FoodPro Preloader

I tåke av slag akustiske sensorer peke Gunfire ved å måle luft bevegelse


Sensorer som opprinnelig var designet for å varsle piloter av enkeltmotorfly til plasseringen av nærliggende fly, finner i stedet en militær rolle som lokaliserer usettstridstrusler så langt unna som 40 kilometer. Den grunnleggende teknologien - det enkle hot wire anemometeret - har eksistert i flere tiår, og måler varmen som er avledet av luft (eller væske) bevegelse. En ny

Sensorer som opprinnelig var designet for å varsle piloter av enkeltmotorfly til plasseringen av nærliggende fly, finner i stedet en militær rolle som lokaliserer usettstridstrusler så langt unna som 40 kilometer.
Den grunnleggende teknologien - det enkle hot wire anemometeret - har eksistert i flere tiår, og måler varmen som er avledet av luft (eller væske) bevegelse. En ny teknologi fra hollandsk akustikk firma Microflown Technologies, BV, bruker to langt mindre oppvarmede ledninger til å måle individuelle luftpartikler påvirket av lydbølger. Om størrelsen på matchesticks, kalles enhetene akustiske vektorsensorer. De slår passivt inn informasjon om kilden til en lyd - inkludert beliggenheten, hva som gjorde den, og dens bevegelse, om noen. Lyder hentet kan stamme fra howitzers, helikoptre, snikskytterbrann eller til og med samtaler.
Sensorens lille størrelse og relative enkelhet har militærer over hele verden, inkludert de i USA, India, Singapore og Nederland, testing eller distribusjon av dem. "Jeg var flabbergasted da jeg først så dette systemet" i 2011, sier kollega Harold Jacobs fra den kongelige nederlandske hæren. "Jeg var virkelig overrasket over enkelheten, den fantastiske nøyaktigheten, størrelsen og alle mulighetene, " sier han.
Microflown sier at de kan monteres på droner, helikoptre og andre fly, samt på kjøretøy, bygninger eller til og med soldater epauletter. På droner vil sensorene øke det som Jacobs kaller "døv kameraet" ombord. Når en akustisk vektorsensor oppdager en forstyrrelse i luften, kan den signalisere kameraet for å rotere raskt og ta bilder av et nærliggende mørtelbesetning, som for eksempel har sparket en runde. I et slikt scenario kan den første mørtelrunden, detektert av en akustisk vektorsensor, brukes til å samle nok data til å korrigere returbrann nøyaktig før fienden flytter eller til og med gjenoppretter.
Sensorens probe er en millimeter bred, to millimeter lang og 300 mikrometer tykk. Den består av to resistive platinestrimler, hver 200 nanometer tykk med 10 mikrometer bred, strukket parallelt over et gap og oppvarmet til 200 grader Celsius ved drift. Luftpartikler strømmer gjennom gapet og forårsaker temperaturvariasjoner i strimlene, slik at systemet kan gjøre to ting: Først teller det luftpartiklene for å måle lydintensiteten. For det andre, uten behov for to andre sensorer å triangulere, registreres det partikkelbevegelse, som avslører x-, y- og z-koordinatene til lydens kilde. Forskere har målt sin presisjon på mindre enn 0, 1 grader C innen en kilometer. En PC med hageslag som kjører Microflowns lydfiltreringsprogramvare, som eliminerer motor, propell og miljølyd, utfører sanntidsberegninger, sier Hans-Elias de Bree, medstifter av Microflown og oppfinneren til sensorene.
Ingeniører har brukt oppvarmede, enkeltrådige anemometre for å studere luftstrøm i minst 50 år, sier Rich Lueptow, en maskinteknisk professor fra Nordvest-Universitetet. Microflown ser ut til å være den første som har sett løftet om en miniatyrisert dobbelttrådssonde, sier han.
Andi Petculescu, lektor i fysikk ved University of Louisiana i Lafayette, sier at han vurderte å kjøpe en av Microflowns sensorer, men fant det for dyrt. Petculescu, som studerer emner, inkludert kvantitativ akustisk gassavkjenning, sier at han lurer på om Microflown ville trenge en uheldig database med lyder som skal sammenligne støy i feltet.
De Bree sier imidlertid: "Vi analyserer bestemte klasser av lyd og destiller egenskapene, som er sett med statistiske funksjoner." Klasser inkluderer sjokkbølgen av supersoniske kuler, neseborstene, propellstyrte fly og så videre. "En sjokkbølge har et sett på 10 egenskaper, " tilordnet det i systemet, for eksempel sier de Bree. Systemet har også et skarpt minne. Den identifiserer en lydkilde unike signatur etter å ha hørt det en gang. Denne informasjonen kan for eksempel brukes til å lage en profil på en unnvikende snikskytter ved å plotte når og hvor angrep skjer.
Lydens lydstyrke har størst innvirkning på det maksimale nøyaktige detekteringsområdet, selv om bakdekk, vær og andre faktorer påvirker sensoregenskaper i liten grad, sier de Bree. Sensorene kan finne ut:

  • En 155-millimeter howitzer-på 175 desibel - fra opptil 40 kilometer unna
  • En 81 millimeter mørtel - ved 180 desibel - fra 25 kilometer unna
  • 5, 56 millimeter småvåpen brann - til 155 desibel - fra fem kilometer unna
  • En vanlig, 60-decibel samtale fra opptil 50 meter unna


Disse tallene holder uansett om en sensor er luftbåren eller på bakken, sier de Bree. Og selv om det var effektivt individuelt, ville nettverk flere systemer montert på droner, tanker og soldater utvide sitt utvalg for å skape mer robuste slagmarkevisninger.
Militære representanter fra USA og Storbritannia, så vel som Russland og Israel, sto på et kongelig nederlandsk hær (RNA) mørtelområde i 2012 med en demonstrasjon av sensorens evner, sier Jacobs. Microflown sensorer den dagen ble integrert med en ny Royal Netherlands Navy radar. Jacobs sier at de var forbauset over systemets nøyaktighet.
Mørtel-sensorprosjektet, som koster rundt 1, 3 millioner dollar over to år, anspore en RNA "utviklingsplan" som inkluderer sensorutstyrte droner, helikoptre og kjøretøyer, sier Jacobs. De Bree bekreftet at RNA har igangværende forsøk på å sette sensorer på luft- og eiendomsmidler. Den har kjøpt fire systemer som den bruker daglig i trening og sikkerhetsroller, la han til. To av dem er ved avfyringsintervall, som måler nøyaktighet på mørtel-mannskap.
Akustikkforsker Subramaniam Sadasivan hadde jobbet i Indias forsvarsdepartement på måter å passivt lære om nærliggende fly da han så en referansepapir som refererte til Microflown. Kort sagt, Sadasivans prosjekt-kalt ekstern sensingstasjon for miljøakustikk - hadde en mikrofløysensor på et skip som tok opp lyden av en drone overhead. Han var imponert over Microflowns teknologi og, nå pensjonert, fortsetter å mestere firmaets sensorer i ubemannede luftfartøyer.
Dette er ikke en akademisk øvelse for Jacobs. "I min tid som observatør i den bosniske krigen ble jeg skutt på, men visste ikke først hvor den kom fra. Jeg trengte et par uker [med sultende erfaring] å vite hvor kulen kom fra, " han legger. Microflowns enhet "kan redde liv."
Forutsatt at teknologien matcher tidlige følelser, kan den finne nye markeder utenfor slagmarker. Rich Christiansen, leder av American Institute of Aeronautics og Astronautics 'ubemannede luftfartøysprogramkomite, sier at det også vil være nyttig for rettshåndhevelse når man prøver å finne skyttere.

Anbefalt