●信息化战场“投影”“变色”“曲光”彰显巧夺天工之妙 ●可使目标如玻璃般透明、如魔术般变幻、如哈里·波特般遁形

自适应仿生:乱花渐欲迷人眼

来源:解放军报 作者:卢新才、吕绪良 编辑:陶士亚 发布时间:2015-02-05 11:34


加拿大“量子隐身”


日本“透明隐身”


英国“自适应隐身”

核心提示 2014年6月15日至19日,为期5天的第十二届欧洲国际防务展在法国巴黎近郊举行。展会期间,法国披露了一项尖端“变色龙”隐身发展计划,并展示了重要阶段性成果——“多光谱活性皮肤”自适应仿生先进性能伪装材料,引起各国参观者的极大兴趣。近年来,自适应仿生技术如春园之草迅猛崛起,已成为高新性能伪装工程领域一道靓丽风景。

视点聚焦

物象目标消遁

现代高新侦察技术的空前发展,使信息化战场从未像今天这样的“透明”。那么如何使目标在“透明的战场”上能够“无形”地生存,成为当今世界各军事强国探索和发展高新伪装技术的目标所在。尤其进入新世纪以来,自适应仿生技术受到国外军事专家们的青睐,一系列具有突破性进展的创新成果纷纷登台亮相。

利用先进科技手段,使目标在颜色、温度、亮度、纹理等特征上始终能够与周围背景融为一体,是自适应仿生伪装的最高境界。目前以美、英、法、加拿大等国为代表的西方发达国家,充分发挥自身的技术优势,通过电子显示、仿生变色、超性能材料等新技术,或使目标实现“透明”无形、“随景”变色、“曲光”消失,或使目标变幻热图、张冠李戴、像无定式,据称均取得了预期效果,致使自适应仿生技术发展在世界军事领域持续升温,人们仿佛看到了战时令“目标消遁”的新曙光。

“投影”仿生 令目标“透明”隐身

“投影”电子仿生也称自适应伪装或光学伪装,即利用电子摄像、投影、显示等先进技术将目标一侧的背景投影到另一侧的显示材料上,从而给人以“透过”目标看后面场景的认知感觉,使目标能够像玻璃一般“透明”而达成隐身目的。

据悉,美国集数字摄像、投影和显示等先进技术于一体,研制出一种自适应伪装系统,可以将目标周围背景实时投影在一套覆盖目标的柔性电子显示系统上,致使目标能随周围环境的变化和光照条件的不同而实时呈现相应的颜色与亮度,其隐身效果明显,可将目视发现目标的距离缩短至46米以内。美军特战应用协会正在利用同样原理研发“电子织物”,以求能够实时改变服装图案,自动适应背景变化;美海军研究办公室以及空军相关部门也在倾力研究将此项技术应用于潜艇和飞机隐身的可能性。

目前英国已将最先进的探测与图像传感器科学地排列在外表覆盖有硅材料反光外壳的坦克车体上,进而开发出“电子墨水”自适应伪装系统,能使坦克“透明”隐身。该技术已被列入英军未来防护车辆计划的一部分,目前已通过“试用能力”验证。

日、德、韩等国也相继开展了相关技术研究。日本于21世纪初开发的主动式光学伪装系统,可通过再现投影仪投射的背景图像来达到“透明”隐身效果。德国在“奔驰”轿车上也开展了类似试验,在轿车左侧覆盖柔性发光二极管显示屏,右侧安装了一部5D II型佳能数码相机,相机实时拍摄右侧的场景,并将图像在左侧显示屏上同步播放,进而产生“透明”效果。据悉,韩国将在仁川国际机场附近,建造世界第一座“透明”大厦。设计者将利用建筑正面的大型LED投影仪,把摄像机拍摄的背面景观实时投射到建筑的正面,使大厦“透明”,好像此建筑物根本就不存在一样。

“变色”仿生 令目标“全谱”隐身

“变色”仿生伪装,是根据章鱼、鱿鱼、变色龙等生物特性结构变色原理,采用各种变色材料而开发的一种先进自适应伪装技术,旨在实现目标的全域全谱伪装。

法国2014年6月在巴黎国际防务展上展示的“多光谱活性皮肤”变色仿生伪装材料,具有电致发光、电致反射和电致辐射等功能,可使目标像“变色龙”一样动态变色融入于背景中,且在可见光和红外波段都有效,即使被子弹击穿,也不影响变色效果,可望在10年内催生出实用化产品。美国近期也开发出一种原型“变色布”,由热敏染料层、银片层和环境感知层等组成,能像章鱼、鱿鱼等海洋动物的皮肤一样迅速感知环境变化,模仿周围环境而变色。

此外,英国和以色列还利用材料温控技术开发出具有融合背景、变换热图双重功能的自适应伪装系统。英国开发的自适应伪装系统,由14厘米大小、固定在目标表面的许多六角形轻质高强度金属模块组成,每个模块如同一个热可控“像素点”,通过温控达到与背景热图的融合,只需按一下按钮就能让目标从夜视观察仪和热寻导弹传感器中消失。还可以利用自带的影像库将停在港口的坦克模拟成集装箱,把野外的装甲车模仿成某种动物等。以色列研制的“黑狐”自适应隐身系统,则由一组固定在装甲目标表面的不规则面板组成,通过2台全景摄像机对目标周围背景实施360度扫描,而后生成背景红外热图,显示在目标面板上,可有效应对热成像侦察或红外成像导引头的跟踪或攻击。同样,该系统也能随意改变目标热图形状,比如将坦克“变”吉普、令车辆“变”奶牛,以降低目标特征性,让人真假难辨。

“曲光”仿生 令目标“遁形”隐身

“曲光”量子技术伪装,亦称超性能材料伪装,旨在利用负折射率材料、量子阱材料、光子晶体制备出一种柔性功能薄膜材料,引导光波弯曲转向,绕过目标而“溜走”,如同水遇到石头而绕石流淌一样,目标因光波绕射而“遁形消失”。目前,美国和加拿大等都开展了“曲光”量子伪装技术研究。

美国早在2001年就启动了负折射率材料研究计划,随后将其列入年度国防预算的基础研究和应用研究计划。负折射率材料具有异常的电磁特性,其介电常数和磁导率较之传统材料都是负的,故可以对入射光波产生负折射作用,进而改变光波传播方向。据称,美国陆军正在开展负折射率“隐形衣”试验研究,并取得了阶段性进展。

2012年12月,加拿大研究人员宣称,已开发出一种“量子隐形衣”,能使光波弯曲绕物体传播,好像并未碰到障碍物一样,从而使目标“消失”,不仅能欺骗可见光观察,而且在军用夜视仪、红外线和热成像侦察系统面前,也能达到隐形的效果。这种“量子隐形衣”材料有望在下一代隐形战机、潜艇和坦克上得到应用,使之实现真正的隐形,于“无形”中遂行各种军事任务。

外军认为,自适应仿生伪装技术的发展与突破必将改变现代侦察“单向透明”的战场态势,并对传统伪装理念、伪装技术乃至作战样式产生颠覆性影响,进而为战时目标生存构筑起坚固的“防御之盾”。

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