Рассмотрим некоторые примеры применения нанотехнологий для камуфляжа и средств маскировки. Прежде всего, можно упомянуть создание защитных и маскировочных покрытий на основе технологий, используемых в гибких дисплеях. Например, мобильные частицы пигмента, покрывающие поверхность скрываемого объекта, могут изменять свое положение или ориентацию, создавая новую окраску, подобно тому, что происходит при движении крыльев насекомых, когда восприятие окраски зависит от направления наблюдения. Такой «активный» камуфляж может применяться не только в обмундировании личного состава, но и для маскировки ВВТ. Уже сейчас методами фотоники можно создавать нити и ткани, поглощающие излучение в видимом и инфракрасном диапазонах, причём коэффициент отражения для такого покрытия можно регулировать в реальном времени. Такие покрытия могут одновременно создавать в других частотных диапазонах некоторые «отражательные паттерны». Эти узоры или образы можно будет видеть специальными устройствами по известному принципу «свой–чужой». Предполагается, что практическое применение подобных покрытий осуществится в ближайшие 5 лет.
Центральное конструкторское бюро специальных радиоматериалов занимается исследованием и применением ультрадисперсных и наноструктурных материалов больше 10 лет. Предприятие обладает лицензией МО РФ на деятельность в области создания средств защиты информации и является аккредитованной испытательной лабораторией Восьмого управления Генерального штаба Вооружённых Сил РФ в области средств защиты информации. Совместно с Московским институтом стали и сплавов был разработан радиопоглощающий материал на основе макропористого носителя с частицами никеля размером 10–100 нм. В качестве носителя был выбран материал ТЗМК 10, который применялся на космическом аппарате «Буран». Энергия падающей электромагнитной волны преобразуется в тепловую за счёт колебаний частиц, при этом благодаря различному размеру последних поглощение осуществляется в широком диапазоне частот. Коэффициент отражения такого РПМ не хуже –15 дБ в диапазоне 8–30 ГГц.
Нами разработан сверхширокодиапазонный радиопоглощающий материал на основе наноструктурного ферромагнитного микропровода (НФМП) в стеклянной изоляции. Данный материал МРПК-1Л в 2006 году принят на снабжение МО РФ. Основным радиопоглощающим элементом в нём является НФМП, представляющий собой тонкий металлический сердечник в стеклянной изоляции. Технология получения НФМП обеспечивает одновременное плавление металла, размягчение стеклянной трубки, окружающей навеску металла, и закалку получающегося композита со скоростью 10 6 град/с. В результате получается трёхслойный композит, состоящий из металлического проводника диаметром 1–30 мк, наноструктурного переходного слоя толщиной порядка 50 нм и стеклянной изоляции толщиной 2–30 мк. Благодаря разнице коэффициента термического расширения металла и стекла, а также наличию наноструктурного переходного слоя, материал металлического сердечника находится под воздействием гигантских напряжений (10 9 Па) и обладает уникальными электрофизическими характеристиками в СВЧ-диапазоне.
Кроме этого НФМП обладает следующими преимуществами, которые до сих пор не могли быть реализованы в одной технологии:
• уникальные массогабаритные характеристики: 1 км НФМП весит 1 г;
• инертная стеклянная изоляция, позволяющая сочетать наполнитель с любой матрицей;
• возможность простыми технологическими приёмами менять электрофизические свойства НФМП в широком диапазоне (изменение: химического состава сплава; диаметра металлической жилы; толщины и химического состава стеклянной изоляции; соотношения диаметра металлической жилы и толщины изоляции и т. д.);
• возможность получения до 10 км НФМП за одну технологическую операцию.
Материал МРПК-1Л на основе НФМП обладает следующими характеристиками:
• рабочий диапазон длин волн: 0,2–15 см;
• коэффициент отражения, не хуже: –17 дБ;
• масса 1 м 2 : 1 кг;
• рабочий диапазон температур: от +60 до –60 0 С.
Материал МРПК-1Л – самозатухающий, экологически безопасный, устойчив к воздействию влаги и горюче-смазочных материалов. Цвета окраски – любые типовые растительные тона (светло- и тёмно-зеленый, жёлтый и др.)
Материал МРПК-1Л предназначен для:
• создания различных маскировочных устройств в виде чехлов для скрытия военной техники; • оборудования безэховых камер;
• устранения нежелательного электромагнитного фона;
• обеспечения экологической электромагнитной безопасности биологических объектов;
• пассивной защиты от несанкционированного доступа к информации по радиоканалам. Материал МРПК-1Л обладает следующими преимуществами:
• сверхширокий рабочий диапазон длин волн;• простота монтажа на стационарных объектах и военной технике;
• экологическая чистота.
На основе НФМП нами также разработан модельный суперлёгкий материал с уникальными поглощающими и массогабаритными параметрами: коэффициент отражения не хуже –15 дБ в диапазоне 5–30 ГГц, толщина 5–6 мм, вес 1 м 2 50 г.
Ведутся работы по поиску технологии создания поглощающей «краски» с наполнителем из НФМП.
На основе наноструктурного ферримагнитного микропровода разработан уголковый отражатель, который представляет собой лёгкую конструкцию, обеспечивающую высокий уровень отражения радиолокационного сигнала. Конструктивное исполнение уголкового отражателя следующее: отражающая поверхность изготовлена из светопрозрачного материала (стекло, пластик) с введённым в него наноструктурным ферромагнитным микро-проводом (НФМП).
Основные отличия от известных металлических уголковых отражателей:
• малый вес;
• возможность управления диаграммой рассеяния;• изготовление в светопрозрачном варианте;
• работа в любых климатических условиях в сочетании с коррозионной стойкостью;
• устойчивость к вибрационным и ветровым нагрузкам;
• возможность сочетания со стандартными навигационными световыми знаками без существенного увеличения их стоимости. Устройство может найти широкое применение при производстве средств точной имитации радиолокационного образа объектов ВВТ (создание ложных целей). Устройство позволяет обнаружить месторасположение объекта в любых погодных условиях. В сочетании со стандартным навигационным бакеном может служить для индикации фарватеров, подводных трубопроводов и других значимых объектов. НФМП также послужил основой для создания системы магнитных маркеров для кодирования и идентификации объектов – групп товаров, ценных бумаг, систем доступа, пластиковых карт и др. Такое кодирование применяется для защиты от подделки, при сортировке, в кодовых ключах, магнитных карточках. Магнитный маркер несёт неизменяемый и нестираемый код, который можно уничтожить только механически. Состав и объём информации устанавливаются при изготовлении метки диаметром 20 мк и длиной 5–7 мм. Основные преимущества магнитного маркера на основе НФМП:
• устойчивость магнитного маркера к внешним воздействиям и магнитным полям, т. к. он сохраняет свои свойства после воздействия температуры до 400 °С;
• коррозионная стойкость;• устойчивость к экранированию: считываются маркеры на металлических поверхностях за металлическими экранами;
• устойчивость к механическим воздействиям: критический радиус изгиба НФМП составляет не больше 0,2 мм;
• малые физические размеры (20 мк) магнитного маркера дают возможность для скрытного его размещения.
Система идентификации, построенная на магнитных маркерах, относительно проста при высочайшем уровне защиты.
В 2009 году была успешно проведена ОКР по созданию костюма оператора блокиратора радиоуправляемых взрывных устройств. Наличие наноструктурного ферромагнитного микропровода в составе ткани костюма обеспечивает снижение уровня падающего электромагнитного излучения до 1000 раз. В настоящее время ведётся разработка экранирующих материалов и устройств, в том числе для защиты от несанкционированного доступа к информации по электромагнитному каналу, применяемых для защиты оконных проёмов выделенных помещений.
На предприятии разработаны новые пленочные и тканые поглотители, получаемые методом магнетронного напыления. Метод позволяет получать тонкие – до 5 нм – слои металлов и сплавов. Была разработана радиотехническая конструкция поглотителя, позволяющая эффективно поглощать или рассеивать падающую электромагнитную волну. Данные материалы с успехом демонстрировались на различных международных выставках и форумах и получили ряд престижных наград.
На основе этих материалов был разработан и изготовлен чехол, обеспечивающий снижение уровня избыточного излучения мобильных телефонов в режиме ожидания и связи с базовой станцией. Такой чехол может быть использован для телефонов стандартов GSM-900, GSM-1800, GSM-1900, CDMA. Рабочий слой изготавливается из радиопоглощающего трикотажа и обеспечивает снижение уровня вредного воздействия побочного электромагнитного излучения в 20–40 раз.
Одной из последних разработок ОАО «ЦКБ РМ» является защитно-маскировочный экран (ЗМЭ). Он предназначен для скрытия от средств разведки противника и защиты бронированной техники (ВВТ) от современных средств поражения, действующих из верхней полусферы, в том числе и ВТО. ЗМЭ обеспечивает защиту укрываемой бронетехники комбинированным гибким покрытием на поверхности земли и в окопах от боеприпасов кумулятивного действия с головками самонаведения, управляемых и неуправляемых. ЗМЭ вызывает срабатывание взрывателей мгновенного действия на безопасных для защищаемой техники удалениях. Защитный маскировочный экран соответствует требованиям, предъявляемым к технике при ведении боевых действий в различных климатических условиях. Конструкция ЗМЭ позволяет снизить вероятность поражения ВВТ, а также важных стратегических объектов военного и гражданского назначения (пункты управления, базы ВМФ, ВВС, склады вооружений, атомные электростанции и др.). Уникальность технического решения ЗМЭ обеспечивает возможность создания укрытий различной формы и размера. В настоящее время решается вопрос о принятии ЗМЭ на снабжение ВС МО РФ.
На основе плёночных материалов был разработан современный лёгкий имитатор радиолокационной цели. Имитационное средство (ИС) предназначено для воспроизведения радиолокационных демаскирующих признаков техники ПВО Сухопутных войск. ИС воспроизводит демаскирующие признаки, обнаруживаемые самолётными и космическими радиолокационными средствами разведки, а также радиолокационными системами наведения оружия. ИС техники войск ПВО используется для создания ложных позиций частей и подразделений ПВО Сухопутных войск и применяется совместно с табельными средствами оптической маскировки. Область применения ИС – создание ложных позиций вооружения и военной техники ПВО Сухопутных войск в боевой обстановке, в угрожаемый период, а также при проведении учений. ИС воспроизводит в радиоэлектронной области (0,8…30 см) демаскирующие признаки реальных изделий в транспортном положении, выявляемые техническими средствами космической и воздушной радиолокационной разведки при любых углах визирования.
Кроме этого разработана технология изготовления экологически чистых экранирующих тканей для обеспечения медико-биологической защиты персонала и населения, работающего и проживающего в условиях вредного воздействия электромагнитных полей различной частоты и интенсивности, а также для решения задач защиты информации. Эти материалы вызвали большой интерес на выставках нанотехнологий NMTEX-2005, NMTEX-2006, «Высокие технологии 2006/2007/2008» и на Международных форумах Rusnanotech 2008/2009/2010, награждены дипломами как лучшие экспонаты.
