Military Review

Avión que todo lo sabe

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El revestimiento inteligente puede encontrar aplicaciones no solo en aviación. La empresa estadounidense TARDEC está realizando experimentos para crear un material protector para tanques, vehículos blindados e incluso chalecos antibalas, que en sí mismos indicarán posibles daños.



La palabra inglesa inteligente, que generalmente se traduce al ruso como "inteligente", fue tan apreciada por los anunciantes y comercializadores que todo a su alrededor era "inteligente", incluidos los paneles de pared y el revestimiento. Sin embargo, si estamos hablando de piel inteligente, “piel intelectual” para aviones, vehículos aéreos no tripulados, vehículos, equipo militar, podemos decir con certeza: en esta área de la mente, tendrá que aplicar mucho. Los ingenieros y los matemáticos tienen cosas que hacer en los próximos años.

Aviation Intelligent Pane (IO), como lo vemos en el futuro, es un sistema robótico multifuncional distribuido de módulos transceptores en miniatura de radar y ubicación óptica, así como módulos para llevar a cabo la guerra cibernética. Los módulos en un cierto orden topológico se implantan en el material IO, que repite exactamente los contornos del cuerpo del avión.

El material de revestimiento también es una sustancia "inteligente" capaz de autocurarse, y lo más importante, es capaz de responder de manera independiente a influencias externas. Dichos materiales pueden diagnosticarse a sí mismos, "sienten" dónde pueden surgir problemas y se adaptan a ellos ". Dichos materiales se obtienen sobre la base de compuestos nanoestructurados artificiales y metamateriales con una estructura interna a escala nanométrica. En estas estructuras, se utilizan nanopartículas de diversos elementos químicos: metales, silicio, etc.

Se puede usar polietileno, polipropileno, polietilenglicol, teflón, etc. como base polimérica del compuesto. Por lo tanto, smart skin es un programa serio para crear un conjunto de tecnologías innovadoras en las que participan muchas organizaciones y empresas de países desarrollados.

Cuando las analogías son apropiadas.

Se cree que el Instituto Oncológico usará muchas propiedades de la piel de humanos y animales, y no solo en términos de protección del medio ambiente externo. Este "aspecto" asegurará que se tenga conocimiento de todo lo que existe alrededor del avión, le proporcionará la información necesaria para realizar la tarea objetivo, en particular, para detectar e identificar el objetivo, apuntar y lanzar. armas.

También se utilizará para tomar contramedidas en caso de peligro y amenazas directas a la aeronave. En la IO, como en la piel, habrá sensores (receptores) que están configurados para realizar funciones específicas. Por supuesto, la inteligencia artificial se utilizará para controlar el EUT, se proporcionará un alto nivel de robotización, se tendrá en cuenta el "comportamiento" del material de la piel.

Se puede hacer otra analogía interesante con el fenómeno de la llamada respuesta galvánica de la piel. El significado de este fenómeno es cambiar la resistencia eléctrica de la piel humana, dependiendo de varios tipos de arrebatos emocionales. Desde el siglo pasado, este tema se interesó principalmente no en los ingenieros, sino en los psicólogos que intentaron relacionar los cambios en las propiedades eléctricas de la piel con reacciones específicas del sistema nervioso. Pero la idea misma de monitorear continuamente las propiedades de la piel para obtener una detección temprana de problemas puede ser productiva en el campo técnico.

Esto fue demostrado recientemente por la empresa estadounidense TARDEC. Probó un nuevo tipo de tanque de armadura, que no solo captura las lecturas, sino que también evalúa el grado de destrucción, el tamaño del agujero e incluso el tipo de munición volada. Este efecto lo proporcionan los sensores de vibración incorporados en la armadura, que forman pares de información relacionados que reaccionan a la naturaleza de la destrucción de la armadura.

El sensor-emisor genera señales virtuales, y las que se extienden en la armadura y llegan al sensor-receptor. Si los parámetros de la señal de vibración recibida no son diferentes de la norma, entonces todo está bien: todavía no hay agujeros. Si no hay recepción o la señal se debilita, lo más probable es que la armadura tenga un agujero. La computadora de a bordo analiza los datos del sensor e informa los resultados del análisis a la tripulación, que debe tomar las medidas necesarias.

El año anterior, se informó que los ingenieros de la Universidad de Stanford estaban trabajando en una tapicería para la aeronave, penetrada por una red de sensores interconectados que podían recopilar información de toda la superficie de la aeronave, a partir de datos aerodinámicos y terminando con los datos de ubicación del espacio circundante: para evitar colisiones

En el corazón de este proyecto, no es difícil notar biomiméticos o biónicos, es decir, imitación de la naturaleza, que creó la piel salpicada de receptores.

Otra analogía se sugiere a sí misma: con reacciones involuntarias, a nivel de reflejo, de un organismo vivo. En la luz brillante, los ojos se cierran por reflejo, la mano se retira espontáneamente del calor. Dichos reflejos se pueden inculcar en "materiales inteligentes (por ejemplo, con memoria de forma) y también se pueden utilizar en carcasas intelectuales.

Conformismo de la antena

historia El EUT comenzó con antenas conformes, que se denominan así porque repiten los contornos del cuerpo del avión. La tarea inicial era evitar que estos elementos se proyectaran hacia el exterior, aumentando la resistencia frontal de la aeronave. La transición a la tecnología de conjuntos de antenas conformes que contienen un gran número de módulos transceptores de muchos sistemas de radio en el aire (hay más de una docena de ellos en aviones modernos) permite crear una unidad de antena única de un sistema de radio integrado multifuncional (MIRS) que cubre diferentes rangos de frecuencia de operación.

Las matrices de antenas resultaron ser de muy alta tecnología para el diseño conforme en el cuerpo de la aeronave, ya que las pequeñas dimensiones de los módulos transceptores permitieron rastrear mejor la curvatura de la superficie del revestimiento lateral.

Inicialmente, las antenas se unían al cuerpo mediante uniones mecánicas roscadas o remachadas, lo que, en general, no es muy tecnológico. A finales del siglo pasado, aparecieron conjuntos de antenas conformes con un sustrato flexible hecho de un material de polímero especial en el que se implantaron los módulos transceptores.

El grosor de la antena era, por lo tanto, pequeño, y simplemente se "pegaba" al cuerpo como una calcomanía. Y este ya ha sido un paso muy serio hacia futuros IO de tamaño completo que no solo pueden resolver tareas de detección de objetivos estándar, sino que también determinan qué daño se les debe hacer. Por ejemplo, en el caso de la defensa con misiles, esto podría ser el cegamiento de un cabezal orientador, un ataque cibernético para deshabilitar los sistemas a bordo, o simplemente la destrucción de un misil enemigo interceptado.

¿Cuántos niveles quedan?

En Occidente y en nuestro país, se han realizado evaluaciones muy similares del nivel de preparación de las tecnologías para su uso en tecnología militar. Hay nueve niveles de este tipo en total, y el estado del desarrollo de la tecnología está determinado por ellos y se estima la probabilidad de su recepción en cada nivel. También se tiene una idea del inicio de un nivel crítico en el que se debe tomar una decisión fundamental para detener el trabajo o continuar.

Por ejemplo, la "confianza en el cerebro" del Pentágono, la agencia DARPA, considera que el nivel de 6 es crítico, en el cual la probabilidad de éxito es 0,55 - 0,65. Es en este nivel de 6 que los desarrollos de IO de hoy son. Para 2020, se espera que el año alcance el nivel de 8 (la probabilidad de éxito de 0,75 - 0,85), y para 2025, la salida al último nivel de 9 con la finalización del desarrollo. DARPA cree que una IO de tamaño completo podrá aparecer en 2030 en los luchadores de la generación 6. Para pasar de las figuras abstractas a las específicas, vale la pena explicar qué se entiende exactamente por los niveles de 6 - 9.

El nivel 6 implica la creación de un prototipo: un demostrador de tecnología. Dado que este nivel es crítico, el destino del proyecto en su conjunto depende del éxito de las pruebas de demostración. En el nivel 7, se requiere una demostración exitosa de la capacidad de trabajo del prototipo en condiciones reales o al simularla. El nivel 8 implica una demostración de una muestra de preproducción y, finalmente, el nivel 9 estará marcado por la adopción de una nueva tecnología para uso en combate y en condiciones reales.

Con la opinión de los estadounidenses en general, nuestros especialistas están de acuerdo. Según los representantes de la NIIP ellos. V.V. Tikhomirova, el desarrollador de MIRS para el PAK FA T-50, IO en versión de tamaño completo aparecerá en la generación de aviones domésticos 6. El complejo IO contendrá módulos de radar de transceptor, sensores ópticos, así como módulos para realizar ataques cibernéticos. Contendrá software para controlar el EUT como un sistema distribuido robótico descentralizado.

Se afirmó que ya se habían desarrollado varios elementos de E / S y específicamente para T-50, y su uso aumentaría el campo de visión alrededor del avión. En la superficie del cuerpo del T-50, se puede distribuir el orden de los módulos de transceptor en miniatura 1500 de la antena de red en fase. Los módulos se instalarán en etapas.

Los desarrolladores creen que la tecnología IO requiere que se establezca en el diseño de la aeronave que ya se encuentra en la etapa de diseño e implementación, junto con la fabricación del cuerpo de la aeronave. Por esta razón, el EUT no se puede utilizar como un nuevo desarrollo para la modernización de aviones producidos en masa, ya que es fundamentalmente imposible de integrar en su cuerpo.

Otras matematicas

Ahora, las estaciones de radar convencionales en el aire están trabajando en algoritmos para el procesamiento de señales adaptativas espacio-temporales, teniendo en cuenta la influencia de la interferencia de onda. Dicha tecnología también puede vincularse a matrices de antenas planas unidimensionales, cuya señal resultante será una simple superposición de señales de emisor de puntos sin tener en cuenta su influencia mutua.

Para los radares de radar con arreglos de antenas conformes, muchas de las suposiciones utilizadas en modelos de procesamiento de información adaptable a partir de arreglos de antenas planas simplemente no funcionan: carecen de las ecuaciones para la superficie de una celosía conformal y, a menudo, tienen una arquitectura espacial muy compleja.

La arquitectura complicada también es un problema de la disposición de la antena en el cuerpo de un avión, especialmente cuando se trata de una carcasa inteligente, que debe actuar como un localizador unificado a bordo. Tenemos que lidiar con un gran número de módulos transceptores incrustados en la carcasa (pueden ser piezas 10 ** 3 - 10 ** 4), formando un sistema distribuido con una topología específica. De lo contrario, no resolverá el problema de hacer coincidir los patrones de radiación y la compatibilidad electromagnética.

Y todo esto debe ser incorporado en el soporte algorítmico de la piel. Las matemáticas tradicionales con la representación de señales en el espacio de dimensión entera y funciones suaves no son adecuadas para tales sistemas de antenas conformes. Se necesitan matemáticas completamente diferentes, pero no será necesario inventarlas: sus fundamentos ya han sido creados por Leibniz, Riemann, Abel, Lagrange, Letnikov, Heaviside.

Se utiliza en los cálculos de los procesos de intercambio de calor, difusión, elasticidad viscosa, en cosmogonía, física nuclear, donde tenemos que lidiar con complejas fluctuaciones espaciales de las transiciones de fase, con inestabilidad en puntos críticos, con regiones de existencia en estructuras de superficie de "corte directo".
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Originador:
http://www.popmech.ru/
2 comentarios
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  1. abyrwalg
    abyrwalg 23 Agosto 2013 14: 12 nuevo
    +1
    Bien. Llegado. Revestimiento inteligente de piel autocurativa. Agregue camuflaje adaptativo, IA, y eso es todo, 3.14zdets vinieron de la nada. T-1000 está descansando. Aunque, ¿por qué está descansando ...

    Esto es lo que me molesta (personalmente). Pero no son todos estos milagros creados por nuestros propios desarrolladores bajo la estricta guía de un oxidado tolyan ... Y luego hacen algo, y qué es el silencio ...
  2. 311ove
    311ove 23 Agosto 2013 22: 38 nuevo
    +1
    NO Y Tolyan ?? wassat No es su claro ... Hay Poghosyan y Manturov ... ¡Tolyan fuma nerviosamente! am