Camere
Unele dintre sistemele de camuflaj active propuse au camere instalate direct pe obiectul camuflat, iar unele sisteme au camere IR de la distanță. Dacă schema sistemului este de așa natură încât camera trebuie instalată direct pe obiectul care urmează să fie mascat, atunci se impune o restricție - camera trebuie fie camuflată activ, fie suficient de mică. Există multe modele de micro-camere disponibile în prezent consumatorilor, dintre care unele camere color comerciale miniaturale pot fi potrivite pentru anumite tipuri de sisteme de camuflaj active.
Rezoluție și imagistică
La determinarea rezoluției de afișare necesare, trebuie luată în considerare distanța de la afișaj la vizualizator. Dacă observatorul este la doar 2 metri distanță, atunci rezoluția nu ar trebui să fie mult mai mare decât detaliile viziunii umane la acea distanță, adică aproximativ 289 pixeli pe cm2. Dacă observatorul este mai departe (ceea ce este de obicei), atunci rezoluția poate fi redusă fără a compromite calitatea mascării.
În plus, vizualizarea ar trebui să țină cont de modul în care câmpul de vedere al observatorilor se schimbă în funcție de distanța la care se află de pe ecran. De exemplu, o persoană care se uită la un ecran de la 20 de metri distanță poate vedea mai mult din ceea ce se află în spatele ecranului, comparativ cu o persoană aflată la 5 metri distanță. Prin urmare, sistemul trebuie să stabilească de unde privește observatorul pentru a se potrivi cu imaginea sau dimensiunea imaginii și pentru a determina marginile acesteia.
Una dintre soluțiile de vizualizare este crearea unui model digital 3-D al spațiului înconjurător. Se presupune că modelul digital va fi generat în timp real, deoarece cel mai probabil este impracticabil modelarea locațiilor lumii reale înainte de termen. O pereche stereoscopică de camere va permite sistemului să determine locația, culoarea și luminozitatea. Se propune un proces numit imagistică cu raze călătoare pentru a traduce modelul într-o imagine 2-D pe un ecran.
Noi materiale nanocompozite țesute sunt create folosind câmpuri magnetice și electrice pentru a obține o poziționare precisă a nanoparticulelor funcționale în interiorul și exteriorul fibrelor polimerice. Aceste nanofibre pot fi adaptate pentru a oferi proprietăți precum potrivirea culorilor și controlul semnăturii NIR pentru aplicații active de camuflaj.
Reprezentare schematică a camuflajului activ folosit pentru a camufla o persoană care stă în fața unui grup de oameni
Afișează
Tehnologiile de afișare flexibile au fost dezvoltate de peste 20 de ani. Au fost propuse numeroase metode în încercarea de a crea un afișaj mai flexibil, durabil, mai ieftin, care are, de asemenea, rezoluție adecvată, contrast, culoare, unghi de vizualizare și rata de reîmprospătare. În prezent, designerii de afișaje flexibile studiază cerințele consumatorilor pentru a determina cea mai potrivită tehnologie în loc să ofere cea mai bună soluție pentru toate aplicațiile. Soluțiile disponibile includ RPT (tehnologie de proiecție retro-reflectorizantă), diode cu lumină organică (OLED), afișaje cu cristale lichide (LCD), tranzistoare cu film subțire (TFT) și hârtie electronică …
Ecranele standard moderne (inclusiv afișajele flexibile) sunt destinate doar vizualizării directe. Prin urmare, un sistem trebuie, de asemenea, proiectat astfel încât imaginea să poată fi văzută clar din diferite unghiuri. O soluție ar fi un afișaj cu emisie de lentile emisferice. De asemenea, în funcție de poziția soarelui și a observatorului, afișajul poate fi semnificativ mai luminos sau mai întunecat decât zona înconjurătoare. Dacă există doi observatori, sunt necesare două niveluri diferite de luminozitate.
Datorită tuturor acestor factori, există așteptări mari de la dezvoltarea viitoare a nanotehnologiei.
Limitări tehnologice
În prezent, numeroase limitări tehnologice restricționează producția de sisteme de camuflaj active pentru sistemele de soldați. Deși unele dintre aceste limitări sunt depășite în mod activ cu o soluție sugerată în termen de 5 până la 15 ani (de exemplu, afișaje flexibile), există încă câteva obstacole notabile care trebuie încă depășite. Unele dintre ele sunt menționate mai jos.
Luminozitatea afișajelor. Una dintre limitările sistemelor de camuflaj active bazate pe afișaj este lipsa de luminozitate pentru lucrul în condiții de lumină naturală. Luminozitatea medie a unui cer senin este de 150 W / m2 și majoritatea afișajelor apar goale în plină zi. Va fi necesar un afișaj mai luminos (cu luminiscență apropiată de cea a unui semafor), ceea ce nu este o cerință în alte domenii de dezvoltare (de exemplu, monitoarele de computer și afișajele de informații nu ar trebui să fie atât de luminoase). În consecință, luminozitatea afișajelor poate fi direcția care va împiedica dezvoltarea camuflajului activ. În plus, soarele este de 230.000 de ori mai intens decât cerul din jur. Afișajele cu o luminozitate egală cu soarele ar trebui să fie proiectate astfel încât, atunci când sistemul trece în fața soarelui, să nu pară neclare sau să aibă umbre.
Puterea de calcul. Principalele limitări ale controlului activ al imaginii și actualizarea constantă a acestuia în scopul actualizării continue (invizibilitate) pentru ochiul uman sunt că sunt necesare software-uri puternice și dimensiuni mari de memorie în microprocesoarele de control. De asemenea, având în vedere că avem în vedere un model 3-D, care trebuie construit în timp real pe baza metodelor de obținere a imaginilor de la camere, software-ul și caracteristicile microprocesoarelor de control pot deveni o limitare majoră. În plus, dacă vrem ca acest sistem să fie autonom și transportat de un soldat, atunci laptopul trebuie să fie ușor, mic și suficient de flexibil.
Pe baterii. Când țineți cont de luminozitatea și dimensiunea afișajului, precum și de puterea de procesare necesară, bateriile moderne sunt prea grele și se descarcă rapid. Dacă acest sistem urmează să fie transportat de soldat pe câmpul de luptă, vor trebui dezvoltate baterii mai ușoare cu capacitate mai mare.
Poziția camerelor și a proiectoarelor. Având în vedere tehnologia RPT, limitarea semnificativă aici este că camerele și proiectoarele vor trebui poziționate în avans și numai pentru un singur observator inamic și că acest observator va trebui să fie poziționat într-o poziție exactă în fața camerei. Este puțin probabil ca toate acestea să fie observate pe câmpul de luptă.
Camuflajul devine digital
În așteptarea tehnologiilor exotice care vor face posibilă dezvoltarea unei adevărate „haine de invizibilitate”, ultimul și semnificativ progres în domeniul camuflajului este introducerea așa-numitelor modele digitale (șabloane).
„Camuflajul digital” descrie un micro-model (micro-model) format dintr-un număr de pixeli mici dreptunghiulari de diferite culori (în mod ideal până la șase, dar de obicei din motive de costuri nu mai mult de patru). Aceste micro-modele pot fi hexagonale sau rotunde sau patrulatere și sunt reproduse în diferite secvențe pe întreaga suprafață, fie ea din țesătură sau din plastic sau din metal. Diverse suprafețe modelate sunt similare cu punctele digitale, care formează o imagine completă a unei fotografii digitale, dar sunt organizate în așa fel încât să estompeze conturul și forma obiectului.
Marinarii în uniforme de luptă MARPAT pentru pădure
În teorie, acesta este un camuflaj mult mai eficient decât camuflajul standard bazat pe pete mari, datorită faptului că imită structurile pestrițe și marginile aspre găsite în împrejurimile naturale. Aceasta se bazează pe modul în care ochiul uman și, astfel, creierul, interacționează cu imaginile pixelate. Camuflajul digital este mai capabil să confunde sau să înșele creierul care nu observă tiparul sau să-l facă pe creier să vadă doar o anumită parte a tiparului, astfel încât conturul propriu-zis al soldatului să nu fie discernibil. Cu toate acestea, pentru munca reală, pixelii trebuie calculați prin ecuații de fractali foarte complecși care vă permit să obțineți modele care nu se repetă. Formularea unor astfel de ecuații nu este o sarcină ușoară și, prin urmare, modelele digitale de camuflaj sunt întotdeauna protejate de brevete. Introdus pentru prima dată de către forțele canadiene sub denumirea de CADPAT și de Corpul de Marină al SUA sub numele de MARPAT, camuflajul digital a luat de atunci piața prin furtună și a fost adoptat de multe armate din întreaga lume. Este interesant de observat că nici CADPAT și nici MARPAT nu sunt disponibile pentru export, în ciuda faptului că Statele Unite nu au probleme în vânzarea sistemelor de arme sofisticate.
Comparație între modelele de camuflaj obișnuite și digitale ale vehiculelor de luptă
Șablon canadian CAPDAT (versiunea pădure), șablon MARPAT pentru Marine Corps (versiunea deșertului) și nou șablon Singapore
Advanced American Enterprise (AAE) a anunțat îmbunătățiri ale păturii sale portabile de camuflaj activ / adaptiv (în imagine). Dispozitivul, desemnat Stealth Technology System (STS), este disponibil în vizibil și NIR. Cu toate acestea, această afirmație ridică o cantitate semnificativă de scepticism.
În prezent, există o altă abordare … Cercetătorii de la Universitatea Rensselier și Rice au obținut cel mai întunecat material creat vreodată de om. Materialul este un strat subțire de matrice descărcate de nanotuburi de carbon slab aliniate; are o reflectanță globală de 0, 045%, adică absoarbe 99, 955% din lumina incidentă. Ca atare, materialul se apropie foarte mult de așa-numitul obiect „super negru”, care poate fi practic invizibil. Fotografia arată ca material nou cu 0,045% reflectanță (centru), semnificativ mai închisă decât 1,4% standard de reflectanță NIST (stânga) și o bucată de carbon vitros (dreapta)
Ieșire
Sistemele active de camuflaj pentru infanteriști ar putea ajuta foarte mult în operațiunile ascunse, mai ales având în vedere că operațiunile militare din spațiul urban devin din ce în ce mai răspândite. Sistemele tradiționale de camuflaj păstrează aceeași culoare și formă, totuși, în spațiul urban, culorile și modelele optime se pot schimba constant în fiecare minut.
Căutarea unui singur posibil sistem de camuflaj activ nu pare suficient de adecvată pentru a întreprinde dezvoltarea necesară și costisitoare a tehnologiei de afișare, puterii de calcul și puterii bateriei. Cu toate acestea, datorită faptului că toate acestea vor fi necesare în alte aplicații, este destul de previzibil că industria poate dezvolta tehnologii care vor fi ușor adaptate pentru sistemele de camuflaj active în viitor.
Între timp, pot fi dezvoltate sisteme mai simple care nu duc la o invizibilitate perfectă. De exemplu, un sistem care actualizează în mod activ culoarea aproximativă va fi mai util decât sistemele de camuflaj existente, indiferent dacă este afișată imaginea ideală. De asemenea, având în vedere că sistemul de camuflaj activ poate fi cel mai justificat atunci când poziția observatorului este cunoscută cu exactitate, se poate presupune că, în primele soluții, o singură cameră staționară sau un detector ar putea fi folosit pentru camuflaj. Cu toate acestea, un număr mare de senzori și detectoare care nu funcționează în spectrul vizibil sunt disponibile în prezent. Un microbolometru termic sau un senzor sensibil, de exemplu, poate identifica cu ușurință un obiect mascat de un camuflaj activ vizual.
