Teknologiske spørgsmål
Kameraer
Nogle af de foreslåede aktive camouflagesystemer har kameraer installeret direkte på det camouflerede objekt, og nogle systemer har fjern -IR -kameraer. Hvis systemets ordning er sådan, at kameraet skal installeres direkte på det objekt, der skal maskeres, pålægges en begrænsning - kameraet skal enten være aktivt camoufleret eller være lille nok. Der er mange modeller af mikrokameraer i øjeblikket tilgængelige for forbrugerne, hvoraf nogle kommercielle miniaturekameraer kan være egnede til visse typer aktive camouflagesystemer.
Opløsning og billeddannelse
Ved bestemmelse af den nødvendige skærmopløsning skal afstanden fra displayet til fremviseren tages i betragtning. Hvis observatøren kun er 2 meter væk, bør opløsningen ikke være meget højere end detaljerne i menneskesyn på den afstand, det vil sige cirka 289 pixels pr. Cm2. Hvis observatøren er længere væk (hvilket normalt er), kan opløsningen sænkes uden at gå på kompromis med maskeringens kvalitet.
Desuden bør visualisering tage højde for, hvordan observatørers synsfelt ændrer sig afhængigt af afstanden fra skærmen. For eksempel kan en person, der ser på et display fra 20 meter væk, se mere af det, der er bag displayet i forhold til en person, der er 5 meter væk. Derfor skal systemet bestemme, hvorfra observatøren kigger for at passe til billedet eller billedets størrelse og bestemme dets kanter.
En af visualiseringsløsningerne er oprettelsen af en 3D-model af det omgivende rum. Det antages, at den digitale model vil blive genereret i realtid, da det højst sandsynligt er upraktisk at modellere placeringen af den virkelige verden forud for planen. Et stereoskopisk par kameraer gør det muligt for systemet at bestemme placering, farve og lysstyrke. Det foreslås, at en proces, der kaldes travel ray imaging, oversætter modellen til et 2-D-billede på et display.
Nye vævede nanokompositmaterialer skabes ved hjælp af magnetiske og elektriske felter for at opnå præcis positionering af funktionelle nanopartikler inden for og udenfor polymerfibre. Disse nanofibre kan skræddersyes til at give egenskaber som f.eks. Farvetilpasning og NIR -signaturstyring til aktive camouflage -applikationer.
Skematisk fremstilling af aktiv camouflage bruges til at camouflere en person, der står foran en gruppe mennesker
Viser
Fleksible displayteknologier er blevet udviklet i over 20 år. Talrige metoder er blevet foreslået i et forsøg på at skabe en mere fleksibel, holdbar og billigere skærm, der også har tilstrækkelig opløsning, kontrast, farve, synsvinkel og opdateringshastighed. I øjeblikket studerer fleksible displaydesignere forbrugernes krav for at bestemme den mest egnede teknologi i stedet for at tilbyde den bedste løsning til alle applikationer. Tilgængelige løsninger omfatter RPT (Retro-reflective Projection Technology), Organic Light Emitting Diodes (OLEDs), Liquid Crystal Displays (LCD), Thin Film Transistors (TFTs) og E-Paper …
Moderne standardskærme (inklusive fleksible skærme) er kun til direkte visning. Derfor skal et system også designes, så billedet tydeligt kan ses fra forskellige vinkler. En løsning ville være en halvkugleformet linse array display. Afhængigt af solens og observatørens position kan displayet også være betydeligt lysere eller mørkere end det omkringliggende område. Hvis der er to observatører, kræves to forskellige lysstyrkeniveauer.
På grund af alle disse faktorer er der store forventninger fra den fremtidige udvikling af nanoteknologi.
Teknologiske begrænsninger
I øjeblikket begrænser mange teknologiske begrænsninger produktionen af aktive camouflagesystemer til soldatsystemer. Selvom nogle af disse begrænsninger aktivt overvindes med en foreslået løsning inden for 5 til 15 år (f.eks. Fleksible displays), er der stadig et par bemærkelsesværdige forhindringer, der stadig skal overvindes. Nogle af dem er nævnt nedenfor.
Skærmens lysstyrke. En af begrænsningerne ved displaybaserede aktive camouflagesystemer er manglen på lysstyrke til arbejde i dagslysforhold. Den gennemsnitlige lysstyrke på en klar himmel er 150 W / m2, og de fleste skærme vises tomme i fuldt dagslys. Der vil være behov for et lysere display (med luminescens tæt på et lyskryds), hvilket ikke er et krav på andre udviklingsområder (f.eks. Bør computerskærme og informationsdisplays ikke være så lyse). Følgelig kan lysstyrken på skærme være den retning, der vil holde udviklingen af aktiv camouflage tilbage. Derudover er solen 230.000 gange mere intens end den omgivende himmel. Skærme, der er lige så store som solens lysstyrke, skal være designet således, at når systemet passerer foran solen, ser det ikke diset ud eller har skygger.
Computerkraft. De vigtigste begrænsninger ved aktiv billedkontrol og dens konstante opdatering med henblik på kontinuerlig opdatering (usynlighed) for det menneskelige øje er, at kraftig software og stor hukommelsesstørrelse er nødvendig i kontrolmikroprocessorerne. I betragtning af at vi overvejer en 3D-model, som skal bygges i realtid baseret på metoder til at få billeder fra kameraer, kan softwaren og egenskaberne ved kontrolmikroprocessorerne blive en stor begrænsning. Hvis vi ønsker, at dette system skal være autonomt og båret af en soldat, skal den bærbare computer være let, lille og fleksibel nok.
Batteridrevet. Når du tager højde for skærmens lysstyrke og størrelse samt den nødvendige behandlingskraft, er moderne batterier for tunge og tømmes hurtigt. Hvis dette system skal transporteres af soldaten til slagmarken, skal der udvikles lettere batterier med højere kapacitet.
Placering af kameraer og projektorer. I betragtning af RPT -teknologi er den væsentlige begrænsning her, at kameraer og projektorer skal placeres på forhånd og kun for en fjendtlig observatør, og at denne observatør skal placeres i en nøjagtig position foran kameraet. Det er usandsynligt, at alt dette vil blive observeret på slagmarken.
Camouflage bliver digital
I forventning om eksotiske teknologier, der vil gøre det muligt at udvikle en ægte "kappe af usynlighed", er de seneste og betydelige fremskridt inden for camouflage introduktionen af såkaldte digitale mønstre (skabeloner).
"Digital camouflage" beskriver et mikromønster (mikromønster) dannet af et antal små rektangulære pixels i forskellige farver (ideelt op til seks, men normalt af omkostningsgrunde ikke mere end fire). Disse mikromønstre kan være sekskantede eller runde eller firkantede, og de gengives i forskellige sekvenser over hele overfladen, hvad enten det er stof eller plast eller metal. Forskellige mønstrede overflader ligner digitale prikker, der danner et komplet billede af et digitalt fotografi, men de er organiseret på en sådan måde, at objektets kontur og form bliver sløret.
Marinesoldater i MARPAT kampuniformer til skov
I teorien er dette en meget mere effektiv camouflage end standard camouflage baseret på store pletter, på grund af den kendsgerning, at den efterligner de brogede strukturer og ru rammer, der findes i naturlige omgivelser. Dette er baseret på, hvordan det menneskelige øje og dermed hjernen interagerer med pixelerede billeder. Digital camouflage er bedre i stand til at forvirre eller bedrage hjernen, der ikke lægger mærke til mønsteret, eller få hjernen til kun at se en bestemt del af mønsteret, så soldatens faktiske omrids ikke kan ses. For ægte arbejde skal pixels imidlertid beregnes ved ligninger af meget komplekse fraktaler, der giver dig mulighed for at få mønstre, der ikke gentager sig. Formulering af sådanne ligninger er ikke en let opgave, og derfor er digitale camouflagemønstre altid beskyttet af patenter. Først introduceret af de canadiske styrker som CADPAT og US Marine Corps som MARPAT, har digital camouflage siden taget markedet med storm og er blevet adopteret af mange hære rundt om i verden. Det er interessant at bemærke, at hverken CADPAT eller MARPAT er tilgængelige til eksport, på trods af at USA ikke har problemer med at sælge sofistikerede våbensystemer.
Sammenligning mellem almindelige og digitale kampvognmønstre
Canadisk CAPDAT -skabelon (skovversion), MARPAT -skabelon til marinekorps (ørkenversion) og ny skabelon i Singapore
Advanced American Enterprise (AAE) annoncerede forbedringer af sit aktive / adaptive camouflage -bærbare tæppe (billedet). Enheden, betegnet Stealth Technology System (STS), er tilgængelig i det synlige og NIR. Men dette udsagn vækker imidlertid en betydelig skepsis.
I øjeblikket er der en anden tilgang … Forskere ved Rensselier og Rice University har opnået det mørkeste materiale, der nogensinde er skabt af mennesket. Materialet er en tynd belægning af udledte arrays af løst justerede carbon nanorør; den har en samlet reflektans på 0, 045%, det vil sige, at den absorberer 99, 955% af det indfaldende lys. Som sådan kommer materialet meget tæt på det såkaldte "supersorte" objekt, som kan være stort set usynligt. Foto viser som nyt materiale med 0,045% reflektans (i midten), betydeligt mørkere end 1,4% NIST -reflektansstandard (til venstre) og et stykke glaslegem (til højre)
Produktion
Aktive camouflagesystemer for infanterister kunne i høj grad hjælpe i skjulte operationer, især i betragtning af at militære operationer i byrummet bliver mere udbredt. Traditionelle camouflagesystemer bevarer samme farve og form, men i byrum kan optimale farver og mønstre konstant ændre sig hvert minut.
Kun at søge ét muligt aktivt camouflagesystem synes ikke tilstrækkeligt nok til at foretage den nødvendige og dyre udvikling af displayteknologi, computerkraft og batterikraft. På grund af det faktum, at alt dette vil blive påkrævet i andre applikationer, er det dog ganske forudsigeligt, at industrien kan udvikle teknologier, der let vil blive tilpasset til aktive camouflagesystemer i fremtiden.
I mellemtiden kan der udvikles enklere systemer, der ikke resulterer i perfekt usynlighed. For eksempel vil et system, der aktivt opdaterer den omtrentlige farve, være mere nyttigt end eksisterende camouflagesystemer, uanset om det ideelle billede vises. I betragtning af at det aktive camouflagesystem kan være mest berettiget, når observatørens position er nøjagtigt kendt, kan det antages, at der i de tidligste løsninger kunne bruges et enkelt stationært kamera eller en detektor til camouflage. Et stort antal sensorer og detektorer, der ikke fungerer i det synlige spektrum, er imidlertid i øjeblikket tilgængelige. Et termisk mikrobolometer eller følsom sensor kan f.eks. Let identificere et objekt maskeret af en visuel aktiv camouflage.
