由活跃伪装保护的未来战车的艺术表现
目前，步兵侦察和部署行动采用通常的伪装进行，使用两种基本要素：彩色和图案（伪装着色图案）来伪装士兵。 然而，在城市条件下的军事行动正变得越来越普遍，在这些行动中，最佳颜色和模式可以至少每分钟不断变化。 例如，身穿绿色衣服的士兵会在白墙上脱颖而出。 一个活跃的伪装系统可以不断更新颜色和图案，将士兵隐藏在他当前的环境中。
大自然几百万年来一直在使用主动自适应伪装“系统”。 你能看到这张照片中的变色龙吗？
在MBT的例子中简化表示主动自适应伪装的操作原理
本文概述了当前和预计的主动（自适应）伪装系统。 虽然这些系统有许多应用，或者它们正在开发中，但研究重点是可用于步兵操作的系统。 此外，这些研究的目的是提供用于评估主动伪装系统当前适用性的信息，并帮助设计未来的系统。
定义和基本概念
可见光谱中的主动伪装与普通伪装的不同之处在于两个特征。 首先，它取代了外观掩盖的外观，它不仅类似于环境（如传统的伪装），而且精确地代表了蒙面物体背后的内容。
第二个主动伪装也可以实时进行。 理想情况下，主动伪装不仅可以模仿附近的物体，而且可以遥远，甚至可以模仿地平线，从而创造出完美的视觉伪装。 视觉主动伪装可用于剥夺人眼和光学传感器识别目标存在的能力。
在科幻小说中，有许多活跃的伪装系统的例子，开发人员经常根据小说中的一些术语和名称选择技术名称。 它们通常属于完全主动伪装（即完全不可见），并不涉及部分主动伪装的可能性，特殊操作的主动伪装或任何当前真正的技术进步。 但是，完全不可见性对于步兵作战肯定是有用的，例如侦察和穿透作战（渗透）。
伪装不仅用于可见光谱，还用于声学（例如，声纳），电磁波谱（例如，雷达），热场（例如，红外辐射）和用于改变物体的形状。 掩蔽技术，包括某些类型的主动伪装，已经在一定程度上为所有这些类型开发，特别是对于车辆（陆地，海洋和空中）。 虽然这些作品主要涉及步兵的视觉伪装，但在其他领域简要提及解决方案是有用的，因为一些技术思想可以转移到可见光谱。
视觉伪装。 视觉伪装包括形状，表面，闪光，轮廓，阴影，位置和运动。 主动伪装系统可包含所有这些方面。 本文重点介绍视觉主动伪装，因此这些系统将在以下小节中详细介绍。
声学伪装（例如，声纳）。 自40-s以来，许多国家一直在试验吸声表面，以减少潜艇的声纳反射。 枪式静音技术是一种声学伪装。 此外，主动降噪是一种新的方向，可能会发展成声学伪装。 目前，消费者可以使用有源降噪耳机。 正在开发所谓的近场有源噪声抑制系统，其被置于声学近场中以主动地最小化螺旋桨的音调噪声。 据预测，可以开发出有前途的系统用于远程声场以掩盖步兵操作。
电磁伪装（例如雷达）。 反雷达伪装网结合了特殊涂层和超细纤维技术，提供超过12 dB的宽带雷达衰减。 可选的热涂层的使用扩展了红外线保护。
在超轻型多光谱迷彩屏幕中，Saab Barracuda公司的BMS-ULCAS（多光谱超轻量迷彩屏幕）使用附着在基材上的特殊材料。 该材料减少了宽带雷达的探测，并且还缩小了可见光和红外频率范围。 每个屏幕专为其保护的设备而设计。
迷彩服。 将来，主动伪装可以定义蒙版对象，以使其适应空间的形状。 该技术被称为SAD（形状近似装置），并且可能潜在地降低确定形状的能力。 伪装形状最令人信服的例子之一是章鱼，它可以与环境融合，不仅可以改变颜色，还可以改变皮肤的形状和质地。
热伪装（例如，红外线）。 开发了一种材料，其通过使用镀银空心陶瓷球（传感球）的热发射扩散来削弱暴露的皮肤的热特征，平均直径为45微米，嵌入粘合剂中以产生具有低发射和扩散性质的颜料。 微球作为镜子工作，反射环境和彼此，从而分散来自皮肤的热辐射的发射。
多光谱伪装。 一些伪装系统是多光谱的，也就是说，它们适用于多种伪装类型。 例如，Saab Barracuda开发了HMBS多光谱伪装产品（High Mobility On-Board System），可在射击和重新部署期间保护炮兵。 也许将签名减少到90％，抑制热辐射使发动机和发电机空转，以便快速开始移动。 有些系统具有双面涂层，允许士兵穿双面伪装用于不同类型的地形。
在2006结束时，BAE Systems在其先进技术中心宣布了被称为“伪装技术的飞跃”，发明了“一种新型的主动隐身......当你按下一个按钮时，物体变得几乎看不见，与它们的背景融合。” 根据BAE系统公司的说法，这一发展“使该公司在隐形技术方面拥有十年的领导地位，并可重新定义”不引人注目的“工程世界。 实施了基于新材料的新概念，不仅可以改变颜色，还可以改变红外线，微波和雷达剖面，并将物体与背景合并，这使得它们几乎不可见。 这种技术内置于结构本身，而不是基于使用其他材料，如油漆或粘合剂层。 这项工作已经导致了9专利的注册，并且仍然可以为签名管理问题提供独特的解决方案。
基于RPT技术的主动伪装系统投射到逆反射雨衣上
下一个前沿：转型光学
本文中描述的基于场景投影的主动/自适应伪装系统本身与科幻小说非常相似（实际上它成为电影“捕食者”的基础），但它们不是搜索“探索”中探索的最先进技术的一部分。隐形封面。“ 实际上，已经概述了其他解决方案，与主动伪装相比，其将在使用中更加有效和实用。 它们基于称为变换光学的现象。 也就是说，包括可见光在内的一些波长可以“弯曲”并作为围绕物体的流引导，例如包围石头的水。 结果，对象后面的对象变得可见，就好像光线穿过空白区域，而对象本身从视图中消失。 从理论上讲，变换光学不仅可以掩盖物体，还可以使它们在不存在物体的地方可见。
通过变换光学原理表示隐形原理
超材料结构的艺术表现
然而，为了实现这一点，必须使用掩蔽工具来掩蔽物体或区域，该掩蔽工具本身不能被电磁波检测到。 在这种称为超材料的工具中，具有蜂窝结构的结构被用于创建本质上难以接近的材料特征的组合。 这些结构可以引导物体周围的电磁波并使它们出现在另一侧。
这种超材料的一般概念是负折射。 相反，所有天然材料都具有正折射率，这是当从一种介质传递到另一种介质时有多少电磁波弯曲的指示。 折射如何工作的经典例证：魔杖的浸没部分在水面下弯曲。 如果水具有负折射，则棒的浸没部分将相反地从水面突出。 或者，另一个例子，在水下游泳的鱼似乎在水面上方的空气中移动。
杜克大学1月2009展示了新的掩蔽超材料
完成的3D超材料的电子显微镜图像。 分裂金纳米环的谐振器排列成直排
来自加州大学伯克利分校的研究人员开发的电子显微镜超材料（顶部和侧面）的示意图和图像。 该材料由嵌入多孔氧化铝内的平行纳米线形成。 随着可见光通过材料根据负折射现象，它在相反方向上偏离
为了使超材料具有负折射率，其结构矩阵必须小于所用电磁波的长度。 此外，介电常数（通过电场的能力）和磁导率（它如何对磁场作出反应）的值必须是负的。 数学是创建超材料所需的设计参数的一个组成部分，并证明材料保证了隐形性。 毫不奇怪，当处理更宽的微波范围内的波长（从1 mm到30）时，取得了更大的成功，看到人们在一个狭窄的电磁辐射范围内看到世界，称为可见光，波长为400纳米（紫色和品红色光）到700纳米（暗红色光）。
在第一次展示2006中超材料的可行性之后，当第一个原型被创建时，杜克大学的工程师团队于1月份宣布2009制造了一种新型的掩模工具，在各种频率下伪装得更加先进。 该领域的最新成果有义务开发一组新的复杂算法，用于创建和生产超材料。 在最新的实验室实验中，通过掩蔽剂引导到平坦镜面上的“凸起”的微波束以相同的角度从表面反射，就像没有凸起一样。 另外，遮瑕膏防止了散射射线的形成，通常与这种变形有关。 潜在的掩蔽现象类似于在前方炎热的一天可见的海市蜃楼。
在并行和竞争对手的计划中，加州大学的科学家们在2008中间宣布，他们首先开发出可以改变可见光谱和近红外光谱中法线方向的3-D材料。 研究人员采用了两种明确的方法 在第一个实验中，他们折叠了几层交替的银和非导电氟化镁层，并将所谓的纳米“网格”图案切割成层，以便形成体积光学超材料。 在1500纳米波长下测量负折射。 第二种超材料包括在多孔氧化铝内部拉伸的银纳米线; 它在光谱的红色区域的660纳米波长处具有负折射。
两种材料均达到负折射，而光通过它们时吸收或“损失”的能量最小。
左边是加利福尼亚大学开发的第一个可以在可见光谱中获得负折射率的3-D“网”超材料的示意图。 用扫描电子显微镜对完成结构的右图。 交错层形成可以向后偏转光线的小轮廓。
同样在1月份，斯图加特大学的研究人员2012宣布，他们在制造多层超材料方面取得了成功，这种材料具有用于光学范围波浪的开口环。 这种分层程序可以随时重复，能够从超材料中创建良好对齐的三维结构。 这一成功的关键是粗糙的纳米光刻表面的平面化（对准）方法与强参考标记相结合，这些参考标记能够承受纳米生产过程中的干蚀刻过程。 结果，获得了完全对齐以及完全平坦的层。 该方法也适用于在每层中生产任意形状。 因此，可以创建更复杂的结构。
当然，在创造可以在人眼可以看到的可见光谱中工作的超材料之前可能需要更多的研究，然后适用于例如衣服的实用材料。 但即使是在几个基本波长下工作的掩模材料也可以提供巨大的优势。 它们可以使夜视系统无效，并且物体不可见，例如，用于瞄准武器的激光束。
工作理念
已经提出了基于现代成像器和显示器的光学光电系统，其使得所选物体几乎透明并因此几乎不可见。 这些系统被称为主动或自适应伪装系统，因为与传统伪装不同，它们产生的图像可以根据场景和照明条件的变化而变化。
自适应伪装系统的主要功能是将物体背后的场景物体（背景）投影到最靠近观察者的表面上。 换句话说，对象后面的场景（背景）被传送并显示在对象前面的面板上。
典型的主动伪装系统很可能是柔性平板显示器的网络，其以一种盖子的形式布置，该盖子将覆盖需要被遮盖的物体的所有可见表面。 每个显示面板将包含一个有源像素传感器（APS），或者可能是另一个高级成像器，它将从面板向前引导，并占据面板区域的一小部分。 “面纱”还将包含线框，该线框用作交叉连接的光纤线束网络的支撑，来自每个APS的图像将通过该线框传输到被屏蔽物体的相对侧上的附加显示面板。
所有成像器的位置和方向将与单个传感器的位置和方向同步，这将由图像的主成像器（传感器）确定。 取向将由主图像传感器控制的调平工具确定。 连接到外部测光表的中央控制器将自动调节所有显示面板的亮度等级，以使其与外部照明条件相匹配。 掩蔽物体的下侧将被人为地突出显示，以便上面被遮盖的物体的图像显示地面就好像在自然光下; 如果没有达到这个目的，则从上到下看，观察者可以看到阴影的明显异质性和离散性。
可以调整显示面板的尺寸和配置，使得这些面板的总数可以用于掩盖各种对象，而不必修改对象本身。 估计自适应伪装的典型系统和子系统的尺寸和重量：典型图像传感器的体积将小于15 cm 3，而系统掩蔽长度为10 m，高度为3 m且宽度为5 kg的物体。 如果被遮挡的物体是车辆，那么自适应伪装系统可以在没有车辆电气系统任何问题的情况下起作用而不会对其操作产生任何负面影响。
BAE系统自适应军事装备自适应伪装的有趣解决方案