🦾 Новые вольфрамово-силиконовые контактные линзы устранят подводную слепоту дронов.
Подводные аппараты, оснащённые гидролокаторами, часто страдают от парадоксальной «слепоты»: их же собственный обтекатель искажает и рассеивает звуковые волны, из-за чего изображение удалённых объектов становится размытым. Чем сложнее рельеф дна или чем быстрее движется дрон, тем сильнее деформация сигнала – и традиционные методы борьбы с этим эффектом сводятся к громоздким алгоритмам коррекции, которые потребляют массу энергии и не возвращают уже потерянную акустическую энергию.
Группа инженеров под руководством профессора Юй Чжана из Шанхайского университета Цзяо Тун предложила иное решение – не электронное, а материальное. Они рассчитали точную геометрию искажений, возникающих на границе купола, и на основе принципа обращения времени спроектировали пассивную корректирующую линзу. Её изготовили из композита, сочетающего микрочастицы вольфрама с гибким силиконом: по акустическому сопротивлению этот материал почти неотличим от воды, а значит, почти не создаёт отражений. Саму линзу выполнили в виде набора концентрических колец с постепенно меняющейся плотностью – варьируя долю вольфрама, создали градиент, который задерживает разные участки волны ровно настолько, чтобы на выходе из купола звуковой фронт выпрямился и сфокусировался в узкий луч.
Испытания подтвердили эффективность: линза собирает рассеянный сигнал в секторе до 65° и сужает его до 16–30°, при этом полезный сигнал в диапазоне 20–45 кГц усиливается более чем на 10 децибел, а уровень помех падает на те же 10 дБ. Всё это – без единого ватта дополнительной энергии и без сложной постобработки. Материал устойчив к перепадам температур и воздействию солёной воды, что делает его пригодным для серийного выпуска. В ближайших планах – океанские тесты, оценка биообрастания и переход на 3D-печать градиентных линз, что откроет путь к массовому оснащению недорогих дронов точным гидролокационным зрением. Кстати, та же технология обещает улучшить и медицинское ультразвуковое сканирование, и промышленную дефектоскопию.
Источник: Scientificrussia.ru
