DARPA启动了寻求《猎杀红色十月》无声潜艇驱动装置的计划

DARPA启动了寻求《猎杀红色十月》无声潜艇驱动装置的计划自20世纪50年代末以来,工程师们一直对一个名为磁流体力学(MHD)的异国概念感兴趣。这是一个非常简单的原理,产生一个非常简单的推进机制。在MHD驱动中,一种流体,如空气或水被赋予电荷,然后被电磁场加速,产生推力。基本上,一个MHD驱动器包括一个空心管,一端有电极,周围有磁线圈。由于该设备没有任何轴、齿轮、螺旋桨、涡轮机或喷气机,它产生的噪音非常小,甚至它产生的少量噪音也可以归因于自然来源。这样的隐身驱动对于潜艇战来说是非常有价值的。它不仅可以使潜艇在猎手面前保持隐蔽,而且在侦察和情报任务中也会有很大帮助,因为它可以在潜艇声纳收集数据时消除潜艇的干扰性音频信号。问题是,如果这项技术如此有价值,为什么60多年来除了在几艘实验性的水面艇上使用外,一直没有使用?答案是两方面的。首先,电磁线圈需要非常强大,而制造足够轻和有效的线圈来安装在潜水艇上并不容易。其次,电极必须经得起因磁场、电流和盐水的相互作用而产生的腐蚀、水解和侵蚀的大量磨损。近年来,磁铁的发展有了巨大的进步,但仍有改进的余地,找到合适的材料来制作电极仍然是一个问题。为了克服这个问题,DARPA已经建立了为期42个月的海底磁流体动力泵原理(PUMP)项目,该项目将采取多种方法解决这些问题,以创造一个实用的军用MHD驱动器,尽管少了硬汉康纳利的怒目相向。DARPA国防科学办公室的PUMP项目经理SusanSwithenbank说:"迄今为止,在磁流体动力驱动中展示的最佳效率是1992年在大和-1号上,这是一艘30米(100英尺)的船只,使用大约4特斯拉的磁场强度,达到了6.6节,效率大约为30%。在过去的几年里,商业核聚变行业在稀土钡铜氧化物(REBCO)磁体方面取得了进展,证明了大规模磁场高达20特斯拉,有可能在磁流体动力驱动中产生90%的效率,这是值得追求的。现在,高磁场产生的玻璃天花板已经被打破,PUMP的目标是实现突破,解决电极材料的挑战"。运用这种材料的一个主要障碍是在电极表面上容易形成气泡。这使它们绝缘,降低了效率,而且当气泡崩溃时,它们会损坏电极,就像它们被锤子反复敲打一样。但通过开发计算机模型,评估磁场、流体力学和电化学反应在不同时间和长度尺度上的相互作用,就有可能调整流体力学、电化学和磁学,以减少损害,同时提高工作效率。Swithenbank说:"我们希望利用燃料电池和电池行业对新型材料涂层的见解,因为它们处理的是同样的气泡生成问题。我们正在寻找所有领域的专家来组成团队,以帮助我们最终实现军事上相关规模的磁流体动力驱动。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363539.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1363539.htm

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红色十月号将成真,美军开发新型潜舰静音技术

红色十月号将成真,美军开发新型潜舰静音技术美国国防高等研究计划署近期开启了一项新计画,将开发以磁流体力学技术为基础的潜舰推进系统,让潜航期间的静音能力大幅提升,仿佛汤姆克兰西经典小说《猎杀红色十月》再现。知名军事小说作家汤姆克兰西于1984年推出的小说《猎杀红色十月》(TheHuntforRedOctober〉,苏联秘密开发的新型台风级核子弹道飞弹潜舰「红色十月号」,因配备先进的「履带推进系统」(CatepillarDrive),因此静音能力超越美军声纳侦测能力。然而小说中的静音推进系统并非没有科学根据,美苏自从1950年代开始钻研如何将磁流体力学(Magnetohydrodynamics)应用在潜舰设计,理论上这种推进器在水流通过时产生电荷,并由电磁线圈进行加速后产生推力,因为结构上不需要传统的螺旋桨、轴承、涡轮等机械结构,因此潜航时产生的噪音极小,且动力来源为海水,续航能力极高之外,污染也远比核动力小。磁流体力学推进器开发仍有极大挑战,例如电磁线圈要如何在提供强大能量时,体积和重量能够放进潜舰之内,此外电极材料也必须面临海水长时间侵蚀和水解挑战,因此数十年来这项技术始终无法实现。不过美国国防高等研究计划署(DARPA)近期开启了一项计画,名为「水下磁流体力学泵原则」(PrinciplesofUnderwaterMagnetohydrodynamicsPumps,PUMP)计画,要在为期42个月的研究期间找出这种新型潜舰推进系统的实用方式。由于近年来磁铁材料技术大幅进步,因此DARPA最主要的挑战,就是找出能够抵抗海水侵蚀和水解的磁铁制造材料搭配,若能成功开发,将来新一代美国海军潜舰会如红色十月号现身。消息来源:原始报导:频道:@TestFlightCN

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打水漂背后的科学让研究人员打开海洋工程进步之门研究人员正在探索浮力物体在空气-水界面的流体动力学,以加深我们对流体动力学的理解。他们的研究揭示了复杂流体动力学的关键见解,这些发现有可能给各个领域,尤其是海洋工程领域带来革命性的变化。在AIP出版社出版的《流体物理学》(PhysicsofFluids)一书中,研究小组介绍了浮力球(即跳石)在空气-水界面的动力学研究。他们的研究揭示了形成水平气穴以及漂浮和跳动之间过渡所涉及的复杂流体力学。研究小组视频中的一张快照,显示了一个稳定移动的水平球体,附带气穴的形成。资料来源:FarrukhKamoliddinov、IvanU.Vakarelski、SigurdurT.Thoroddsen和TaddT.Truscott。浮力背景下的流体力学和物理学研究涉及几个关键原理:浮力、流体力学、流体阻力和雷诺数。浮力是指对浸入流体中的物体施加的向上的力,而流体力学则侧重于流体的运动及其与固体物体的相互作用。流体阻力或称阻力,是指物体在流体中运动时,由于其表面与流体之间的摩擦而产生的阻力。这种阻力取决于物体的形状、大小、速度和流体特性等因素。为了进一步分析流体行为,科学家使用无量纲参数雷诺数来确定物体周围的流动类型。研究小组的主要发现之一是,随着拉力和球体速度的增加,它们的行为变得更加不规则。共同作者、卡亚科技大学的法鲁克-卡莫利迪诺夫(FarrukhKamoliddinov)说:"球体表现出振荡运动,潜入水中,升向水面并刺穿水面,在水平方向上附着在水下气穴中。"他们还发现,拉力角越大,气腔长度越不同,跳跃距离越大,出水时间越早,这意味着拉力角在浮力球的流体力学中起着重要作用。空腔在一定距离内以恒定的速度保持稳定的水平运动。气腔的形成表现出明显的特征,包括倒置的翼形和后面的湍流尾流。这种稳定而受控的水平运动为复杂的流体动力学提供了启示,并为进一步的探索和应用打开了大门。卡莫利迪诺夫说:"了解浮力球动力学和空腔的形成,可以激发海洋工程以外领域的新设计和创新。"它有可能带来新的新型推进系统、减少阻力策略、流体推进系统以及利用浮力球特性的流体装置。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373759.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1373759.htm

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DARPA启动为期两年的竞赛以建立人工智能驱动的网络防御系统人工智能网络挑战赛将与人工智能初创公司Anthropic和OpenAI以及微软和Google合作,让美国的参赛团队利用人工智能来确保"重要软件"(特别是关键基础设施代码)的最佳安全。Linux基金会的开源安全基金会(OpenSSF)将担任挑战赛顾问,1850万美元的奖金将颁发给最优秀的参赛者。DARPA表示,它还将为最多七家希望参赛的小型企业提供每人100万美元的奖金。"我们希望创建能够自动防御任何类型软件攻击的系统,"DARPA项目经理佩里-亚当斯(PerryAdams)在昨天的新闻发布会上对记者说,他是人工智能网络挑战赛的构想者。"最近在人工智能方面取得的成果,如果以负责任的方式加以利用,我认为在保护我们的代码安全方面具有非凡的潜力。"亚当斯指出,关键软件中越来越多地使用开源代码。GitHub最近的一项调查显示,高达97%的应用程序利用了开源代码,90%的公司正在以某种方式应用或使用开源代码。开放源代码的普及带来了创新的爆炸式增长。但同时也为破坏性的新漏洞和漏洞利用打开了大门。Synopsys公司2023年的一项分析发现,84%的代码库至少包含一个已知的开源漏洞,91%的代码库拥有过时版本的开源组件。Sonatype的一项研究发现,2022年,供应链攻击的数量同比增长了633%。去年,拜登-哈里斯政府发布了一项行政命令,以提高软件供应链的安全性,并成立了一个网络安全安全审查委员会,负责分析网络攻击,并就未来的保护措施提出建议。2022年5月,白宫联合开源安全基金会和Linux基金会,呼吁在两年内提供1.5亿美元资金,以解决突出的开源安全问题。但随着人工智能网络挑战赛的启动,拜登政府显然认为人工智能在网络防御中可以发挥更大的作用。亚当斯说:"人工智能网络挑战赛提供了一个机会,让我们探索当网络安全和人工智能领域的专家能够获得一套前所未有的跨公司综合资源时,会有哪些可能。如果我们取得成功,我希望看到人工智能网络挑战赛不仅能在这一领域产生下一代网络安全工具,还能展示如何通过在这里捍卫人工智能的关键基础来利用人工智能改善社会。"虽然关于人工智能协助网络攻击的潜力--例如通过生成恶意代码--的文章已经写了很多,但一些专家认为,人工智能的进步可以使安全专业人员更高效地执行安全任务,从而有助于加强组织的网络防御。根据Kroll公司对全球商业领袖进行的一项调查,超过半数的商业领袖表示,他们正在最新的网络安全工作中使用人工智能。参加人工智能网络挑战赛的团队将参加2024年春季的资格赛,得分最高的团队(最多20个)将受邀参加2024年年度DEFCON大会的半决赛。最多有5个团队将获得200万美元的奖金,并继续参加2025年DEFCON大会的决赛。最后一轮比赛的前三名将获得额外奖励,其中第一名将获得400万美元奖金。所有获胜者都会被要求开源他们的人工智能系统--但不是必须。人工智能网络挑战赛以白宫之前在今年的EFCON上宣布的模型评估为基础,该评估旨在确定类似OpenAI的ChatGPT的大型语言模型可被恶意利用的方式,如果运气好的话,还能找到解决这些漏洞的方法。此外,该评估还将衡量这些模型如何与拜登-哈里斯政府的"人工智能权利法案"蓝图和美国国家标准与技术研究院的人工智能风险管理框架中最近概述的原则和实践保持一致。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376083.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1376083.htm

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DARPA大型“蝠鲼”无人潜水器首次亮相今年早些时候,诺斯罗普-格鲁曼公司(NorthropGrumman)将其"蝠鲼"(MantaRay)原型机投放到海上,这是DARPA项目历时四年开发自主超大型无螺旋桨水下航行器(XLUUV)的最终成果。这不仅需要一艘大到只能从码头而不是轮船或潜艇上发射的飞船,还需要一种新的方法,使其能够在数月内以极少的能量消耗完成远距离航行。这种未来型滑翔机能够运载非常大的载荷,而且由于采用了流体动力船体和浮力系统,使其主要通过在水中上升然后向下滑翔来推动自己,因此能够航行得更远。诺斯罗普-格鲁曼公司"蝠鲼"号的首席研究员兼总工程师布莱恩-西奥博尔德说:"这种潜水器有一个非常有趣的推进机制,它一直在水中[有目的地]向前下落,无论是向上还是向下。当蝠鲼号需要上升或下降时,它会通过抽取海水来改变浮力,从而改变飞行器的重量。"这些视频包括下面嵌入的高分辨率试潜VR视图,但由于诺斯罗普-格鲁曼公司禁用了嵌入播放功能,您必须点击这里的链接才能看到。上面的第一段视频为我们解答了有关蝠鲼的许多问题。这段视频展示了蝠鲼在陆地上移动和在水中滑行的过程,揭示了蝠鲼的推进力是由设置在机翼边缘的两个四叶螺旋桨提供的,而不是之前认为的四个螺旋桨。它还展示了该飞行器在水下的一些机动性能,并证实它可以在必要时在海底闲逛以节省动力。蝠鲼号"项目经理乔-迪恩(JoeDeane)说:"'蝠鲼号'的无人驾驶能力至关重要,因为我们希望在潜在危险环境中执行长期任务时,人类不会受到伤害。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434762.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1434762.htm

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美国国防部高级研究计划局的巨型蝠鲼机器人潜艇首次驶入大海

美国国防部高级研究计划局的巨型蝠鲼机器人潜艇首次驶入大海蝠鲼潜水器看起来就像B-21突击轰炸机和60年代科幻电视连续剧中载具的混合体,同样神秘莫测。虽然DARPA乐于公布该潜水器的一些细节,但该机构对有关规格和性能的基本信息却讳莫如深。曼塔-雷"号将在新型长航时、长航程、能处理多种有效载荷的无人潜航器中发挥主导作用。它还可以用标准集装箱分段装运,在需要的地方组装,而不占用码头或海军设施的空间。这样,它就可以快速部署,而不会在运输过程中浪费时间和损耗。用图片中出现的人和一艘小船做参照,我们可以看出蝠鲼并不小。它的船尾似乎还装有遮蔽式推进器,或许还有用于操纵的推进器。除此之外,还有一些突起物,很可能是某种天线、进水口,总体形状表明它是为了以最节能的方式在水中滑行而设计的。换句话说,耐力比速度更重要。据主要承包商诺斯罗普-格鲁曼公司介绍,"蝠鲼"号采用模块化结构和节能系统,包括在海底锚定和进入休眠模式的能力。此外,还有低功耗的水下推进系统、用于水下探测和威胁与危险分类的新型传感器、高效率的导航和指挥控制系统,以及最先进的防生物污损和材料降解方法。DARPA项目经理KyleWoerner博士(右)站在"蝠鲼"飞行器上与诺斯罗普-格鲁曼团队的一名成员交谈诺斯罗普-格鲁曼第一个测试期在2月和3月进行,主要测试"蝠鲼"在水下的流体力学性能,以及推进、转向、浮力、螺旋桨和控制面的运行情况。测试还包括潜艇的便携性,因为"蝠鲼"在从诺斯罗普-格鲁曼公司的马里兰工厂运往加利福尼亚之前被拆卸并装入五个标准货运集装箱。DARPA"蝠鲼"号项目经理凯尔-沃纳(KyleWoerner)博士说:"我们成功地进行了'蝠鲼'号全尺寸测试,验证了该潜航器在野外通过模块化分段快速组装后,已经做好了进入实际操作阶段的准备。跨国模块化运输、现场组装和后续部署的组合展示了超大型无人潜航器的首创能力。"他补充说:"将飞行器直接运送到预定作战区域可以节省飞行器在运输过程中消耗的能源。一旦部署完毕,飞行器将利用高效的浮力驱动滑翔在水中移动。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429395.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1429395.htm

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带有交织的"纤维泵"的衣服可以给穿着者带来温暖或凉意当所产生的管子充满特殊的非导电液体并连接到一个小型可穿戴电源时,两根螺旋形缠绕的电线就像电极一样,电离并加速液体的分子。这反过来又产生了一个完全无声的液体净正向流动,基于一个被称为电荷注入的电流体动力学原理。这种纤维足够坚固,可以用机器清洗,LMTSEPFL管状纤维内的液体压力随每个纤维的长度而变化--纤维越短,压力越大。此外,如果纤维网络通过一个小型的加热或冷却的可穿戴储液器来循环其液体,它们可以相应地加热或冷却穿戴者。这样一个系统不仅可以简单地让人们保持舒适,而且还可以用来减少炎症或提高运动员的表现。这些纤维甚至可以被纳入辅助外骨骼中使用的人造肌肉。更重要的是,该技术中使用的材料很便宜,而且纤维泵可以经受住用洗涤剂进行机洗的考验。该研究的主要作者、博士后研究员迈克尔-史密斯说:"这种泵已经表现良好,我们相信,通过更多的工作,我们可以继续在效率和寿命等方面进行改进。"有关这项研究的论文最近发表在《科学》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352085.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1352085.htm

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