Силиконовая линза улучшит видение подводных дронов

Современные спутники картировали всё морское дно, однако максимальное разрешение составляет около 1,6 километра. Судовые многолучевые сонары на большой глубине дают детализацию от 15 до 50 метров. Подводные автономные дроны позволяют приблизить измерительные приборы ко дну, но здесь возникает серьёзная проблема — акустические сигналы теряют чёткость.

Почему подводные дроны видят размытую картинку

Для защиты оборудования излучатели сонара размещают по изогнутому обтекателю. Эта искривленная форма деформирует волновой фронт звука, расширяя луч и снижая его мощность. Электронные системы коррекции требуют огромных вычислительных ресурсов и энергии, что критично для автономных аппаратов с ограниченными батареями.

Новая акустическая линза из силикона

Исследователи из Китая рассчитали характер искажений и создали физическую линзу, корректирующую звуковую волну ещё до её прохождения через обтекатель. Конструкция состоит из концентрических силиконовых колец с разным соотношением микрочастиц вольфрама, изменяющим скорость звука в материале. Голографическую линзу можно производить индивидуально под каждую модель подводного дрона.

Результаты испытаний

Лабораторные тесты показали, что линза сужает сонарный луч с угла свыше 65 до 16-30 градусов. Во время полевых испытаний на реке Цзюлун дрон обнаружил погруженную пластиковую сферу на глубине 1,8 метра. Без линзы сигнал полностью терялся, но новая разработка снизила уровень помех на 11,98 децибела.

Ученые убеждены, что технология позволит исследовать более 100 тысяч подводных гор высотой свыше 1000 метров, из которых изучено менее 0,1 процента. Следующий этап — испытание линзы в реальной морской воде.