"Умный" метаматериал скроет подводные лодки от гидролокаторов

"Умный" метаматериал скроет подводные лодки от гидролокаторов

Американские исследователи представили разработку в духе «бондианы». На ежегодном 175-м собрании Американского акустического общества (Acoustical Society of America) они рассказали о новом метаматериале, который можно назвать настоящим плащом-невидимкой.

Поясним, что метаматериалы – это материалы с заранее заданными свойствами и искусственно созданной периодической структурой, которые не встречаются в природе. Их используют для достижения эффекта невидимости, когда световые волны перенаправляются, обходят объект, а затем возвращаются на заданную траекторию.

Такие плащи-невидимки ранее имели ряд ограничений, к примеру, могли скрывать объекты лишь в определённом диапазоне частот или только определённого размера и формы. В 2015 году была представлена технология, позволяющая скрывать более крупные объекты, и вот теперь такого рода маскировка стала поистине масштабной.

Новый «умный» материал способен скрыть от гидролокатора (средства звукового обнаружения подводных объектов с помощью акустического излучения) подводную лодку, уточняет глава исследовательской группы Аманда Хэнфорд (Amanda Hanford) из Университета Пенсильвании.

По её словам, при попытке обнаружить объект в океане плащ-невидимка просто отразит сигнал, звуковая волна обойдёт объект, и датчик решит, что никакого объекта в воде нет.

Кстати, заметим, что это первая разработка для маскировки объектов под водой. Такого эффекта добиться намного сложнее, поскольку она плотнее воздуха и «менее сжимаема», говорят физики.

Чудо-устройство, которое позволяет добиться такого эффекта, представлено на главном фото. Это нечто наподобие пирамиды высотой 90 сантиметров, которая сконструирована из перфорированных стальных пластин. (Металлы, наряду с пластмассами, чаще всего используются для создания метаматериалов.)

При проверке устройства его помещали в резервуар, наполненный водой, и направляли звуковые волны частотой от 7 до 12 тысяч герц. Для регистрации отражённых волн применялось сразу несколько приёмников.

Эксперименты показали, что отражённые от метаматериала волны находились в той же фазе, что и отражённые, к примеру, от дна резервуара, в котором находилось устройство. Кроме того, амплитуда отражённой от скрытого объекта волны несколько уменьшилась. Таким образом объект в действительности стал невидимым для инструментов обнаружения.

«Эти материалы кажутся совершенно абстрактной концепцией, но математика показывает нам, что таких свойств возможно добиться», — отмечает Аманда Хэнфорд.

Её команда полагает, что эта и дальнейшие разработки и усовершенствования помогут создать уникальные материалы, которые помогут управлять звуковыми волнами в самых различных масштабах.

Добавим, что ранее мы рассказывали и о других интересных разработках: например, метаматериале, который формирует и фокусирует звук, о «метакоже», которая особым образом преобразует радиоволны и скрывает объекты от радаров, а также о «шапке-невидимке» для информационных сообщений.

19:24