Zaprojektowano powłokę niewykrywalnych okrętów podwodnych

• Tweet
• Pin It

Naukowcy z University of Illinois zbudowali powłokę umożliwiającą „niewidzialność” pod wodą. Materiał pochłania ultradźwięki, stosowane w sonarach.

Zespół naukowców z University of Illinois pod kierownictwem prof. inżynierii i mechaniki Nicholasa Fanga, skonstruował model powłoki całkowicie uniemożliwiającej właściwe działanie urządzeń naprowadzania akustycznego do wykrywania okrętów podwodnych. Tworzywo składa się z koncentrycznych pierścieni, z których każdy posiada prostokątne wypukłości różnej wielkości, poprzerywane małymi jamkami. Każdy z pierścieni posiada inny indeks akustyczny, a wszystkie służą do wygaszania fal akustycznych. Powłokę tą skonstruowano z metamateriału.

Metamateriał to materiał, w którym właściwości zależą od struktury w skali większej niż cząsteczkowa, nie zaś tylko od skali cząsteczkowej. Metamateriały są konstruowane sztucznie, jako że ich własności nie mają materiały naturalne. Jeśli metamateriał ma wpływać na falę elektromagnetyczną, wówczas musi zawierać struktury o wielkości porównywalnej z długością tej fali. Z kolei wykonany dla rozpraszania fal akustycznych jest zbudowany z warstw rozpraszających fale o różnej długości. Metamateriałem dla światła widzialnego jest opal, w którym sztucznie umieszczone kulki krystobalitu rozpraszają światło widzialne.

„Najprościej mówiąc, materiał skonstruowany jest z małych sześcianów poprzerywanych jamkami. Są one połączone koncentrycznymi, pierścieniowatymi kanalikami. Ultradźwięki są wygaszane w jamkach i na sześcianach oraz przyspieszane w koncentrycznych kanalikach. W ten sposób fale ultradźwiękowe wygaszają się, podobnie jak w czystym środowisku wodnym, bez żadnych obiektów pod powierzchnią” – mówi prof. Nicholas Fang.

Aby wypróbować powłokę, pokryto nią stalowy cylinder, który umieszczono w zbiorniku, w którym znajdował się aktywny sonar. Nie odnalazł on cylindra w zbiorniku. Jak twierdzi Fang, struktura i właściwości obiektu, który pragnie się ukryć przed systemem sonarowym nie odgrywa roli – powłoka działa równie dobrze w przypadku obiektów o zwartej budowie jak metalowe walce oraz cienkościennych i pustych jak np. małe opakowania. Powłoka oferuje „niewidzialność” dla sonarów i urządzeń naprowadzania działających zakresie ultradźwięków od 40 do 80 kHz; według naukowców możliwe jest też takie jej zmodyfikowanie, aby działała także w zakresach megahercowych.

Według zespołu Fanga dla powłoki możliwe są nie tylko zastosowania militarne – choć odkryciem interesuje się bardzo Departament Obrony USA – ale także cywilne np. medyczne. Skorzystać by mogła na tym używająca ultradźwięków ultrasonografia, która jest jedną najczęściej spotykanych technik obrazowania medycznego, ale wiele czynników (np. endoprotezy) rozprasza i odbija wtórnie fale, powodując, że badanie jest niedokładne. Powłoka z materiału opracowanego przez grupę Fanga, pozwoliłaby uniknąć tych istotnych błędów w trakcie badań.

• Tweet
• Pin It