טכנולוגיות הסוואה אקטיביות מתבגרות (חלק 2)
מצלמות
לכמה מערכות הסוואה אקטיביות המוצעות יש מצלמות המותקנות ישירות על האובייקט שמסוות, ולחלק מהמערכות יש מצלמות אינפראולוגיות מרוחקות. אם התוכנית של המערכת היא כזו שיש להתקין את המצלמה ישירות על האובייקט המסוכה, מוטלת הגבלה אחת - המצלמה חייבת להיות מוסווה באופן פעיל או להיות קטנה מספיק. דגמים רבים של מצלמות מיקרו זמינים כיום לצרכנים, מתוכם כמה מצלמות צבע מיניאטוריות מסחריות עשויות להתאים לסוגים מסוימים של מערכות הסוואה אקטיביות.
רזולוציה והדמיה
בעת קביעת רזולוציית התצוגה הנדרשת, יש לקחת בחשבון את המרחק מהתצוגה לצופה. אם הצופה נמצא במרחק של 2 מטרים בלבד, אז הרזולוציה לא צריכה להיות גבוהה בהרבה מהפרטים של הראייה האנושית במרחק זה, כלומר בערך 289 פיקסלים לסמ"ר. אם הצופה רחוק יותר (וזה בדרך כלל), אז ניתן להוריד את הרזולוציה מבלי לפגוע באיכות המיסוך.
בנוסף, ההדמיה חייבת לקחת בחשבון כיצד שדה הראייה של הצופים משתנה בהתאם למרחק שבו הם נמצאים מהמסך. לדוגמה, אדם שמסתכל על התצוגה ממרחק של 20 מטר יכול לראות יותר ממה שנמצא מאחורי הצג בהשוואה לאדם שנמצא במרחק של 5 מטר. לכן, על המערכת לקבוע מהיכן מסתכל הצופה על מנת להתאים לתמונה או לגודל התמונה ולקבוע את הקצוות שלה.
אחד מפתרונות ההדמיה הוא יצירת מודל דיגיטלי תלת מימדי של המרחב שמסביב. ההנחה היא שהמודל הדיגיטלי ייווצר בזמן אמת, שכן סביר להניח שלא יהיה מעשי לדגמן מיקומים בעולם האמיתי לפני המועד. זוג מצלמות סטריאוסקופי יאפשר למערכת לקבוע מיקום, צבע ובהירות. הוצע תהליך הנקרא צילום קרן נוסע כדי לתרגם מודל לתמונה דו-ממדית בתצוגה.

חומרים ננו מרוכבים ארוגים חדשים נוצרים באמצעות שדות מגנטיים וחשמליים כדי להשיג מיקום מדויק של חלקיקים פונקציונליים בתוך ומחוץ לסיבי פולימר. ניתן להתאים את הננו-סיביים הללו למאפיינים כגון התאמת צבעים ובקרת חתימות NIR עבור יישומי הסוואה אקטיביים.
תצוגות
טכנולוגיות תצוגה גמישות נמצאות בפיתוח כבר למעלה מ-20 שנה. שיטות רבות הוצעו בניסיון ליצור תצוגה גמישה יותר, עמידה ובעלות נמוכה יותר, שיש לה גם רזולוציה, ניגודיות, צבע, זווית צפייה וקצב רענון נאותים. נכון לעכשיו, מפתחי תצוגה גמישים בוחנים את דרישות הצרכנים כדי לקבוע את הטכנולוגיה המתאימה ביותר, במקום להציע פתרון אחד הטוב ביותר עבור כל היישומים. הפתרונות הזמינים כוללים RPT (טכנולוגיית הקרנה רטרו-רפלקטיבית), OLED (דיודות פולטות אור אורגני), LCD (מסכי קריסטל נוזלי), TFT (טרנזיסטור סרט דק) ו-E-Paper.
צגים סטנדרטיים מודרניים (כולל גמישים) מיועדים לצפייה ישירה בלבד. לכן, יש לתכנן גם מערכת כך שניתן לראות את התמונה בבירור מזוויות שונות. פתרון אחד יכול להיות תצוגה המבוססת על מערך של עדשות חצי כדוריות. כמו כן, בהתאם למיקום השמש והצופה, התצוגה עשויה להיות בהירה או כהה משמעותית מהאזור שמסביב. אם יש שני צופים, יש צורך בשתי רמות בהירות שונות.
בשל כל הגורמים הללו, יש ציפיות גבוהות להתפתחות העתידית של הננוטכנולוגיה.
מגבלות טכנולוגיות
כיום, מגבלות טכנולוגיות רבות מעכבות את ייצור מערכות הסוואה אקטיביות למערכות חיילים. בעוד שחלק מהמגבלות הללו מתגברים באופן פעיל עם פתרון מוצע בתוך 5 עד 15 שנים (למשל תצוגות גמישות), עדיין יש כמה מכשולים בולטים שעדיין צריך להתגבר עליהם. כמה מהם מוזכרים להלן.
בהירות תצוגה. אחת המגבלות של מערכות הסוואה אקטיביות מבוססות תצוגה היא לא בהירות מספקת לפעולה בתנאי אור יום. בהירות השמיים הבהירים הממוצעת היא 150 W/m2 ורוב הצגים נראים ריקים באור יום מלא. יהיה צורך בתצוגה בהירה יותר (עם עוצמת הארה הקרובה לזו של רמזור), מה שאין צורך בשאר תחומי הפיתוח (למשל, מסכי מחשב וצגי מידע לא צריכים להיות בהירים כל כך). לכן, בהירות הצגים עלולה להפוך לכיוון שיפריע להתפתחות הסוואה אקטיבית. בנוסף, השמש חזקה פי 230000 מהשמיים שמסביב. יש לעצב את הצגים כך שיהיו שווים בבהירותם לשמש, כך שכאשר המערכת עוברת מול השמש, היא לא תיראה כמו אובך או שיש לה סוג של צללים.
כוח מחשוב. המגבלות העיקריות של ניהול תמונה אקטיבי והעדכון המתמיד שלו על מנת להתעדכן באופן רציף (אי-נראות) לעין האנושית הן הצורך בתוכנה רבת עוצמה ובגודל זיכרון גדול במיקרו-מעבדי בקרה. כמו כן, בהתחשב בעובדה שאנו שוקלים מודל תלת מימד שיש לבנות בזמן אמת על בסיס שיטות השגת תמונות ממצלמות, התוכנה והמאפיינים של מעבדי הבקרה יכולים להפוך למגבלה מרכזית. בנוסף, אם אנחנו רוצים שהמערכת הזו תהיה עצמאית ותנשא על ידי חייל, אז המחשב הנייד חייב להיות קל, קטן וגמיש מספיק.
מופעל על ידי סוללות. אם לוקחים בחשבון את הבהירות והגודל של התצוגה, כמו גם את כוח העיבוד הדרוש, הסוללות המודרניות כבדות מדי ומתרוקנות במהירות. אם מערכת זו אמורה להינשא על ידי חייל בשדה הקרב, יש לפתח סוללות קלות יותר ובעלות קיבולת גבוהה יותר.
מיקום מצלמות ומקרנים. בהתחשב בטכנולוגיית RPT, מגבלה משמעותית כאן היא שהמצלמות והמקרנים יצטרכו להיות ממוקמים מראש, ורק עבור צופה אויב אחד, ושהצופה יצטרך להיות ממוקם במיקום המדויק מול המצלמה. לא סביר שכל זה ייצפה בשדה הקרב.
הסוואה הופכת לדיגיטל
לקראת טכנולוגיות אקזוטיות שיאפשרו פיתוח של "צעיף של אי-נראות" אמיתי, ההתקדמות האחרונה והמשמעותית ביותר בתחום ההסוואה היא הכנסת מה שנקרא דפוסים דיגיטליים (תבניות).
"הסוואה דיגיטלית" מתאר מיקרו-דפוס (מיקרו-דפוס) שנוצר על ידי מספר פיקסלים מלבניים קטנים בצבעים שונים (באופן אידיאלי עד שישה, אך בדרך כלל לא יותר מארבעה מטעמי עלות). דפוסי מיקרו אלה יכולים להיות משושה או מעגליים או מרובעים, והם משוכפלים בדוגמאות שונות על פני כל המשטח, בין אם זה בד או פלסטיק או מתכת. משטחי הדפוס השונים דומים לנקודות הדיגיטליות היוצרות את כל התמונה של צילום דיגיטלי, אך הם מאורגנים בצורה כזו מטשטשת את קווי המתאר והצורה של האובייקט.

נחתים במדי לחימה של MARPAT לאזור מיוער
בתיאוריה, זוהי הסוואה יעילה הרבה יותר מתבניות מאקרו סטנדרטיות המבוססות על טלאים גדולים, בשל העובדה שהיא מחקה את המבנים המגוונים והקצוות הגסים המצויים בסביבות טבעיות. זה מבוסס על האופן שבו העין האנושית, ולכן המוח, מתקשרת עם תמונות מפוקסלות. הסוואה דיגיטלית מסוגלת יותר לבלבל או להערים על מוח שלא רואה את התבנית, או לגרום למוח לראות רק חלק מסוים מהתבנית כך שהמתאר האמיתי של החייל לא ניתן להבחין. עם זאת, עבור עבודה אמיתית, פיקסלים חייבים להיות מחושבים על ידי משוואות של פרקטלים מורכבים מאוד, המאפשרים לך לקבל דפוסים שאינם חוזרים על עצמם. ניסוח משוואות כאלה אינו משימה קלה ולכן דפוסי הסוואה דיגיטליים מוגנים תמיד בפטנטים. ההסוואה הדיגיטלית, שהוצגה לראשונה על ידי הכוחות הקנדיים כ-CADPAT וחיל הנחתים האמריקני כ-MARPAT, כבשה מאז את השוק בסערה ואומצה על ידי צבאות רבים ברחבי העולם. מעניין לציין שלא CADPAT ולא MARPAT זמינים לייצוא, למרות העובדה שלארצות הברית אין בעיה למכור מערכות נשק מתוחכמות מספיק.

השוואה בין דפוסי הסוואה קונבנציונליים ודיגיטליים לרכב קרבי



Advanced American Enterprise (AAE) הכריזה על שיפור ל"שמיכת" הסוואה אקטיבית/אדפטיבית לבישה (בתמונה). המכשיר תחת הכינוי Stealth Technology System (STS) זמין בטווח הנראה ובטווח הספקטרלי הקרוב ל-IR. אולם אמירה זו גורמת לספקנות משמעותית.

עכשיו יש גישה אחרת... חוקרים מרנסליייר ומאוניברסיטת רייס השיגו את החומר האפל ביותר שנוצר על ידי האדם. החומר הוא ציפוי דק המורכב מערכים נדירים של ננו-צינורות פחמן מיושרים בצורה רופפת; יש לו החזר כללי של 0,045%, כלומר הוא סופג 99,955% מהאור הנופל עליו. ככזה, החומר מתקרב מאוד לאובייקט המכונה "סופר שחור", שעשוי להיות כמעט בלתי נראה. התמונה מוצגת כחומר חדש בהחזרה של 0,045% (במרכז), כהה משמעותית מתקן החזרה של 1,4% NIST (משמאל) וחתיכת פחמן מזכוכית (ימין)
פלט
מערכות הסוואה אקטיביות עבור חיילי רגלים עשויות לסייע רבות בפעולות חשאיות, במיוחד כאשר פעולות צבאיות באזורים עירוניים הופכות נפוצות יותר. מערכות הסוואה מסורתיות שומרות על אותו צבע וצורה, עם זאת, באזורים עירוניים, הצבעים והדוגמאות האופטימליות יכולים להשתנות כל דקה.
החתירה למערכת הסוואה פעילה אפשרית אחת בלבד לא נראית מספיקה כדי לבצע את הפיתוח ההכרחי והיקר של טכנולוגיית תצוגה, כוח מחשוב וסוללה. עם זאת, בשל העובדה שכל זה יידרש ביישומים אחרים, די צפוי שהתעשייה תוכל לפתח טכנולוגיות שניתן להתאים בקלות למערכות הסוואה אקטיביות בעתיד.
בינתיים ניתן לפתח מערכות פשוטות יותר שאינן מביאות לאי נראות מוחלטת. לדוגמה, מערכת שמעדכנת באופן אקטיבי את הצבע המשוער תהיה שימושית יותר ממערכות הסוואה קיימות, בין אם התמונה האידיאלית מוצגת ובין אם לאו. כמו כן, בהתחשב בכך שמערכת ההסוואה הפעילה יכולה להיות מוצדקת ביותר כאשר מיקומו של הצופה ידוע במדויק, ניתן להניח שבפתרונות המוקדמים ביותר ניתן להשתמש במצלמה נייחת או גלאי בודד להסוואה. עם זאת, כיום זמינים מספר רב של חיישנים וגלאים שאינם פועלים בספקטרום הנראה. מיקרובולומטר תרמי או חיישן רגיש, למשל, יכולים לזהות בקלות אובייקט מוסווה על ידי הסוואה פעילה ויזואלית.
חומרים בשימוש:
טכנולוגיה צבאית
en.wikipedia.org
www.defensereview.com
www.uni-stuttgart.de
www.baesystems.com
- אלכס אלכסייב
- טכנולוגיות הסוואה אקטיביות מתבגרות (חלק 1)XNUMX
טכנולוגיות הסוואה אקטיביות מתבגרות (חלק 2)
מידע