Tehnoloogilised probleemid
Kaamerad
Mõnel kavandatud aktiivsel kamuflaažisüsteemil on kaamerad paigaldatud otse maskeeritud objektile ja mõnel süsteemil on kaug -IR -kaamerad. Kui süsteemi skeem on selline, et kaamera tuleb paigaldada otse maskeeritavale objektile, siis kehtestatakse üks piirang - kaamera peab olema kas aktiivselt maskeeritud või piisavalt väike. Praegu on tarbijatele saadaval palju mikrokaamerate mudeleid, millest mõned kaubanduslikud miniatuursed värvikaamerad võivad sobida teatud tüüpi aktiivsete kamuflaažisüsteemide jaoks.
Eraldusvõime ja pildistamine
Nõutava ekraani eraldusvõime määramisel tuleb arvesse võtta kaugust kuvarist vaatajani. Kui vaatleja asub vaid 2 meetri kaugusel, ei tohiks eraldusvõime olla palju suurem kui inimese nägemise detail sellel kaugusel, see tähendab ligikaudu 289 pikslit cm2 kohta. Kui vaatleja on kaugemal (mis tavaliselt on), siis saab eraldusvõimet vähendada, ilma et see kahjustaks maskeerimise kvaliteeti.
Lisaks tuleks visualiseerimisel arvestada sellega, kuidas vaatlejate vaateväli muutub sõltuvalt sellest, kui kaugel nad ekraanist asuvad. Näiteks inimene, kes vaatab ekraani 20 meetri kauguselt, näeb ekraani taga olevat rohkem kui 5 meetri kaugusel. Seetõttu peab süsteem kindlaks tegema, kust vaatleja vaatab, et see sobiks pildile või pildi suurusele, ja määrab selle servad.
Üks visualiseerimislahendusi on ümbritseva ruumi 3-D digitaalse mudeli loomine. Eeldatakse, et digitaalne mudel luuakse reaalajas, kuna reaalse maailma asukohti enne tähtaega modelleerimine on tõenäoliselt ebapraktiline. Stereoskoopiline kaamerapaar võimaldab süsteemil määrata asukoha, värvi ja heleduse. Mudeli teisendamiseks ekraanil 2-D-kujutiseks pakutakse välja protsess, mida nimetatakse rändkiirte kuvamiseks.
Uued kootud nanokomposiitmaterjalid luuakse magnet- ja elektriväljade abil, et saavutada funktsionaalsete nanoosakeste täpne positsioneerimine polümeerkiudude sees ja väljaspool. Neid nanokiude saab kohandada sellistele omadustele nagu värvide sobitamine ja NIR -allkirja juhtimine aktiivsete kamuflaažrakenduste jaoks.
Skemaatiline kujutis aktiivsest kamuflaažist, mida kasutatakse inimrühma ees seisva isiku varjamiseks
Kuvab
Paindlikke kuvamistehnoloogiaid on välja töötatud üle 20 aasta. Paindlikuma, vastupidavama ja odavama ekraani loomiseks on pakutud mitmeid meetodeid, millel on ka piisav eraldusvõime, kontrastsus, värvid, vaatenurk ja värskendussagedus. Praegu uurivad paindlikud kuvaridisainerid tarbijate nõudeid, et leida kõige sobivam tehnoloogia, selle asemel et pakkuda kõigi rakenduste jaoks parimat lahendust. Olemasolevate lahenduste hulka kuuluvad RPT (peegeldava projektsioonitehnoloogia), orgaanilised valgusdioodid (OLED), vedelkristallkuvarid (LCD), õhukese kilega transistorid (TFT) ja e-paber …
Kaasaegsed standardekraanid (sh paindlikud ekraanid) on mõeldud ainult otseseks vaatamiseks. Seetõttu tuleb ka süsteem kujundada nii, et pilt oleks erinevate nurkade alt selgelt nähtav. Üks lahendus oleks poolkerakujuline läätsemassiiv. Samuti võib ekraan sõltuvalt päikese ja vaatleja asukohast olla ümbritsevast oluliselt heledam või tumedam. Kui vaatlejaid on kaks, on vaja kahte erinevat heledustaset.
Kõigi nende tegurite tõttu on nanotehnoloogia edasisele arengule suured ootused.
Tehnoloogilised piirangud
Praegu takistavad arvukad tehnoloogilised piirangud sõdurisüsteemide jaoks aktiivsete kamuflaažisüsteemide tootmist. Kuigi osa neist piirangutest on aktiivselt ületatud soovitatud lahendusega 5–15 aasta jooksul (nt paindlikud kuvarid), on veel mõned märkimisväärsed takistused, mis tuleb veel ületada. Mõned neist on allpool mainitud.
Ekraanide heledus. Üks kuvaripõhiste aktiivsete kamuflaažisüsteemide piirangutest on heleduse puudumine päevavalguses töötamiseks. Selge taeva keskmine heledus on 150 W / m2 ja enamik ekraane ilmub päevavalguses tühjaks. Vaja on heledamat ekraani (luminestsents on valgusfoori lähedane), mis pole muudes arenguvaldkondades nõutav (näiteks arvutimonitorid ja teabekraanid ei tohiks olla nii heledad). Järelikult võib ekraanide heledus olla suund, mis pidurdab aktiivse kamuflaaži arengut. Lisaks on päike ümbritsevast taevast 230 000 korda intensiivsem. Ekraanid, mille heledus on päikesega võrdne, tuleks kujundada nii, et kui süsteem möödub päikese eest, ei tunduks see udune ega varju.
Arvutusvõimsus. Aktiivse pildikontrolli ja selle pideva uuendamise peamised piirangud inimsilma pideva uuendamise (nähtamatuse) eesmärgil on see, et juhtmikroprotsessorites on vaja võimsat tarkvara ja suurt mälumahtu. Arvestades ka seda, et kaalume 3-D mudelit, mis tuleb ehitada reaalajas, lähtudes kaameratest piltide saamise meetoditest, võib juhtmikroprotsessorite tarkvara ja omadused saada suureks piiranguks. Lisaks, kui tahame, et see süsteem oleks autonoomne ja seda kannaks sõdur, siis peab sülearvuti olema kerge, väike ja piisavalt paindlik.
Patareitoitega. Kui arvestada ekraani heledust ja suurust, samuti vajalikku töötlusvõimsust, on kaasaegsed akud liiga rasked ja tühjenevad kiiresti. Kui seda süsteemi peab sõdur lahinguväljale kandma, tuleb välja töötada suurema võimsusega kergemad patareid.
Kaamerate ja projektorite asukoht. Arvestades RPT -tehnoloogiat, on siin oluline piirang see, et kaamerad ja projektorid tuleb paigutada ette ja ainult ühe vaenlase vaatleja jaoks ning see vaatleja tuleb paigutada kaamera ette täpselt. On ebatõenäoline, et seda kõike lahinguväljal täheldatakse.
Kamuflaaž läheb digitaalseks
Ootades eksootilisi tehnoloogiaid, mis võimaldavad välja töötada tõelise "nähtamatuse mantli", on kamuflaaži valdkonnas viimane ja märkimisväärne edusamm nn digitaalsete mustrite (mallide) kasutuselevõtt.
„Digitaalne kamuflaaž” kirjeldab mikromustrit (mikromustrit), mille moodustavad mitmed väikesed erinevat värvi ristkülikukujulised pikslid (ideaaljuhul kuni kuus, kuid tavaliselt mitte rohkem kui neli). Need mikromustrid võivad olla kuusnurksed või ümmargused või nelinurksed ning neid reprodutseeritakse erinevates järjestustes kogu pinna ulatuses, olgu see siis kangas, plast või metall. Erinevad mustrilised pinnad on sarnased digitaalsete punktidega, mis moodustavad digitaalse foto tervikpildi, kuid need on korraldatud nii, et objekti kontuur ja kuju hägustuvad.
MARPATi mereväelased võitlevad metsamaa jaoks vormirõivastega
Teoreetiliselt on see palju tõhusam kamuflaaž kui suurtel täppidel põhinev standardne kamuflaaž, mis tuleneb asjaolust, et see jäljendab looduskeskkonnas leiduvaid kirevaid struktuure ja karedaid piire. See põhineb sellel, kuidas inimsilm ja seega ka aju interakteeruvad pikseldatud kujutistega. Digitaalne kamuflaaž suudab paremini segi ajada või petta aju, kes mustrit ei märka, või panna aju nägema ainult teatud osa mustrist, nii et sõduri tegelik kontuur pole eristatav. Reaalse töö jaoks tuleb aga pikslid arvutada väga keerukate fraktaalide võrrandite abil, mis võimaldavad saada kordumatuid mustreid. Selliste võrrandite koostamine pole lihtne ülesanne ja seetõttu on digitaalsed kamuflaažimustrid alati kaitstud patentidega. Esmakordselt võeti kasutusele Kanada väed kui CADPAT ja USA merejalavägi kui MARPAT. Digitaalne kamuflaaž on sellest ajast alates turu tormiliselt vallutanud ja selle on kasutusele võtnud paljud armeed üle maailma. Huvitav on märkida, et ei CADPAT ega MARPAT ei ole ekspordiks saadaval, hoolimata asjaolust, et Ameerika Ühendriikidel pole keerukate relvasüsteemide müümisega probleeme.
Tavaliste ja digitaalsete lahingumasinate kamuflaažimustrite võrdlus
Kanada CAPDAT -mall (metsaversioon), MARPAT -mall mereväe jaoks (kõrbeversioon) ja uus Singapuri mall
Advanced American Enterprise (AAE) teatas oma aktiivse / adaptiivse kamuflaažiga kantava teki täiustustest (pildil). Seade, mida tähistatakse Stealth Technology System (STS), on saadaval nähtavas ja NIR -vormingus. Kuid see avaldus tekitab märkimisväärset skeptilisust.
Praegu on veel üks lähenemisviis … Rensselieri ja Rice'i ülikooli teadlased on saanud kõige tumedama materjali, mille inimene on kunagi loonud. Materjal on õhuke kate lõdvalt joondatud süsiniknanotorude tühjendatud massiividest; selle üldine peegeldusvõime on 0, 045%, see tähendab, et see neelab 99, 955% langevast valgusest. Sellisena jõuab materjal väga lähedale niinimetatud "ülimustale" objektile, mis võib olla praktiliselt nähtamatu. Foto näitab uue materjalina, mille peegeldusvõime on 0,045% (keskel), oluliselt tumedam kui 1,4% NIST peegeldusstandard (vasakul) ja klaaskeha (paremal)
Väljund
Jalaväelaste aktiivsed maskeerimissüsteemid võiksid varjatud operatsioonides palju aidata, eriti arvestades, et sõjalised operatsioonid linnaruumis muutuvad üha levinumaks. Traditsioonilised kamuflaažisüsteemid säilitavad sama värvi ja kuju, kuid linnaruumis võivad optimaalsed värvid ja mustrid pidevalt iga minut muutuda.
Ainult ühe võimaliku aktiivse kamuflaažisüsteemi otsimine ei tundu piisavalt adekvaatne, et ette võtta vajalik ja kallis ekraanitehnoloogia, arvutusvõimsuse ja akutoite arendamine. Kuna aga seda kõike muudes rakendustes vaja läheb, on üsna etteaimatav, et tööstus saab tulevikus välja töötada tehnoloogiaid, mida saab hõlpsasti kohandada aktiivsete kamuflaažisüsteemide jaoks.
Vahepeal saab välja töötada lihtsamaid süsteeme, mille tulemuseks ei ole täiuslik nähtamatus. Näiteks süsteem, mis uuendab aktiivselt ligikaudset värvi, on kasulikum kui olemasolevad kamuflaažisüsteemid, olenemata sellest, kas ideaalset pilti kuvatakse. Arvestades ka seda, et aktiivset maskeerimissüsteemi saab kõige paremini õigustada siis, kui vaatleja asukoht on täpselt teada, võib eeldada, et kõige varasemates lahendustes võiks maskeerimiseks kasutada ühte statsionaarset kaamerat või detektorit. Siiski on praegu saadaval suur hulk andureid ja detektoreid, mis ei tööta nähtavas spektris. Näiteks termiline mikrobolomeeter või tundlik andur suudab hõlpsasti tuvastada objekti, mis on maskeeritud visuaalse aktiivse kamuflaažiga.
