabhatók olyan tulajdonságokra, mint a színegyeztetés és az aktív álcázási alkalmazások NIR aláírás-vezérlése.
Kijelzők
A rugalmas megjelenítési technológiákat több mint 20 éve fejlesztik. Számos módszert javasoltak egy rugalmasabb, tartósabb, olcsóbb kijelző létrehozására, amely megfelelő felbontással, kontraszttal, színekkel, látószöggel és frissítési gyakorisággal is rendelkezik. Jelenleg a rugalmas kijelzőfejlesztők a fogyasztói igényeket tanulmányozzák, hogy meghatározzák a legmegfelelőbb technológiát, ahelyett, hogy egyetlen legjobb megoldást kínálnának minden alkalmazáshoz. Az elérhető megoldások közé tartozik az RPT (Retro-reflective Projection Technology), az OLED (szerves fénykibocsátó diódák), az LCD (folyadékkristályos kijelzők), a TFT (vékonyrétegű tranzisztor) és az E-Paper.
A modern standard kijelzőket (beleértve a rugalmasakat is) csak közvetlen megtekintésre tervezték. Ezért egy rendszert is úgy kell kialakítani, hogy a kép különböző szögekből jól látható legyen. Az egyik megoldás egy félgömb alakú lencsén alapuló kijelző lehet. Ezenkívül a nap és a megfigyelő helyzetétől függően a kijelző jelentősen világosabb vagy sötétebb lehet, mint a környező tér. Ha két megfigyelő van, akkor két különböző fényerőszintre van szükség.
Mindezen tényezők miatt magasak az elvárások a nanotechnológia jövőbeli fejlődésével szemben.
Technológiai korlátok
Jelenleg számos technológiai korlát akadályozza a katonarendszerek aktív álcázórendszereinek gyártását. Noha e korlátok némelyikét a javasolt megoldások 5–15 éven belül aktívan leküzdik (pl. rugalmas kijelzők), még mindig van néhány figyelemre méltó akadály, amelyet még le kell küzdeni. Néhányat az alábbiakban említünk.
Kijelző fényereje. A kijelző alapú aktív álcázó rendszerek egyik korlátja a nappali fényviszonyok melletti működéshez szükséges fényerő hiánya. A tiszta égbolt átlagos fényereje 150 W/m2, és a legtöbb kijelző üresen jelenik meg teljes nappali fényben. Világosabb (a közlekedési lámpához közeli lumineszcenciájú) kijelzőre lesz szükség, ami más fejlesztési területeken nem követelmény (például a számítógép-monitorok, információs kijelzők ne legyenek ilyen fényesek). Ezért a kijelzők fényereje lehet az az irány, amely akadályozza az aktív álcázás kialakulását. Ráadásul a nap 230000 XNUMX-szer intenzívebb, mint a környező égbolt. A kijelzőket úgy kell megtervezni, hogy fényerejük egyenlő legyen a nappal, hogy amikor a rendszer elhalad a nap előtt, ne tűnjön homályosnak vagy ne legyenek árnyékok.
Számítási teljesítmény. Az aktív képkezelés és az emberi szem számára történő folyamatos frissítés (láthatatlanság) érdekében történő folyamatos frissítésének fő korlátai a nagy teljesítményű szoftverek és a vezérlő mikroprocesszorok nagy memóriamérete. Ezen túlmenően, tekintettel arra, hogy egy 3D-s modellt tervezünk, amelyet valós időben kell megépíteni a kamerákból származó képek beszerzésének módszerei alapján, a vezérlő mikroprocesszorok szoftvere és jellemzői jelentős korlátot jelenthetnek. Ráadásul, ha azt akarjuk, hogy ez a rendszer önálló legyen és katona hordozza, akkor a hordozható számítógépnek könnyűnek, kicsinek és kellően rugalmasnak kell lennie.
Elemmel működő. Ha figyelembe vesszük a kijelző fényerejét és méretét, valamint a szükséges feldolgozási teljesítményt, akkor a modern akkumulátorok túl nehezek és gyorsan lemerülnek. Ha ezt a rendszert a katona viszi a harctéren, akkor könnyebb, nagyobb kapacitású akkumulátorokat kell fejleszteni.
Kamerák és projektorok elhelyezése. Az RPT technológiát tekintve itt jelentős korlát, hogy a kamerákat és a kivetítőket előre kell elhelyezni, és csak egy ellenséges megfigyelő számára, és a megfigyelőt pontosan a kamera előtt kell elhelyezni. Nem valószínű, hogy mindez megfigyelhető lesz a csatatéren.
Az álcázás digitálissá válik
Az egzotikus technológiákra számítva, amelyek lehetővé teszik a valódi "láthatatlanság köpenye" kialakítását, a legújabb és legjelentősebb előrelépés az álcázás területén az úgynevezett digitális minták (sablonok) bevezetése.
A "digitális álcázás" olyan mikromintát (mikromintát) ír le, amelyet számos, különböző színű, téglalap alakú kis pixel alkot (ideális esetben legfeljebb hat, de általában nem több, mint négy, költség okokból). Ezek a mikrominták lehetnek hatszögletűek, körkörösek vagy négyszögletesek, és különféle mintázatokban jelennek meg a teljes felületen, legyen az szövet, műanyag vagy fém. A különböző mintázatfelületek hasonlóak a digitális fénykép teljes képét alkotó digitális pontokhoz, de úgy vannak elrendezve, hogy elmossák a tárgy körvonalait és alakját.

Tengerészgyalogosok MARPAT harci egyenruhában erdős területekre
Elméletileg ez sokkal hatékonyabb álcázás, mint a nagy foltokon alapuló szabványos álcázó makró minták, mivel utánozza a természetes környezetben előforduló tarka struktúrákat és durva éleket. Ez azon alapul, hogy az emberi szem és így az agy hogyan lép kölcsönhatásba a pixeles képekkel. A digitális álcázás jobban képes megzavarni vagy becsapni egy olyan agyat, amely nem látja a mintát, vagy arra készteti az agyat, hogy a mintának csak egy bizonyos részét lássa, így a katona tényleges körvonalai nem láthatók. A valódi munkához azonban a pixeleket nagyon összetett fraktálok egyenleteivel kell kiszámítani, amelyek lehetővé teszik, hogy nem ismétlődő mintákat kapjon. Az ilyen egyenletek megfogalmazása nem könnyű feladat, ezért a digitális álcázó mintákat mindig szabadalom védi. Először a Kanadai Erők CADPAT néven, az Egyesült Államok Tengerészgyalogsága pedig MARPAT néven vezették be, a digitális álcázás azóta nagy vihart kavart a piacon, és a világ számos hadserege átvette. Érdekes megjegyezni, hogy sem a CADPAT, sem a MARPAT nem elérhető exportra, annak ellenére, hogy az USA-nak nem okoz gondot a kellően kifinomult fegyverrendszerek értékesítése.

A harcjárművek hagyományos és digitális álcázási mintáinak összehasonlítása

Kanadai CAPDAT sablon (erdei változat), Marine Corps MARPAT sablon (sivatagi változat) és új szingapúri sablon



Az Advanced American Enterprise (AAE) bejelentette, hogy továbbfejlesztette a hordható aktív/adaptív terepszínű "takarót" (a képen). A Stealth Technology System (STS) elnevezésű eszköz látható tartományban és közel IR spektrális tartományban érhető el. Ez a kijelentés azonban jelentős szkepticizmust vált ki.

Most van egy másik megközelítés... A Renselayer és a Rice Egyetem kutatói megszerezték az ember által valaha készített legsötétebb anyagot. Az anyag egy vékony bevonat, amely lazán elhelyezett szén nanocsövek ritkított soraiból áll; teljes reflexiója 0,045%, azaz a ráeső fény 99,955%-át nyeli el. Mint ilyen, az anyag nagyon közel kerül az úgynevezett "szuperfekete" objektumhoz, amely gyakorlatilag láthatatlan. A fotó új anyagként látható 0,045%-os reflexióval (középen), lényegesen sötétebb, mint az 1,4%-os NIST reflexiós szabvány (balra) és egy darab üveges szénnel (jobbra)
Teljesítmény
A gyalogosok aktív álcázórendszerei nagyban segíthetik a titkos műveleteket, különösen mivel a városi területeken egyre elterjedtebbek a katonai műveletek. A hagyományos álcázó rendszerek ugyanazt a színt és formát tartják, azonban városi környezetben az optimális színek és minták percenként folyamatosan változhatnak.
Az egyetlen lehetséges aktív álcázási rendszerre való törekvés nem tűnik elégségesnek ahhoz, hogy elvégezzük a kijelzőtechnika, a számítási teljesítmény és az akkumulátor teljesítmény szükséges és költséges fejlesztését. Tekintettel azonban arra, hogy minderre más alkalmazásokban is szükség lesz, meglehetősen kiszámítható, hogy a jövőben az aktív álcázórendszerekhez is könnyen adaptálható technológiákat fejleszthet ki az ipar.
Mindeközben egyszerűbb rendszerek is kidolgozhatók, amelyek nem eredményeznek teljes láthatatlanságot. Például egy olyan rendszer, amely aktívan frissíti a hozzávetőleges színt, hasznosabb lesz, mint a meglévő álcázó rendszerek, függetlenül attól, hogy az ideális kép megjelenik-e vagy sem. Tekintettel arra, hogy az aktív álcázási rendszer leginkább akkor igazolható, ha a megfigyelő helyzete pontosan ismert, feltételezhető, hogy a legkorábbi megoldásokban egyetlen álló kamerát vagy detektort lehetett használni az álcázásra. Jelenleg azonban számos olyan érzékelő és detektor áll rendelkezésre, amelyek nem a látható spektrumban működnek. Egy termikus mikrobolométer vagy egy érzékeny érzékelő például könnyen azonosítani tudja a vizuális aktív álcázás által elfedett tárgyat.
Felhasznált anyagok:
Katonai technológia
en.wikipedia.org
www.defensereview.com
www.uni-stuttgart.de
www.baesystems.com
- Alekszej Alekszejev
- Active Camouflage Technologies Come of Age (1. rész)l
Az Active Camouflage Technologies felnőtté válnak (2. rész)
Információk