您的位置:  首页 > 军事百科 > 正文

这是陆战装备发展新方向

2024-02-27 18:04 作者: 来源: ​郝泽澳 86161 次阅读

隐形技术,正在伴随陆军智能化、未来化发展的方向,走入陆战装备更新的必选项中。隐形技术似乎一直是航空航天、舰船制造领域的专利,隐形飞机和各类采用几何外形实现隐形的舰船早已为世人所知。陆战装备隐形似乎仍未成为人们关注的焦点。

现代战争,强调对目标“发现即摧毁”,随着巡飞弹、无人机的普及与应用,缺乏防空保护的陆战装备早已成为活靶子、砧上肉。如何在日新月异的军事变革下保存自己?提高陆战装备的隐蔽性显得十分重要,只有保存自己,才能消灭敌人。传统的防红外侦察手段并不能完全应付来自各方向的火力打击,只有让陆战装备做到在隐身性能上的突破,才能最大限度降低被发现风险,真正做到“大隐隐于市”。在2021年法国“国防创新论坛”上,法国NEXTER集团展示了其设计研发的“火蝾螈”智能自适应多光谱迷彩样机。这块3平方米的自适应迷彩,为未来陆战装备的光学隐形提供了良好参考。

01 什么是光学隐形

隐形技术通过改变目标的可探测信息特征,使敌方探测手段难以发现。目前,探测手段主要以电磁波探测为主,从可见光范围到雷达发射的电波均属于电磁波。利用几何外形或隐形涂料进行隐形的技术只是在几段特定的电磁波频段上进行隐身,与光学隐形的要求相去甚远。

目前,实现光学隐形的手段主要有两种:一是通过改变光线传播路径做到“透明”,二是利用拟态的手段将目标与自然环境相融合。改变光传播路径,离不开材料本身的特性。超材料可以实现对电磁波的有效折射。超材料不同于传统材料,是一种在微观层面上具有良好性能的特殊材料。超材料的细微结构,大小小于作用于其的电磁波波长,因此可对电磁波造成影响。当下,光操纵材料的研究正在紧锣密鼓地进行之中,所谓光操纵材料,是一种具有特殊性能的超材料,其具有的纳米结构能够以特定的方式对光线进行散射。此外,这种光操纵材料还可通过改变内在纳米结构实现对其他波长电磁波的散射。超材料制成的隐身材料完全可以通过改变光传播路径,实现“透明”的效果,达到隐身目的。如何隐蔽目标的红外特征和目标在其他频段上的电磁特性,是光操纵超材料面临的主要问题。为此,需要提升光操纵超材料的性能,使其不仅能够实现可见光隐形,还能应对多个波长的电磁波探测。通过改变光传播路径、操纵电磁波传播进行光学隐身的途径,还有很长的路要走。

微信图片_20220107162057.jpg

实现光学隐形,还可利用拟态的手段。拟态是一种生物学概念,是指一种生物通过对自然环境或其他生物的模拟实现对自身有利的现象。枯叶蝶模仿枯树叶、竹节虫模仿树枝均属于拟态。拟态是为了保存自己免受天敌的侵害,陆战装备同样也可以利用拟态的手法。通过将自身融入环境,实现最大限度的隐蔽。拟态法类似常见的迷彩和伪装网,要想达到伪装效果、实现在全流程各环境的隐身,仅凭融入一种环境明显无法实现目标,还需目标表面随着环境变化而变化。发展自适应多光谱的迷彩显得十分重要,通过对周围环境的探测来变化自身颜色达到融入。自适应多光谱迷彩代表的利用拟态手段进行光学隐形的方法看起来十分受用,但也存在与隐身体融合度不高,无法抵御流弹等问题,如何提高这种迷彩的可靠性和防御力,是实现其实用化道路上的关键环节。

02 光学隐形助力陆战装备未来化

目前,世界各国都对光学隐形技术开展研究,且多以自适应多光谱为主要代表。前文提到的“火蝾螈”智能自适应多光谱迷彩样机便是很好的案例:这个项目隶属法国军备总局的“变色龙”项目,旨在利用人工智能手段控制电信号。通过电信号的变化,自适应迷彩可根据周围环境变化进行颜色的改变,使其完美融入周围环境。这种系统在可见光和红外线范围内都具备很好的隐身能力,即使有一小块屏幕被流弹击中也不会影响整体的隐身效果。不过,这种自适应多光谱迷彩样机的防护力亟待得到加强,未来,这种迷彩表面还可施加透明陶瓷防弹材料,以保护迷彩能够承受流弹的袭击。未来,法国军备总局还希望这项技术能够集成到迷彩服所用的防水布中,并计划于2025年开始进行步兵可变色迷彩服的测试。

微信图片_20220107162102.jpg

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,形成对战场周边态势的感知,进而识别出背景中的特殊红外信号,可有效应对红外侦察或红外制导武器的跟踪或攻击。该系统也能实现对目标红外成像形状改变,犹如《红色警戒》中的“幻影坦克”,令人难以捉摸。

2015年11月,英国Plextek咨询公司研发出一款可适用于小型无人机的电子墨水屏幕,这块8英寸×10英寸的小屏幕能够随着周围环境的变化而发生改变,遗憾的是,这种电子墨水屏存在以下几点不足:首先是变化特定且需要手动操控,电子墨水利用电信号改变颜色、显示变化图像。小型无人机缺乏相关传感器,操作离不开人的支持。其次是屏幕太小,难以大规模集成运用。电子墨水质量轻、成本低、原理简单,如何利用电信号实现随时随地进行变换颜色和背景,是电子墨水在光学隐形道路上实用化的必由之路。

多光谱伪装技术同样可以应用于伪装网,做到在红外设备、雷达面前的“遁形”。这种伪装网需要具备多种色彩和图案,正反使用以适应不同的自然情况。伪装网还需具备良好的反雷达防红外侦察性能。以德国OGUS伪装网为例,这种伪装网以聚酯合成纤维为材料,着重提升了应对紫外、可见光和近红外波段的观察的能力。伪装网外部颜色和图案多种多样,分别适应林地、荒漠、雪地、草原等自然环境。OGUS伪装网还可通过骨架和装饰片进行三维变化,实现更好的隐蔽效果。由此可见,多光谱伪装网着重强调预先设置多种场景下的伪装网颜色,并加强应对电磁侦察的能力,同时注重红外抑制与三维变换,并可搭配普通伪装网使用。多光谱伪装网不易随机应变,效果也逊色于自适应迷彩。却是实现陆战装备“隐形”的低成本手段,效果远胜过一般伪装网,可实现广泛应用。

微信图片_20220107162107.jpg

03 陆战装备搭配光学隐形的前景

未来,陆战装备可与当下主流光学隐形技术相融合,实现“隐藏自己,消灭敌人”的目标。多光谱伪装网可取代目前广泛使用的普通伪装网,多光谱伪装网能够更好地将目标隐匿在周围环境中,并能够通过改变伪装网三维结构和形状实现快速变换,起到伪装的效果。不过,多光谱伪装网依旧没有脱离伪装的范畴,与拟态的要求相差较远,且需人工变换,不能随着环境实现随时随地的变化,套路比较固定,适应性尚有缺陷。

多光谱自适应迷彩是当下陆战装备光学隐形的重要发展方向。坦克、步兵战车和运输车辆均可以安装遍布车身的多光谱自适应迷彩变化板,为了达到对周围态势的感知,还需布置遍布车体的传感器和摄像头。人工智能辅助决策可实现对周围环境的分析,以决定变化板上颜色变换,更好地令装备融入自然环境。系统的各个部分还可采用模块化设计,以实现受损部分的快速更换。多光谱自适应迷彩变化多端、随机应变,但在可靠性上还有待考量。如何加强变化板的防护,同样是制约多光谱自适应迷彩使用的因素之一。另外,整套多光谱自适应迷彩组成系统众多,重量较大,能量消耗惊人,对单兵和轻型装备的应用有着不小挑战。

微信图片_20220107162111.jpg

通过超材料对光线折射实现光学隐形同样是备选选项之一。美国早在2001年就启动了负折射率材料研究计划,负折射率材料的介电常数和磁导率都为负数,可对入射光波实现负折射,改变光传播方向,实现真正的光学隐形。超材料光学隐身还可实现低红外、抑制电磁波的特殊效果,实现对敌多种侦察手段的有效应对。

光学隐身手段的应用,必定能够实现陆战装备对侦察技术的有效反制,改变陆地战场的战场态势,对目前的传统伪装产生革命性影响。进而加速陆战装备的智能化、未来化近程,实现陆战装备的革命性变化。(来源:光明军事)

初审:孙世奇

复审:成自来

终审:陈光中

分享到:
头条推荐
"科技趣探,云端同行"——2025年衡阳市科技馆六一科技活动周主场活动圆满落幕