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美国自毁掉无人机研发发展与剖析

来源:http://www.cnshenqiang.com 编辑:ag88环亚 时间:2018/08/13

  美国自毁掉无人机研发发展与剖析

  

激光刻印的硬纸板制造的无人机原型机

  

无人机投进示意图

  

NASA开发的(a)可降解无人机和(b)菌丝资料

  

能够在水中溶解的电路

  怎么保证落入敌手的装备和电子电路不被破解,是美国军方近年来高度重视的问题。美国国防预先研讨方案局(DARPA)自2013年开端,先后展开对“瞬态溶解电路”、“伊卡洛斯”等项意图赞助,意图在于开宣布可瞬态主动毁掉的电路和无人机运载东西,寻求此问题的处理方案。现在,上述项目已开始处理要害资料问题,开宣布可在水中溶解的电路板资料、可生物降解菌丝资料等,正处在无人飞翔器原型方案规划研发阶段,着力处理小型发起设备难以彻底溶解、载重量小等难题。估计不久的将来,自毁掉无人机技能会对美军情报、侦查等军事才能发生革新。·民航局发布管理办法 企业无人机航拍完毕“黑飞”前史利来

  2011年5月,美国海豹特种部队在巴基斯坦境内击毙本拉登的军事举动中,一架绝密的改型UH-60隐身“黑鹰”直升机坠毁。举动完结后,美军为了不让掉落的直升机走漏技能隐秘,运用炸药将机体摧毁后撤离。尽管美方后经交涉从巴基斯坦政府手要回了残骸,但确定时刻间隔满足让其他国家获取技能隐秘。自此之后,美国政府更是对要害技能高度把控,期望研宣布使命完结之后一旦落入敌手就能够主动消灭的军事装备。

  自毁掉资料研讨效果为装备开发奠定技能储备

  要完结空中运载东西的自毁掉,最要害的是处理电路板和机身资料的自毁掉问题。美国已运用“瞬态溶解电路”等项目奠定了足够的技能储备,开宣布可瞬态溶解电路资料和生物降解机体资料。

  (1)可瞬态溶解电路资料是要害

  电子设备是军事装备中触及隐秘信息的要害部件。现代电子设备一般健壮经用,便于恶劣战场环境运用,但一旦落入敌方之手就很简略被对方破解,获取秘要技能和信息。DARPA早在2013年1月,启动了“瞬态溶解电路”项目(VAPR),意图是开发特别电路规划,在可控的范围内直接将这些电子设备进行主动毁掉,以避免秘要技能走漏。

  该项目是在DARPA前期“自溶解生物医学植入物”项意图根底上开展而来,意图是开宣布不只功用恰当好用,并且一旦下达指令或受周围环境条件触发(如温度),就终究消失的资料。有音讯指出,DARPA运用自溶解生物医学植入物项目,现已开发了一种能够在水中溶解的小型电子设备。这一设备规划的初衷是当战场上有战士受伤后,他们能够吞下这款设备来杀死病菌以避免感染,而这一设备会在随后自己溶解,并终究被身体吸收,且不会对人体形成任何损害。

  2013~2015年,DARPA共花费1040万美元,先后赞助霍尼韦尔、IBM、BAE等三家公司参加VAPR项目研讨。其间,霍尼韦尔航空航天微电子及精细传感器部分为VAPR项目开发内置核算代码和其他电子元件,意图是开宣布性能与商业产品适当,但运用寿命有限的电路产品。

  IBM为VAPR项目开发自损害芯片。芯片的电路板选用玻璃作为基板,信号一旦触发,�������׶������������˻������� �ڸ�ͨ�������5������ag88。玻璃熔化焚毁其顶部的硅互补金属氧化物半导体(CMOS)芯片。DARPA的项目经理表明,IBM方案运用应变玻璃基底损坏损坏作为驱动力,使附着的CMOS芯片变为硅和二氧化硅粉末。触发前言可选用熔丝或是活性金属层,用于触发玻璃基底的损坏。这个进程需求外部射频信号触发。IBM将开发多个方案,提高玻璃损坏性损坏技能,并将该技能转移到硅CMOS设备。BAE公司则为VAPR项目开发一个不需求就能简略溶解的传感器。

  DARPA泄漏,已研宣布能够在水中或其他化学物质中主动溶解的电路,且现在VAPR方案的合作伙伴正在开发很多的瞬态溶解资料,其机械性能已超出了预期。这些瞬态资料包括可直接从固态提高成气态的高分子板以及具有内部高压力结构的电子玻璃带,内部高压可使资料很简略被引发,损坏成为超细微粒。

  (2)快速降解机体资料是根底

  NASA也高度重视该问题。为了处理侦查、勘探的军用无人机掉落后不被发现且无环境污染问题,2014年11月,在NASA艾姆斯研讨中心赞助下,斯坦福大学研讨团队推出了一架由蘑菇资料制成的可降解无人机,且完结了首飞。无人机的降解进程是可控的,包括一个酶的开释机制,只要在人为操控开释酶之后,或许在特定的情况下(如设定好的时刻、地址),无人机才会加快降解。NASA的规划团队表明,假如这台无人机掉落在生态环境灵敏的当地时,比方珊瑚礁,由于它能够渐渐降解,所以并不会影响当地的环境。假如是履行不必回来的使命,比方侦查森林火灾、核基地的放射性等或是落入敌手,那么这台无人机能够完美的在传回数据后“自我消灭”,融入天然。

  这架原型机的机身结构由三部分组成:1)主体结构部分由纽约Ecovative规划公司供应的菌丝体资料制造,具有不错的强度。菌丝体是真菌的养分体,由许多菌丝集合在一起组成。菌丝体被培养成了定制的无人机形状。2)主体结构外面掩盖一层运用细菌制造出的黏性纤维素保护层。3)最外层外表掩盖上具有防水功用的蛋白质。这些蛋白质是运用胡蜂的唾液克隆的,相似蜂蜡,具有很强的可塑性。

  该无人机的电路体系没有运用DARPA最新瞬态溶解的电路技能,而是选用商业化的银纳米粒子墨水印刷的,尽管不能瞬态溶解,但能够生物降解,十分具有环保性。其他部件如传感器、螺旋桨、操作设备和标准电池等仍是生物无法替代的。研讨团队的下一步方针将保证生物无人机的电子传感器也能够安全降解,他们现已开端探求怎么运用大肠杆菌来制造传感器。

  可主动降解无人机原型提上日程,获得开始成效

  在VAPR项意图研讨处理资料问题的根底上,可主动降解无人机进入规划研讨阶段。2015年10月,DARPA发布“伊卡洛斯”(Inbound,Controlled,Air-Releasable,Unrecoverable Systems,缩写ICARUS)的项目招标书,研讨在完结使命后会主动降解消失的一次性运载东西的规划方案。该项目分为两个阶段,周期为26个月,总经费约为800万美元。ICARUS项意图终究效果是使无人机在完结运送使命4小时后主动溶解,或许在30分钟内像机器人相同自行脱离。该无人机能够在32英尺(约10米)高处对指定地址精确投递3磅(约1.4千克)重的物资,运用GPS体系进行方位设置,使命完结后便消失。别的,当从万米高空的气球上开释时,ICARUS无人机有必要能直线飞翔90千米。此外,无人机规划的一个前提条件是,其翼展尺度有必要小于10英尺(约3米)。

  2016年6月,DARPA与两家公司签署了研发合同。一家是帕罗奥多研讨中心(PARC),合同价值230万美元;另一家是DZYNE科技公司,合同价值290万美元。PARC研讨中心和DYXNE技能公司参加项意图第一阶段,研发的原型机将能够从约1万米高空,间隔方针区域149.7千米处开释。

  此外,DARPA在ICARUS项目下,颁发美国Otherlab技能研讨公司额定合同。2017年3月,该公司发明晰一款名叫APSARA的“一次性”纸质无人机,可在紧迫情况时作为一次性运送东西。该无人机简直彻底选用纸板制成,用胶带密封,没有发起机,需求经过飞机进行发射。数百架无人机可一起发射,完结掩盖数百公里的不同当地的运送使命。该无人机依据空气动力学原理规划,内部装备小型电脑,电池和引导方向的传感器。该无人机能够88千米/时的速度飞翔约150千米,可载重达1千克,在预设着陆点10米内着陆。与一般无人机不同,一次性纸质无人机制造及操作成本低,可强行着陆,无须收回,纸板会在几月内主动降解。

  硬纸板仅仅Otherlab开始选用的可降解无人机资料,在终究规划中,Otherlab会选用来源于蘑菇的物质——菌丝来制造飞机。会在短短数天内分化,菌丝是真实的可再生资源,对环境不会有任何影响。现在,Otherlab在纸质无人机里安顿了一个GPS元件和两个襟翼马达,进而操控纸飞机在预设着陆点的50英尺(约15米)内着陆。再下一步,DARPA需求让无人机的电子设备也能敏捷消失。为了完结这一方针,DARPA正在赞助一个一次性电子设备项目,可让无人机机身甚至电子设备都得以彻底降解。Otherlab的一家衍生公司Everfly则期望能够在APSARA的根底上进一步进行改善,将最大载重增加到10千克。

  未来开展和展望

  从现在得到的技能情报分析,DARPA可在水中瞬态溶解的自毁掉电路研讨效果、Ecovative规划公司的菌丝体资料商业化产品以及NASA的一次性可降解无人机规划探究,都阐明美国具有了研发自毁掉小型军用无人体系的技能才能,其军事运用化产品有望在不久的将来将投入运用。

  自毁掉无人机技能能够革新美军情报、侦查等军事才能,避免相关情报或技能外泄。例如,在军事环境中,瞬态消失传感器和自毁掉监测无人机能够在天然环境中分化,在有限时刻内供应要害数据。此外,选用由瞬态资料制备的小型无人运载体系能够轻松地完结水、电池或紧迫医疗用品的供应,而没有收回打包这些运载体系的担负。例如,部队或运载设备需求在地震或海啸后将食物、易失效的疫苗、胰岛素、血液和血浆产品运送到许多难以抵达的当地。一旦运送设备完结了使命就能够彻底不去考虑它们的残骸,这将减轻应急组工作人员包装和运送车辆的物流使命,并基本上消除了车辆调配对环境的影响。

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