Как спрятать подлодку от сонара?

Идея «шапки-невидимки» будоражит умы ученых достаточно давно. Самолеты используют покрытие, поглощающее радиосигналы, и становятся «стелсами». Как спрятать предмет в оптическом излучении подсказал еще в 1967 году наш соотечественник Виктор Веселаго. В XXI веке его предсказание сбылось: появились метаматериалы, и первые шапки-невидимки уже разрабатывают в лабораториях. А можно ли таким образом спрятать предмет от звукового сканирования, например от сонара, которым ищут подлодки? Как можно создать «шапку-неслышимку», разбирался Indicator.Ru.

Первое устройство, маскирующее предметы от звукового сканирования в 3D-пространстве, создали ученые из университета Дьюка в 2014 году. Пирамида сложной формы из многих листов продырявленного пластика накрывала шар, и ни сама пирамида, ни шар не были видны на сканировании звуком: сонар видел плоскую поверхность стола. Фактически американцы использовали достижения разработчиков метаматериалов с отрицательным коэффициентом преломления. Метаматериалы обычно представляют собой один материал с вкраплениями другого, причем эти вкрапления сопоставимы с длиной волны излучения, от которой пытаются замаскироваться. Здесь тоже получилось сочетание материалов — пластик с вкраплениями воздуха.

Новая разработка появилась в стенах Нанкинского университета. Их «плащ-неслышимка» способен скрывать объекты в своей открытой полости с эллипсоидальным поперечным сечением. С текстом их исследования можно ознакомиться в журнале Scientific Reports.

Шапка-невидимка китайских исследователей «работает» вблизи отражающих звук поверхностей (у стены, скалы в море и т.п.). Зато она обеспечивает «неслышимость» в широкополосном диапазоне: звуки разной частоты не будут замечать предмет, который помещен в нее.

Китайская «шапка» представляет собой анизотропные структуры субволнового размера. В качестве материалов инженеры использовали металлические листы толщиной 1 мм, в которых были просверлены отверстия диаметром 1,6 мм. Испытание велось в специальной безэховой камере для акустических исследований. «Обзвучая» помещенный в «шапку» предмет с расстояния метра (это нужно для того, чтобы создать плоскую звуковую волну), авторы увидели, что предмет и сама «шапка» стали «неслышимы».

Конечно, от идей Веселаго до настоящей шапки-невидимки, как и от первых экспериментов с антисонарным покрытием до реально невидимой на экране противолодочного корабля субмарины еще далеко, но первые шаги сделаны. По крайней мере, при необходимости, мы уже можем спрятать спелый манго от летучей мыши-крылана.