Lockheed (Локхийд) Martin ще проектира нано въздушно превозно средство за наблюдение на градското бойно поле – Актуализации на военните нано-сензори за 2006 и 2021
27.11.2024, Ана Мария Михалчеа
През 2006 г. военните имаха сензори, които можеха да разпитват бойното поле с размера на семе от кленово дърво. Тези и по-малки сензори също могат да се вдишват. Още веднъж, 18 години по-късно, какво е състоянието на разпитите на бойното поле? DARPA участва тогава и е основен участник през последните десетилетия в разработването на интелигентни сензори.
Важната част от тази статия е колко разнообразно беше събирането на информация дори през 2006 г. – тогава бяха налични сензори за телеметрия, комуникация, навигация, изображения.
Агенцията за напреднали проекти в областта на отбраната (DARPA, ДАРПА) възложи на Lockheed Martin 10-месечен договор на стойност 1,7 милиона долара за проектиране на революционно дистанционно управлявано нано въздушно превозно средство (NAV), което ще събира военно разузнаване на закрито и на открито на градското бойно поле.
Advanced Technology Laboratories (ATL) на Lockheed Martin ръководи екип, който ще проектира дистанционно управлявана NAV, подобна по размер и форма на семе от кленово дърво. Химическа ракета, затворена в нейното крило с едно острие, ще задвижи сензорен полезен модул на повече от 1100 ярда. Доставен от висене и с тегло до 0,07 унции, модулът ще бъде взаимозаменяем въз основа на изискванията на мисията. Освен контролиране на повдигането и наклона, крилото ще разполага и с телеметрия, комуникации, навигация, сензори за изображения и захранване на батерията. NAV ще бъде с дължина около 1,5 инча и максимално тегло при излитане от около 0,35 унции.
При типична операция военен изтребител ще изстреля NAV и ще го насочи към целта, като гледа траекторията на полета му през камера, вградена в крилото. Подобно на семе от кленово дърво, устройството с едно острие ще се върти по време на полет, но неговата камера ще осигури стабилен изглед напред и ще предава изображения обратно към малък, ръчен дисплей. С развитието на системата един прост автопилот на борда на NAV ще осигури ограничени автономни операции. След като NAV достави полезния си товар, той ще се върне на изтребителя за събиране и обновяване.
Според Джеймс Марш, директор на ATL, проектирането и изграждането на такова малко устройство ще изисква революционни производствени технологии за интегриране на почти микроскопични компоненти в корпуса на самолета. Но дори корпусът на самолета ще изисква предизвикателна комбинация от нови и нововъзникващи технологии.
„Предизвикателствата са едновременно вълнуващи и плашещи, защото някои от технологиите, които са жизненоважни за нашия успех, все още не са открити“, каза Марш. „Ние знаем, че се нуждаем от едни от най-добрите умове в производствените технологии и в разработването и интегрирането на изключително сложни, управлявани от софтуер технологии за управление и системи за мисия.“
Договорът ще финансира концептуален дизайн и намаляване на риска с помощта на прототипи на двигателя, корпуса на самолета, системата за управление на полета и комуникационната система, както и компютърни модели на системата за насочване и сензори. След успешен предварителен преглед на дизайна, планиран за лятото на 2007 г., и поредица от тестове, DARPA може да финансира допълнителен 18-месечен период, през който Lockheed Martin ще проектира и тества летящ прототип.
Lockheed Martin ATL ръководи екип, който включва Lockheed Martin Advanced Development Programs (Skunk Works), Lockheed Martin Advanced Technology Center, управляваните от Lockheed Martin Sandia National Laboratories, AeroCraft, ATK Thiokol и Университета на Пенсилвания.
Програмата NAV на Lockheed Martin е част от усилията на DARPA от Службата за отбранителни науки за подобряване на качеството, количеството и надеждността на информацията, събрана и предадена от необслужвани наземни сензори. Ефективността на тези сензори може да зависи от точното им местоположение. Постигането на оптимален мониторинг и комуникация често изисква прецизно разполагане на сензори.
Със седалище в Бетесда, Мериленд, Lockheed Martin дава работа на около 135 000 души по целия свят и основно се занимава с изследване, проектиране, разработка, производство, интегриране и поддържане на модерни технологични системи, продукти и услуги.
По-долу можете да видите колко наносензорни приложения има. Проследяването на жизнените показатели на войниците е обичайно, както и наносензорите за медицинска и химическа диагностика в наномащаб.
[beadelectronics] (Сензори, използвани във военни приложения, и електрически конектори, които ги поддържат захранвани)
Електронните сензори са от съществено значение за различни военни технологии за наблюдение, разузнаване, наредби и бойни технологии. Сензорите, използвани във военни приложения, трябва да бъдат надеждни, издръжливи и ефективни. Те не само трябва да бъдат надеждни, но и да могат да издържат на суровите условия, които идват с екстремни условия на околната среда и война. Това изисква сензорите да имат качествени електрически съединители, които са устойчиви и могат да генерират мощни сигнали.
Без сензори голяма част от отбранителната технология, използвана от военните, не би била възможна. Това включва иновациите в комуникацията, наблюдението и транспорта, използвани днес.
Ето изчерпателно ръководство за различни видове военни сензори и как се използват. Първите са микро електромеханични системи. Това са сложни сензорни микрочипове, актуатори за биологична телеметрия.
[youtube] (Микро Електро-Механични Системи)
Сензори, използвани във военни приложения
Видовете сензори за военна употреба включват:
Микро-електро-механични системи (MEMS)
Активни сензори
Сензори за носене
Интелигентни сензори
Наносензори
Сензори на камерата
Инфрачервени сензори
Сензорите, използвани във военни приложения, имат много специфични изисквания, които трябва да бъдат изпълнени. В допълнение към издръжливостта и устойчивостта, те трябва да отговарят на високи изисквания за сигнал и мощност, така че да могат да функционират в широк диапазон от тежки условия.
Тези сензори трябва да са ефективни дори когато са изложени на мръсотия, кал, вода и други видове отломки, които биха им причинили повреда, да не говорим за удар и вибрации. За да се избегнат тези екологични щети, военните сензори може да имат качествени функции за запечатване и бързо почистване, както и стабилизации или здрави съединители.
MEMS-сензори
Сензорите MEMS са популярни за различни приложения в армията поради техните:
Компактен размер
Ефективност на разходите
Надеждна работа
Те могат да работят като сензори за налягане в самолета, сензори за вода в гориво и идентификация на приятел или враг. Те се използват и в отдалечени сателити за натрупване на данни, насочване на ракети и подобряване на сигурността. Те също са адаптирани за широк спектър от приложения, като например в автомобилостроенето и медицински приложения.
Активни сензори
Активните сензори използват външен източник на захранване, за да изпратят сигнал или дължина на вълната на светлината, така че да могат да откриват промени в околната среда.
Тези сензори са от съществено значение за военни устройства, които се използват за откриване на обекти в дадена област, като радари и сонар. Такива устройства се използват в:
ПВО
Наблюдение
Навигация
Търсене и спасяване
Контрол на огъня на оръжието
Системи за локализиране на оръжия
Военните активни сензори използват свои собствени източници на радиация за осветяване на обекти. Енергията се отразява обратно към сензорите и се измерва, за да разкрие разстоянието и движението на обекта.
Носими и интелигентни сензори
Военните носими устройства могат да събират данни и да предават сигнали за обучение и за целите на полето. Могат да се носят удобно на тялото, осигурявайки повишена преносимост.
Носимите устройства предоставят подобрени начини за:
Проследете местоположението и жизнените показатели на войник
Осигурете нови начини за предаване на критична за мисията информация
Обучавайте войници с помощта на устройства с добавена и виртуална реалност
Носимите сензори трябва да функционират адекватно в зони с ниска честотна лента. Те също така трябва да разполагат с мерки за намаляване на риска от смущения и защита срещу смущения.
Поради тази причина много носими устройства – като интелигентни жилетки – също функционират като интелигентни сензори.
Интелигентните сензори са лесни за използване, многофункционални, самодиагностициращи се и много повече. Те са надеждни, осигуряват по-добра свързаност и позволяват по-ефективна комуникация на данни.
Наносензори
Наносензорите са механични или химически сензори, които често имат един от размерите си по-малък от 100 nm. Те са в състояние да събират данни за частици на наномащабно ниво.
Наносензорите са полезни за:
Медицинска диагностика
Химическо откриване
Определяне на качеството на храната и водата
Тези сензори могат също да се използват за подобряване на материалите за облекло и да ги направят по-здрави, по-леки и по-адаптивни. Това подобрява техните защитни способности и спомага за увеличаване на мобилността.
Системи за камери и наблюдение
Сензорите са от съществено значение за различни системи за сигурност, като например системи за откриване на проникване. Те се използват и за мониторинг и наблюдение на околната среда:
На сушата
Под вода
На автовишки
В сателити
Сензорите на камерата са от съществено значение за различни системи за наблюдение.
Тези сензори са полезни за откриване на лица, движение и сцени и са ефективни при проследяване на цели въз основа на тяхното излъчване на инфрачервена светлина.
Те подобряват способността на системата за наблюдение да открива скоростта и посоката на уловено движение. Сензорите на камерата също могат да помогнат за намаляване на замъгляването и подобряване на видимостта на емисията.
