- 22,457
- 46
- 8 Ноя 2022
Как природа обыграла военных инженеров...
Команда китайских учёных разработала материал , способный значительно снизить заметность боевых самолётов для радаров, включая спутниковые. Самое неожиданное — в основе технологии оказалась обыкновенная лиана люффа. Та самая, из которой делают банные мочалки и которую, по легенде, использовала для ухода за кожей сама Клеопатра.
Теперь её высушенную губчатую структуру превратили в основу радиопоглощающего покрытия. Новая технология способна поглощать более 99,99% электромагнитных волн в Ku-диапазоне — именно в нём работают радары с частотами от 12 до 18 гигагерц, которые чаще всего используют спутники радиолокационного наблюдения.
Покрытие получило название NCO-2 и имеет толщину всего 4 миллиметра. Несмотря на такую тонкость, оно может ослабить отражённый сигнал почти в 700 раз — даже при попадании луча сверху, с самой уязвимой стороны самолёта. Упрощённо говоря, истребитель с эффективной отражающей поверхностью 50 кв. м будет виден на радаре как объект площадью менее 1 кв. м.
Разработкой занимались специалисты из Народно-освободительной армии Китая и корпорации CASIC — государственной организации, отвечающей за аэрокосмические и оборонные технологии. Учёные нашли способ обработки люффы, при котором её волокнистая структура становится лёгкой, пористой и проводящей электрический ток. Для усиления радиопоглощающих свойств внутрь добавляют наночастицы оксида никеля-кобальта (NiCo₂O₄), которые придают материалу магнитные свойства.
Секрет эффективности — в уникальной внутренней архитектуре покрытия. В карбонизированной люффе электромагнитные волны не просто отражаются, а многократно перескакивают между порами, словно блуждая по лабиринту. Это создаёт эффект многократных внутренних отражений и даёт материалу больше времени, чтобы поглотить энергию сигнала.
При этом сама карбонизированная люффа формирует внутри проводящую сеть, по которой электроны свободно перемещаются. Это позволяет преобразовывать электромагнитную энергию в тепло — за счёт так называемых потерь на проводимость. Дополнительный эффект создаёт магнитное рассеивание, обеспечиваемое частицами NiCo₂O₄. Всё вместе даёт мощную синергию: сигнал эффективно ослабляется за счёт взаимодействия между порами, волокнами и наночастицами.
Учёные подробно описали технологию в своей работе: сначала люффу подвергали гидротермальной обработке, затем — карбонизации при высокой температуре. На заключительном этапе в структуру вводились магнитные наночастицы, в результате чего получался композит NiCo₂O₄/C. Его свойства были подтверждены как в лабораторных экспериментах, так и с помощью цифрового моделирования в среде COMSOL.
Авторы подчёркивают, что такие материалы могут не только повысить скрытность военной техники , но и дать толчок развитию устойчивых радиопоглощающих композитов на основе возобновляемого сырья. Речь идёт о биоматериалах, которые не уступают по эффективности синтетическим аналогам, но при этом экологичны и более доступны.
И хотя идея использовать растение в качестве основы для защитного покрытия может показаться экзотикой, за ней стоит серьёзная физика, точные расчёты и прикладной смысл.
Команда китайских учёных разработала материал , способный значительно снизить заметность боевых самолётов для радаров, включая спутниковые. Самое неожиданное — в основе технологии оказалась обыкновенная лиана люффа. Та самая, из которой делают банные мочалки и которую, по легенде, использовала для ухода за кожей сама Клеопатра.
Теперь её высушенную губчатую структуру превратили в основу радиопоглощающего покрытия. Новая технология способна поглощать более 99,99% электромагнитных волн в Ku-диапазоне — именно в нём работают радары с частотами от 12 до 18 гигагерц, которые чаще всего используют спутники радиолокационного наблюдения.
Покрытие получило название NCO-2 и имеет толщину всего 4 миллиметра. Несмотря на такую тонкость, оно может ослабить отражённый сигнал почти в 700 раз — даже при попадании луча сверху, с самой уязвимой стороны самолёта. Упрощённо говоря, истребитель с эффективной отражающей поверхностью 50 кв. м будет виден на радаре как объект площадью менее 1 кв. м.
Разработкой занимались специалисты из Народно-освободительной армии Китая и корпорации CASIC — государственной организации, отвечающей за аэрокосмические и оборонные технологии. Учёные нашли способ обработки люффы, при котором её волокнистая структура становится лёгкой, пористой и проводящей электрический ток. Для усиления радиопоглощающих свойств внутрь добавляют наночастицы оксида никеля-кобальта (NiCo₂O₄), которые придают материалу магнитные свойства.
Секрет эффективности — в уникальной внутренней архитектуре покрытия. В карбонизированной люффе электромагнитные волны не просто отражаются, а многократно перескакивают между порами, словно блуждая по лабиринту. Это создаёт эффект многократных внутренних отражений и даёт материалу больше времени, чтобы поглотить энергию сигнала.
При этом сама карбонизированная люффа формирует внутри проводящую сеть, по которой электроны свободно перемещаются. Это позволяет преобразовывать электромагнитную энергию в тепло — за счёт так называемых потерь на проводимость. Дополнительный эффект создаёт магнитное рассеивание, обеспечиваемое частицами NiCo₂O₄. Всё вместе даёт мощную синергию: сигнал эффективно ослабляется за счёт взаимодействия между порами, волокнами и наночастицами.
Учёные подробно описали технологию в своей работе: сначала люффу подвергали гидротермальной обработке, затем — карбонизации при высокой температуре. На заключительном этапе в структуру вводились магнитные наночастицы, в результате чего получался композит NiCo₂O₄/C. Его свойства были подтверждены как в лабораторных экспериментах, так и с помощью цифрового моделирования в среде COMSOL.
Авторы подчёркивают, что такие материалы могут не только повысить скрытность военной техники , но и дать толчок развитию устойчивых радиопоглощающих композитов на основе возобновляемого сырья. Речь идёт о биоматериалах, которые не уступают по эффективности синтетическим аналогам, но при этом экологичны и более доступны.
И хотя идея использовать растение в качестве основы для защитного покрытия может показаться экзотикой, за ней стоит серьёзная физика, точные расчёты и прикладной смысл.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
