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智能蒙皮:能使飞机隐身的“智能皮肤”

企业新闻 / 2023-04-07 19:35

本文摘要:诸如美国动作电影《特种部队:眼镜蛇的兴起》里面用于的隐身衣或将沦为现实。但这次不是个人穿着的隐身衣,而是通过使用智能材料为战鹰身披新衣。这种新装不仅可以有效地减少战机的雷达光线面积,起着很好的伪装效果,而且可以对机体及外部环境的各种状态参数动态感官,就如同战鹰的皮肤一般。 据媒体报道,美国国家航空航天局和美国空军联合支持的系统研发型飞行器项目在智能材料上取得了重大进展。这种利用超强材料设计的技术就是智能蒙皮(SmartSkin)。

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诸如美国动作电影《特种部队:眼镜蛇的兴起》里面用于的隐身衣或将沦为现实。但这次不是个人穿着的隐身衣,而是通过使用智能材料为战鹰身披新衣。这种新装不仅可以有效地减少战机的雷达光线面积,起着很好的伪装效果,而且可以对机体及外部环境的各种状态参数动态感官,就如同战鹰的皮肤一般。

  据媒体报道,美国国家航空航天局和美国空军联合支持的系统研发型飞行器项目在智能材料上取得了重大进展。这种利用超强材料设计的技术就是智能蒙皮(SmartSkin)。利用智能蒙皮技术,可以通过共性设计有效地增加飞机的天线尺寸,并可以使用低成本的新型材料提升飞机的伪装和气动外形效果,对削减飞机性能起着了最重要起到。  智能材料很大提高战鹰性能  智能蒙皮通过将各类传感器和芯片高度构建在蒙皮内部,从而构成了机体对自身感官的简单神经网络,可以将收集到的各类信息动态传输给飞机的大脑飞行中掌控计算机,从而有效地提升战机对各类信息的统合处置能力。

  1985年,美国空军首次明确提出了智能蒙皮技术。与此同时,上个世纪80年代末,法国也开始研发一种智能蒙皮天线系统。

这种系统由法国国家航空空间研究院联合的组织,主要方向是将雷达天线构建在飞机的蒙皮系统内部。  由美国诺斯罗普公司和TRW公司牵头研制的智能蒙皮新型天线,使用了将有所不同种类复合材料压制成薄片技术,从而使其与标准天线比起通信距离提升了5倍以上。这种新型天线全部嵌套在飞行器表面,可以有效地增加飞机飞行中重量和阻力,同时减少雷达光线面积。在此基础上,美国国防部高级研究计划局制订了无线电频率多功能机构孔径计划,将推展智能蒙皮天线技术持续发展。

  智能蒙皮具备独有的优点和技术优势:由于使用了光纤技术和传感器技术替换普通电缆相连,节省了大量的飞机内部空间,减低了飞机重量,修改了飞机设计方案;智能蒙皮可以有效地提升飞机对自身状态的感官能力,构建对飞机内外部的动态监控和评估,因而极大地提高了飞机的可靠性和可用性;智能蒙皮还可以很大提升未来飞机的伪装能力,将有效地提升飞机的生存能力。  光纤智能蒙皮获得很快发展  未来智能蒙皮技术将更好地应用于航天器和飞机上,光纤传感器在其中也充分发挥着日益最重要的起到。内部构建了光纤传感装置用作检测温度、声光、核辐射及其它物理量的结构就是光纤智能蒙皮。

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自1979年美国国家航天局首次把光纤埋聚合物材料中开始,光纤智能蒙皮就获得飞速发展。  光纤智能蒙皮使用分布式光纤传感技术作为传感网络,可将数根小巧轻巧的光纤重复使用飞行器的蒙皮中,利用环境温度、压力等候测量对光纤中传输光展开调制的原理工作。通过飞行中掌控计算机动态收集并调制光纤中的传输光,就可以获知光纤周围任一点的待测量情况。

  光纤智能蒙皮还可以有效地减低飞机的重量和雷达衍射面积,提升其小型化和形式化水平。用于普通蒙皮时,当必须在飞机上安装天线和传感器时,就必须展开凿孔而毁坏机体结构,从而导致气动力、费用等一系列损失。光纤智能蒙皮技术可以构建传感器的智能化构建,使飞机的设计和升级更加简单。

一体化的智能蒙皮技术可以大面积覆盖面积飞机的外部特征,防止了各类平台和天线的中空引人注目,从而减少了飞机的雷达衍射面积,提升其伪装性能。  除了应用于在飞机上,美国海军也在研究将光纤智能蒙皮应用于舰船表层的电磁伪装问题,从而提升舰船和潜艇的伪装性能。美国弹道导弹防卫局也计划将光纤传感器包含的智能蒙皮构建入导弹天基防卫系统中,从而对敌方威胁作出准确辨别。

  物联网技术带入,应用于前景更为宽阔  从广义上将,智能蒙皮系统也归属于传感器网络,随着军事物联网技术的较慢发展,未来有所不同战机上的智能蒙皮也可以构建互联互通,从而使智能蒙皮的应用于前景更为宽阔。法国军备总局就计划将智能蒙皮用作高空和宽续航无人机项目以及A-400M预警机远距离监控天线。  当然,智能蒙皮技术要获得构建和广泛应用,依然必须攻下很多技术考验。

智能蒙皮的主体材料必须使用质量重、高强度并且耐高温的新型复合材料,目前大部分聚合物复合材料尚能正处于试验阶段。此外,将传感器阵列和光纤传输系统集成到薄薄的蒙皮材料中也是一道技术考验。智能蒙皮材料的研制除了必须考虑到材料学、电子技术和微波技术外,还必须高性能的高温超导材料、信号处理与产于掌控、神经网络与仿生学研究,是一项可观的系统工程。

  随着技术的变革和研究的大量投放,智能蒙皮技术一定可以在未来科技和军事应用领域充分发挥最重要起到。


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