新系统让声呐失效 潜艇“隐身”

2018年07月05日09:08  来源:科技日报
 

据瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)官网近日消息,该校研究人员领导的国际团队开发出一种使声波无失真地穿过无序媒介的系统,可用于消除从潜艇等物体上弹回的声波,使声呐无法检测到它们,从而让潜艇等“隐身”。

大多数天然材料都拥有无序的原子结构,这种结构会干扰声波和电磁波的传播。当波与这些材料接触时,会向四周反弹并扩散开来,而且波的能量会逐渐消散,强度也渐次减弱。这也意味着,要利用波技术让数据或能量无损地通过这些波散射媒介,几乎是不可能的。比如,智能手机的地理定位功能在建筑内部会受到影响,因为在其间,无线电波会向所有方向散射。在生物医学成像和地质调查等领域,让波穿过高度无序的媒介也至关重要。

此次,EPFL工程学院的两个实验室与奥地利维也纳技术大学、希腊克里特大学的研究人员合作开发出一种系统,可使声波无失真地穿过这些媒介。该系统采用微型扬声器作为声学中继器抵消波散射,并已成功在真实的声学系统上进行了测试。

研究人员解释,微型扬声器可被控制用于声波的增强、减弱或者相位移动,这使其可以抵消声波碰到障碍物时发生的散射,并在无序媒介的另一端重现原始声音。

研究人员发表在最新一期《自然·物理》杂志上的论文称,他们在实验中构造了一个长约3.5米、充满空气的管子,并在其中放置各种障碍物,例如墙、多孔材料等,制造出声波无法通过的、高度无序的媒介。然后,他们将微型扬声器放置在障碍物之间,并安装电子控制设备来调整扬声器的声学特性。

这种有源声学控制方法有望应用于包含普通环境频率的声音,也可以用于消除从潜艇等物体上弹回的声波,使声呐无法检测到它们。而且,新研究背后的理论同样适用于光波或无线电波,因此能使物体“隐身”,或让人能透过不透明材料拍摄图像。(刘霞)

(责编:时宝韫(实习生)、孙竞)

推荐阅读

世界首台!我国量子计算机超越早期经典计算机“这是历史上第一台超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟机,为最终实现超越经典计算能力的量子计算这一国际学术界称之为‘量子称霸’的目标奠定了坚实的基础。”潘建伟说。【详细】

从“气象特警”到“随身空调” 航天技术来到你身边航天技术民用化已经不是新鲜事。宝宝使用的尿不湿、方便面里的蔬菜包等,这些产品最初都是由航天技术转化而来,而我国现如今在航天技术转化民用方面,更是已经覆盖汽车、电子通信、医疗仪器等多个民用领域。【详细】