ساختار سبک ساخته شده از لایه های لاستیک و فلز میتواند باعث استتار صوتی شی زیر آب در یک بازه فرکانسی گسترده شود.

یک "شِنِل" صوتی می تواند شی زیر آب را از دستگاه های سونار (ردیاب صوتی) یا مکان یاب پژواکی جانوران دریایی پنهان کند. درست مثل لباس استتار که به اشخاص امکان می دهد تا در پس زمینه محو شوند، پوشش صوتی می تواند شی را از آب اطرافش غیر قابل تشخیص سازد. شنل های صوتی زیر آب قبلا معرفی شده بودند، اما آنها معمولا روی یک بازه کوتاه از فرکانسها کار میکردند یا حجیم تر از آن بودند که بتوانند کاربردی باشند. اکنون هائو وِن دانگ Hao-Wen Dong در موسسه فناوری بِیجینگ و همکارانش یک پوشش کم وزن و پهن باند ساخته شده از پوسته نازکی از مواد لایه ای را به نمایش می گذارند. این پوشش با مسدود کردن بازتاب پینگ های سونار از سطح و همچنین جلوگیری از فرار صدای تولید شده از درون شی پوشش یافته، به استتار (رادارگریزی) صوتی دست می یابد .[1]

دانگ و همکارانش -با ترکیب یک لایه لاستیک خارجی و یک "فراماده" metamaterial ساخته شده از آلومینیوم متخلخل- ساختاری با ضخامت 4 سانتی متر را طراحی کردند که یک ورقه فولادی را می پوشاند. با استفاده از الگوریتم ژنتیک، آنها ویژگیهای الاستیک این فراماده را به منظور سازگار کردن برهمکنش با امواج صوتی زیر آب بهینه سازی کردند. به طور مشخص، این فراماده امواج صوتی فرودی طولی که می توانند مسافت های طولانی را زیر آب طی کنند به امواج صوتی عرضی تبدیل می کند که نمیتوانند در آب انتشار یابند. این امواج عرضی در لایه لاستیک محبوس می شوند، جایی که جذب شده و به طور همزمان امواج بازتاب شده و انتقال یافته از بین می روند. پژوهشگران یک نمونه اولیه از این پوشش را ساخته و مورد آزمایش قرار دادند که تایید می کند همان گونه که پیش بینی میشد، رفتار کرده است. به طور خاص، این پوشش 80 درصد از انرژی امواج صوتی وارد شده را جذب می کند و در عین حال در سمت ورقه فولادی، تضعیف 100 برابری از نویز صوتی تولید شده را دارد.

دانگ می‌گوید که طراحی مشابهی را می‌توان برای وسایل نقلیه دریایی موتوری برای محافظت از حیات وحش در برابر سر و صدا، یا برای زیردریایی‌ها جهت افزایش استتار آنها اعمال کرد.

1. H. W. Dong et al., “Porous-solid metaconverters for broadband underwater sound absorption and insulation,” Phys. Rev. Appl. 19, 044074 (2023).

منبع:

Metamaterial Provides Underwater Stealth

ترجمه خبر : بهناز ساربانها