الشبح القائم على تصميم السفن على المستوى الأكاديمي و دور المهندسين البحريين في الرادار الشبح للسفن

[khairo-dz]

الشبح القائم على تصميم السفن على المستوى الأكاديمي ودور المهندسين البحريين في الرادار الشبح للسفن

الخلاصة: تقنيات التخفي تحت التركيز الشديد بسبب تزايد استخدامها / الطلب في قطاع الدفاع في جميع أنحاء العالم. تقنيات الشبح سفينة غير مستكشفة وقليلة الاستخدام مقارنة بطائرات الشبح. تبحث هذه الدراسة في الحاجة إلى استكشاف تصميم السفينة القائم على الشبح على المستوى الأكاديمي ودور المهندسين المعماريين البحرينيين في الشبح الرادار للسفن. ستقدم الورقة دراسة عن السفن الحالية مع واحدة هي أكثر تقنيات الشبح ، وجعل قضية لاستكشاف السفن الشبح والإعداد على المستوى الأكاديمي بسبب الاستخدام المتكرر لتقنيات الشبح على السفن اليوم. مناقشة دور المهندس (المهندسين) البحري في تخفي الرادار للسفن.


سفن الشبح. المقطع العرضي للرادار (RCS) ؛ تشكيل. مواد امتصاص الرادار (RAM)





1 المقدمة

تخضع تقنيات التسلل للتركيز الشديد بسبب الاستخدام المتزايد والطلب في قطاع الدفاع في جميع أنحاء العالم. تجعل تقنيات الشبح المنصات العسكرية أقل وضوحًا لأجهزة استشعار الرادار والأشعة تحت الحمراء والسونار. تدل الرؤية المنخفضة على الاكتشاف المتأخر وهو أمر حيوي للاستفادة من عناصر المفاجأة والمبادرة والسرية. تتناول هذه الدراسة جوانب الرادار والأشعة تحت الحمراء للشبح للسفن.

. 3 ظل البحر


وقد تم استكشاف تقنيات الشبح وتطبيقها على نطاق واسع في صناعة الطائرات الشبح. على الرغم من أن معظم المواد المحددة لا تزال سرية حتى الآن بسبب الطبيعة السرية للبحث ، إلا أن هناك مواد كافية متاحة لدراسة واستكشاف تقنيات الطائرات الشبح على المستوى الأكاديمي. إن تقنيات سفينة الشبح غير مستكشفة بشكل خاص ولا تستخدم بأقل من المستوى مقارنة بالطائرات الشبح. الأسباب هي التأخر في بدء العمل المتصل بالشبح على السفن والتعقيدات بسبب وجود سطح الماء وآلية الارتداد المتعدد المهيمنة والهندسة المعقدة والترتيبات العامة مقارنة بالطائرات الشبح. وبالتالي ، هناك القليل جدا ، إن وجدت ، واستكشاف السفن الشبح والإعداد على المستوى الأكاديمي.


الغرض من هذه الورقة هو استكشاف الحاجة لاستكشاف تصميم السفينة القائم على الشبح على المستوى الأكاديمي ودور المهندسين البحريين في تخفي الرادار للسفن. ستقدم الورقة دراسة للسفن الحالية مع واحدة من أكثر تقنيات الشبح. تشكل النتائج حجة قوية لاستكشاف السفن الشبح والإعداد لها على المستوى الأكاديمي بسبب الاستخدام المتكرر لتقنيات الشبح على السفن اليوم. سوف يعلق المؤلف أيضًا على مزايا هذا الإعداد. يمكن الحصول على خلسة الرادار من خلال الإلغاء السلبي والإلغاء الفعال وتشكيل وامتصاص الرادار. لا يزال تشكيل لتكون الطريقة الأكثر فعالية الشبح. يتم تنفيذ تشكيل من خلال التلاعب أعلاه هندسة الخطوط المائية والترتيبات العامة على السفن. يتمتع المهندسون البحريون بمعظم السيطرة على الهندسة والترتيبات العامة. وبالتالي ، فإن المهندسين البحريين هم الأكثر ملاءمة لتنفيذ تشكيل للحصول على الشبح الرادار.

. 4 مدمرة الدرجة جريئة

5 فرقاطة دي زيفين بروفينسين


2 تصميم السفينة القائم على الشبح على المستوى الأكاديمي

تمت دراسة ضرورة استكشاف تصميم السفينة القائم على الشبح على المستوى الأكاديمي. المنهجية هي دراسة السفن الحالية مع واحدة هي أكثر تقنيات الشبح. من المتوقع أن تقيس درجة توحيد تقنيات الشبح على السفن الحالية الطلب والإمكانات المهنية والقيمة السوقية لتقنيات شبح السفن.

تم إدراج السفن المشمولة في هذه الدراسة في الجدول 1. تقنيات التخفي ، أي الهندسة / التشكيل ، وتوقيع الأشعة تحت الحمراء / الحرارة ، والمواد والطلاء تم رسمها ضد عدد السفن التي استخدمت هذه التقنيات عليها. يوضح الرسم البياني في الشكل 6 أن تكنولوجيات التسلل تستخدم بشكل متكرر على متن السفن. وبالتالي فإن الإعداد الأكاديمي لاستكشاف تقنيات سفينة الشبح أمر حيوي لتسهيل صناعة الدفاع في تطبيقات الشبح. المزايا هي توافر المهنيين ، والتطور السريع لتطبيقات سفن الشبح وتخفيض التكلفة النقدية. تمثل الطبيعة المصنّفة لهذه التقنيات مشكلة يمكن إدارتها وفقًا لممارسات أكاديمية الطائرات الشبح حيث تظل المواصفات محددة سرية ، لكن الإعداد الأكاديمي الضروري موجود.

المنصات البحرية المدرجة في دراسة تصميم السفينة القائمة على الشبح

1 ظل البحر
2 M80 خنجر
3 تريتون تريماران السفينة
4 Zumwalt Class المدمرة
5 جريئة الدرجة المدمرة
6 مشروع 21956 المدمرة
7 لويانغ الثاني من الدرجة المدمرة
8 كولكاتا الدرجة المدمرة
9 فرقاطة فئة هائلة
10 لا فييت فئة فرقاطة
11 فرقاطة براندنبورغ
12 دي زيفن بروفنسيان فئة الفرقاطة
13 Sachsen Class Frigate
14 فرقاطة بادن-فورتمبيرغ
15 Jiangkai أنا الدرجة فرقاطة
16 فرقاطة Jiangkai II
17 الأدميرال غريغوروفيتش فئة الفرقاطة
18 فرقاطة سيرجي غورشكوف
19 فرقاطة الرياض
20 فرقاطة شيفاليك P17
21 Shivalik P17A Class Frigate
22 فئة فيسبي كورفيت
23 فئة بينونة كورفيت
24 إيلات كلاس كورفيت
25 جويند كلاس كورفيت
26 براونشفايغ كلاس كورفيت
27 MEKO فئة كورفيت
28 قاهر كلاس كورفيت
29 بويان كلاس كورفيت
30 Tigr Steregushchy الدرجة كورفيت
31 سفينة قتال ساحلية
32 سفينة أبسالون كلاس
33 Skjold Class صاروخ قارب
34 سفينة هولاند باترول
35 Hamina Class صاروخ قارب
36 سفينة حربية من طراز Houbei



3 دور المهندس (المهندسين) البحري في الشبح الرادار للسفن

الجانب الآخر من هذه الدراسة هو دراسة دور المهندس (المهندسين) البحري في خلسة الرادار للسفن. يتحقق شبح الرادار عن طريق الحد من المقطع العرضي للرادار (RCS) للسفينة. تمت مناقشة خيارات تخفيض RCS ودور المهندسين البحريين في خلسة الرادار للسفن في الأقسام التالية.



3.1 خيارات تخفيض RCS

اتباع أربع طرق يمكن استخدامها للحد من RCS



ا. الإلغاء السلبي


ب. إلغاء نشط


ج. تشكيل


د. مواد امتصاص الرادار (RAM)
الإلغاء السلبي ، المعروف أيضًا باسم تحميل المعاوقة ، يقترح إدخال مصدر صدى يمكن ضبط السعة والطور لإلغاء مصدر صدى آخر. يمكن تحقيق ذلك بالنسبة للأشياء البسيطة ، شريطة تحديد نقطة تحميل على الجسم (Schindler et al. ، 1965 ؛ Lin and Chen ، 1968 ؛ Yu and Liang، 1971). بعد ذلك ، تم تصميم منفذ في الجسم مع حجم وشكل تجويف الداخلية لتقديم مقاومة الأمثل في الفتحة. ومع ذلك ، من الصعب توليد اعتماد التردد المطلوب لهذا الممانعة المضمنة ، ويختفي التخفيض الناتج عن تردد واحد مع تغير التردد. تستخدم هذه التقنية بشكل عام للتحكم في RCS للهوائيات (Popovic ، 1971 ؛ Champagne et al. ، 1992). ينتج عن الهندسة الكبيرة والمعقدة لسفينة بحرية مئات من المصادر المنعكسة ، وليس من العملي إنشاء علاج إلغاء سلبي لكل من هذه المصادر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يعود الإلغاء إلى التعزيز مع تغيير في التردد أو زاوية المشاهدة. نتيجة لذلك ، يتم إلغاء الإلغاء السلبي عمومًا كتقنية عملية لتخفيض RCS للسفن البحرية.



يشير الإلغاء النشط ، والمعروف أيضًا باسم التحميل النشط ، إلى أن الهدف يجب أن ينبعث منه الإشعاع في وقت متزامن مع النبضة الواردة التي تقوم سعاتها وطورها بإلغاء الطاقة المنعكسة. هذا يعني أن الهدف يجب أن يكون ذكيًا بما يكفي لاستشعار زاوية الوصول وشدة الموجة وتكرارها وموجة الموجة. يجب أن يكون سريعًا بما يكفي لمعرفة خصائص الصدى الخاصة بتلك الموجة المحددة لتوليد الموجة المناسبة بسرعة. يجب أن يكون هذا النظام أيضًا متعدد الاستخدامات بما يكفي لضبط الموجة المناسبة وإشعاعها مع تغيير التردد. تزداد الصعوبة النسبية للإلغاء النشط مع زيادة التردد (Knott et al.، 2004؛ Skolnik، 2008). لا يمكن النظر في الإلغاء النشط إلا لتقليل RCS في الترددات المنخفضة حيث لا تكون المواد الماصة للرادار والتشكيل فعالين للغاية ، لذلك من المحتمل أن يستمر البحث في هذه التقنية (Xiang et al. ، 2010). ومع ذلك ، فإن هذه التقنية ليست عملية لتنفيذها على السفن البحرية مع التقنيات الحالية.



تشكيل هو الأسلوب الأكثر مناسبة وتستخدم على نطاق واسع للحد من RCS. مفهوم التشكيل هو توجيه الأسطح والحواف المستهدفة لتشتيت الطاقة المتناثرة في الاتجاهات البعيدة عن الرادار. ويتم تحقيق ذلك من خلال زيادة الانتثار إلى أقصى حد في اتجاهات الفضاء حيث لا توجد أجهزة استقبال التهديد (Knott et al. ، 2004 ؛ Skolnik ، 2008 ؛ Jenn ، 2005). كانت تقنيات التشكيل على المنصات العسكرية مثل الطائرات الشبح والدبابات والشاحنات وما إلى ذلك. الجانب من الأشكال معقد للغاية في حالة السفن بسبب الهندسة المعقدة وآلية ترتد متعددة المهيمنة. أثناء تطبيق التشكيل ، يتم تقليل RCS للسفن عن طريق التحكم في الهندسة والترتيبات العامة لهيكل الخطوط المائية أعلاه. يكون للتشكيل إمكانات أكبر في السفن أكثر من الطائرات بسبب وجود تأثيرات تشتت متعددة منتشرة.



تعمل المواد الماصة للرادار (RAMs) على تقليل الطاقة المنعكسة إلى الرادار عن طريق الامتصاص ، وتحويل الطاقة الكهرومغناطيسية إلى حرارة. من المعتاد جمع آثار جميع آليات الخسارة في السماحية ونفاذية المادة لأن المصمم مهتم عادة بالتأثير التراكمي (Strifors and Gaunaurd، 1998؛ Swarner and Peters، 1963). على وجه التحديد ، تعتمد خصائص RAM على خواصها العازلة (سماحية المواد) وخصائصها المغناطيسية (نفاذية المواد). لذلك ، يمكن تصنيف ذاكرة الوصول العشوائي إلى فئتين عريضتين ، إما عازلة أو امتصاص المغناطيسي. أساس ذاكرة الوصول العشوائي هو حقيقة أن المواد إما أن تكون موجودة أو يمكن أن تكون ملفقة ومؤشرات الانكسار هي أرقام معقدة. في مؤشر الانكسار ، يحسب الجزء التخيلي الخسائر الكهربائية والمغناطيسية. تُستخدم أدوات امتصاص الرادار العازلة في الأعمال التجريبية والتشخيصية مثل غرف الصدى الكهربائي التي لا تعمل بالمايكرويف في الأماكن المغلقة. ومع ذلك ، فإن هذه لامتصاصومع ذلك ، فإن أدوات الامتصاص هذه ليست مرنة للتطبيقات على المنصات التشغيلية نظرًا لطبيعتها الهشة والضعيفة. بدلا من ذلك ، يتم استخدام امتصاص المغناطيسي في أنظمة التشغيل. المكونات الأساسية للامتصاص المغناطيسي هي مركبات الحديد ، مثل الحديد الكربونيل والفريت. توفر الامتصاصات المغناطيسية ميزة الانضغاط لأنها عادة ما تكون جزءًا صغيرًا من سمك الامتصاصات العازلة. ومع ذلك ، فإن الامتدادات المغناطيسية ضيقة النطاق بطبيعتها مقارنة بنظيراتها العازلة. يتم تضمين مادة الامتصاص الأساسية عادة في مصفوفة أو رابط بحيث يكون للهيكل المركب الخصائص الكهرومغناطيسية المناسبة لمجموعة معينة من الترددات.



3.2 رادار الشبح للسفن والمهندسين البحريين

يتم إلغاء الإلغاء السلبي والإلغاء النشط بشكل عام كتقنيات RCSR مفيدة على السفن الحربية بسبب القيود العملية. طرق تخفيض RCS المستخدمة عمليًا هي مواد تشكيل وامتصاص للرادار. في التصميم الحالي لشبح السفينة ، يتم تطبيق تقنيات التشكيل أولاً لإنشاء شكل تصميم به RCS منخفض في قطاعات التهديد الأساسية. ثم تُستخدم مواد امتصاص الرادار لمعالجة المناطق التي تعاني من مشاكل والتي لا يمكن تحسين شكلها لتقليل RCS (Peixoto et al. ، 2005).


يمكن تطبيق تقنيات الشبح الراداري للسفن عن طريق التعاقد مع مهندس بحري على دراية بمبادئ RCS أو بما في ذلك خبير RCS في فريق التصميم.

ومع ذلك ، فإن Naval Architect على دراية بتقنيات RCS هو الأنسب لأنه أكثر مرونة في تحسين الأشكال لتقليل RCS.



4 - نتائج

يعد الإعداد الأكاديمي لاستكشاف تقنيات سفينة التسلل أمرًا حيويًا في تسهيل صناعة الدفاع في تطبيقات التسلل. المزايا هي توافر المهنيين ، وتنمية أسرع لتطبيقات سفن الشبح وتخفيض التكلفة النقدية. تمثل الطبيعة المصنّفة لهذه التقنيات مشكلة يمكن إدارتها وفقًا لممارسات أكاديمية الطائرات الشبح حيث تظل المواصفات محددة سرية ، لكن الإعداد الأكاديمي الضروري موجود. الخيارات العملية لتخفيض RCS للسفن هي تشكيل وامتصاص مواد الرادار. في التصميم الحالي لشبح السفينة ، يتم تطبيق تقنيات التشكيل أولاً لإنشاء شكل تصميم به RCS منخفض في قطاعات التهديد الأساسية. ثم يتم استخدام المواد الماصة للرادار لمعالجة المناطق المتبقية التي لا يمكن تحسين شكلها لتقليل RCS. يمكن تطبيق تقنيات الشبح الراداري للسفن عن طريق التعاقد مع مهندس بحري على دراية بمبادئ RCS أو بما في ذلك خبير RCS في فريق التصميم. ومع ذلك ، فإن Naval Architect على دراية بتقنيات RCS هو الأنسب لأنه أكثر مرونة في تحسين الأشكال لتقليل RCS.



​