Главная / Технологии / Что такое анаполь? Новый метаматериал для стелс-покрытий

Что такое анаполь? Новый метаматериал для стелс-покрытий

Что такое анаполь? Новый метаматериал для стелс-покрытий

Засекая объект при помощи радара, на него посылается волновой сигнал, и по отражению волны определяется его местоположение.

Новый метаматериал полностью прозрачен для электромагнитных волн за счет возбуждения в них «анаполей». Российские и итальянские ученые разработали технологию для маскировки военной техники.

Метаматериал имеет искусственно созданную периодическую структуру. Применив идею дипольных моментов удалось разработать обобщенную теорему невидимости и превратить ее в математическую модель

Что такое анаполь? Новый метаматериал для стелс-покрытий

Образец сверхпроводящего метаматериала. Электрический момент, возбуждаемый в системе в момент попадания на нее сигнала радара, компенсируется тороидальным моментом.

Анаполь(от греч. an — отрицат. частица и polos — полюс) представляет собой неизлучающий источник или рассеиватель, который способен излучать векторные потенциалы, в отсутствие излученных электромагнитных полей, а также рассеивать векторные потенциалы, в отсутствие полей.

Благодаря этому можно получить уникальную возможность скрывать различные объекты, точнее экранировать их от электромагнитных полей и получить устройства для скрытой передачи данных.

Что такое анаполь? Новый метаматериал для стелс-покрытий

Тороидальный дипольный момент связан с циркулирующим магнитным полем М, сопровождаемым электрическим полоидальным распределением тока. Поскольку симметрия диаграмм направленности электрических P и тороидальных T дипольных режимов одинакова, они могут разрушительным образом влиять на полное подавление рассеяния в дальнем поле с ненулевым возбуждением в ближнем поле.

При этом передача данных возможна за счет модуляции векторного потенциала, а привычное распространение электромагнитных волн (света) в системе будет отсутствовать. Более того, это может означать, что множество объектов и источников в природе мы просто не видим, потому что они не взаимодействуют с электромагнитными полями, а взаимодействуют исключительно с потенциалами!

Современные методы стелс-маскировки направлены на то, чтобы отраженная от объекта волна поглощалась маскирующим покрытием, минимизируя отклик для радара. Однако одно лишь покрытие само по себе неспособно свести этот отклик к полному нулю из-за совокупности факторов: геометрии поверхности, высокой скорости движения, прогрессивных высокочувствительных методов локации, неэффективности поглощения стелс-покрытия.

Что такое анаполь? Новый метаматериал для стелс-покрытий

Возбуждение тороидного момента в диэлектрической метамолекуле.

Международный коллектив ученых из НИТУ «МИСиС» и Политехнического университета Турина (Италия) в рамках сотрудничества по проектуANASTASIA предложили принципиально новый вариант стелс-маскировки, которая позволит направленному на объект сигналу радара не отражаться, не поглощаться, а просто проходить насквозь, как будто никакого объекта нет. Такой метод маскировки основан не на создании маскирующего покрытия, а на изменении конфигурации всей системы объекта.

«Стелс-маскировка, используемая сегодня, далека от совершенства. Такое покрытие дорогостояще, а для более эффективной работы ему нужна максимально ровная поверхность – в результате в самолетах, например, приходится жертвовать аэродинамическими характеристиками аппарата. При этом поглощаемый сигнал все равно создает «тень» – небольшой отклик,который могут засечь более совершенные системы локации. Задачей нашего коллектива стало «научить» объекты не отражать сигнал, а пропускать его насквозь благодаря возбуждению особого состояния электромагнитных полей», – комментирует Алексей Башарин, руководитель проекта со стороны НИТУ «МИСиС».

Согласно разработанной теории, электрический момент, возбуждаемый в системе в момент попадания на нее сигнала радара, компенсируется тороидальным моментом. Такого эффекта можно достичь благодаря использованию метаматериала – материала с искусственно созданной периодической структурой. Однако, существуют также и другие дипольные моменты, которые возникают как в самом скрываемом объекте, так и в покрытии. И каким образом скрывать такие системы было не совсем понятно.

Что такое анаполь? Новый метаматериал для стелс-покрытий

Моделирование для внешних электромагнитных полей с насыщенной цветовой шкалой. Вид сверху частицы: нормализованные (по отношению к максимальному значению) карты поля (а) абсолютное значение электрического поля и (б) абсолютное значение напряженности магнитного поля. По сравнению со свободным распространением плоской волны концентрация электрического поля внутри усиливается, а концентрация магнитного поля больше, чем в свободном пространстве.osapublishing.org.

«Невидимость объекта была предсказана еще теоремами Девани-Вульфа. Мы, в свою очередь, развили эту идею для дипольных моментов, которые как кирпичики формируют отклик стелс-объекта и разработали для них обобщенную теорему невидимости и превратили ее в математическую модель», – добавляет Алексей Башарин.

Примечательно, что технология может распространяться на объекты любых размеров: не только для крупной военной техники, но и для микро- и наноразмерной электроники.

Явным прорывом будет применение описанных метаматериалов, в качестве элементов кубитов квантовых компьютеров, взаимодействие в которых осуществляется не за счет полей, а за счет потенциалов.

Смотрите также

Реален ли многоразовый космический корабль «Арго»? Что известно о проекте частной российской компании

О том, что российский космический корабль «Арго» сможет не только доставлять грузы на МКС, но …

Дискриминации по цвету «QR-кода». Добро пожаловать в новый мир физически здоровых людей!

Система паспортов виртуального здоровья была введена по всему Китаю в феврале 2020 года для мониторинга …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *