军事中的纳米科技.ppt

军事上的纳米技术 一、纳米武器 纳米技术的迅速发展为新型武器(即微型机械或机电一体化装置 )及系统的研制奠定了基础。美国国防部近几年来 每年投入 3500万美元用于研制纳米武器。美国的这一战略举措立刻引发了一场全球范围内的纳米技术竞赛。日、德、英、法、瑞士、俄罗斯等国也相继制定相关战略或计划投入。 纳米微型武器的出现将产生全新的战争理念 ，装备将进一步向智能方向发展 。未来战争中大型和微型武器并存 作战手段更加灵活,战争格局更加复杂多变,将出现全新的微胜巨的奇异战争景观。 由于纳米器件的工作速度极快 ,这就为大幅度提高武器控制系统的信息传输、存储及处理提供了可能 ,也为研制智能化的微型导航与制导系统和微飞行器提供了技术基础。此外,以全新概念制造的纳米高效太阳能光电转换元件,也为武器装备的小型化、资讯化及一体化提供了保证。 人们利用微型化技术研制像昆虫一样的微型武器,如外形和大小酷似蝴蝶、苍蝇、蜻蜓和壁虱等昆虫的侦察机无人武器,以及形状像螃蟹和鱼的侦察、攻击武器等,它们可以通过各种途径潜入侦察卫星、大型侦察飞机无法进行侦察的敌方军事要害内部 (司令部、秘密基地、兵工厂、元首办公室 ),开展神出鬼没的侦察活动,甚至直接攻击目标。 目前 ,美国新墨西哥州的桑迪亚国家实验室正在研制数厘米到数毫米大小的微型昆虫机器人,将主要用于侦察敌对国的储藏核武器和生物化学武器的设施 ,以及生产工厂的内部情况。在使用这种微型昆虫机器人武器时,它可以依靠自己的力量接近目标 ,并将探测到的数据传输给设置在目标物附近的主机或者传输给从上空经过的人造卫星。完成了·任务的昆虫机器人武器便回到主机,由工作人员收回。 马丁公司正在研制一种全长20cm左右的侦察机器人 ,可作为士兵的“眼睛”在50m高的上空收集各种情报。它探测到的情报和数据可以很快被送往士兵所携带的膝上型个人计算机或老护目镜上,士兵可边看鸟瞰图,边继续战斗。该公司还对研制的像海鸥那样大小的侦察机器人进行试验。结果表明,这种侦察机器人的性能与10年前的无人驾驶侦察机不相上下 军用纳米传感器,俗称为“间蝶草”或“沙粒坐探” ,是一种像小草或沙粒的装置。其内装有敏感的超微摄像机和传感器 ,可以侦测出百米以外坦克、车辆等出动时产生的震动及声音,能自动定位、定向和进行移动 ,绕过各种障碍物。战争中可以用飞机、火炮和步兵武器将无数小于 1mm的“间蝶草”投放在敌方,大批“间蝶草”可以在某些地区形成高效侦察监视网 ,大大提高了战场信息获得量而丝毫不会被敌人发觉。也可以散布在茫茫的天空中来捕敌方的导弹。纳米传感器的覆盖面积比当今的远程控测系统还要大 ,而且可以实施连续监视。 另外 ,如鱼形状和大小的有自动驾驶仪的微型潜艇可以航行数十公里,潜入军港并用吸盘吸附在军舰壳体上 ,在特定的时刻炸毁军舰和港口。又如 ,用微型敌战识别器 (由纳米电子系统组成 )将其散布在整个飞机的蒙皮上或战车的外表上 ,能以较低功率自动对询问作出回答,克服现有的在飞机上或战车上涂以反光材料、安装有源信标无线电应答器等敌我识别方法易被敌方识破的弱点。 二、纳米卫星 由于微米／纳米技术的发展与应用，使得那些曾经安装在大型航天器上的零部件体积和重量得以大大减小，因而可利用它们来研制和装配非常小的卫星。一些科学技术发达的国家特别是美国近几年一直在加紧研制微小型卫星和纳米卫星。  纳米卫星是一种尺寸小到最低限度的航天器，重量在0.1kg以下。它是以数个纳米卫星作为基本单元，以局部星团或分布式星座的形式部署在太空中不同的轨道，彼此之间通过遥测、遥控的方法互相连接，形成内在有紧密联系的星座来完成原来一颗常规卫星所具有的完整功能。 1995年,美国开始研制纳米卫星。这种卫星比麻雀略为大些,所用元器件全部为纳米材料制成。由于纳米卫星性能好,可靠性强,故它在通信领域、军事领域、对地观测、科学研究等方面有广泛的应用前景。 现在空间已有许多微型、纳型甚至是皮型卫星在工作。如美国 “先锋一号”纳型卫星就是直径为 16.3cm、重量为5kg的球形卫星。它是第一颗以太阳能为在轨电源的卫星。 2000年初 ,美国又成功地发射了一颗皮型卫星。 2000年6月与我国“清华一号”微型卫星同时升空。并对“清华一号”入轨情况成功地进行了拍照。 三、微型飞行器 (MicroAirVechicle,MAV)近年来发展很快,取得了很多成果。它可以随身携带 ,配合单人或单兵使用,适合军用或民用的侦察需要。MAV实际上是一套复杂的、可在空中飞行的高水平多功能微机电系统,它一般都是由多套复杂的分MEMS系统组成。它可以完成飞行、升降、自动导轨、侦察、信息传输、对敌干扰等多种任务。由于它便于携带、成