光启珠海航展首秀,超材料、未来技术展示颠覆式创新实力

人站在墙体前,用一件披风遮挡人体部位,被遮挡部位,在红外热线仪中就无法检测出来,实现“隐身”。珠海航展上这令人叫绝的一幕,是光启集团的红外隐身衣演示。11月1日至6日,备受瞩目的第十一届中国国际航空航天博览会在珠海举行。首次参展的光启集团携超材料和未来技术两大产品线的部分产品亮相,展示了颠覆式科技创新的成果,其中,超材料隐身系列产品、动力外骨骼和新型系留无人机H1都是首度向公众展出。

红外隐身衣

2016年11月5日,中央电视台《朝闻天下》、《新闻直播间》、《东方时空》等栏目报道了光启超材料红外隐身衣亮相珠海航展。(点击图片,观看视频)

 

首次大规模集中展示超材料技术应用

在此次珠海航展上,光启展出的超材料产品包括超材料隐身格栅、吸波平板、吸波蜂窝、超材料隐身卫星通讯天线、超材料隐身进气腔体、超材料隐身机翼结构、超材料高性能天线罩、桅杆隐身天线罩、通气管桅杆、红外隐身衣、金属水、智能机翼、蒙皮健康监测、声学超材料、防结冰疏水板、超材料平板便携天线等。

这是光启首次大规模集中展示超材料技术的应用,其中,隐身功能就是一大看点。以红外隐身衣为例,其直观地展示了超材料技术的隐身功能。该技术可用于关键目标的红外伪装,在不影响超材料雷达吸波性能的前提下,实现红外伪装与宽频雷达隐身的兼容,控制目标的红外辐射特性与背景一致,从而使其在红外热像仪上无法辨识。简而言之,人站在墙体前,用披风遮挡人体部位,在红外热线仪中观察,被遮挡部位的颜色就能和墙体一致。

据介绍,超材料在隐身装备领域具有极大的应用价值,在过去五年里,光启以武器装备发展需求为牵引,创建了军用超材料装备研制生产体系,技术能力达到国际领先水平。军用超材料隐身结构产品已在空军、海军、火箭军多个重点型号上研制应用,大幅提升了军事装备的隐身性能并且从根本上解决了传统隐身装备无法维护的难题,增强了与F-35、DDG1000、萨德等先进武器装备的对抗能力。

光启超材料技术发展出的跨代隐身技术具有五大优势:从根本上提升了高端装备的隐身性能,实现了传统涂料无法解决的全频段涵盖低频到红外,隐身性能相比涂料提升一到两个数量级;从根本上解决了传统涂料隐身无法维护的问题;从根本上解决了“隐身”、“探测(天线)”、“结构承载”一体化的难题;减轻了隐身结构50%的重量;全寿命周期使用成本降低40%。

吸波平板

吸波蜂窝

光启集团联合创始人、深圳光启高等理工研究院副院长赵治亚表示,作为超材料技术领域的领跑者和推动者,光启在航展上展出了不少超材料产品,希望通过展出,更多人可以了解到超材料技术的最新发展和动态和光启的技术实力。“现在超材料技术经过多年的发展,经历了科学试验及在各种残酷环境进行测试、技术化、产品化到工程化的逐项过程,如今也应用在一些非常高尖端的装备上,接下来目标是在所有可以称之为装备的硬件进行普及。”

据介绍,光启掌握了世界前沿的超材料技术,建设了超材料电磁调制技术国家重点实验室,设立了专注于超材料研发与产业化的企业博士后工作站并独立招收。目前,光启的专利申请总量超过3600件,其中,在全球超材料领域的专利代表中国具有绝对优势,申请量占该领域专利总量的86%。

蒙皮健康监测

据了解,光启在相关材料技术基础研发方面的步伐逐年加快。今年9月8日,洛阳尖端技术研究院正式揭牌,将依托光启在特种功能材料方面的技术和资源优势,打造国际领先的尖端技术材料和尖端装备的创新产业化基地。10月1日,光启领衔起草的超材料领域国家标准《电磁超材料术语》正式实施,这是全球第一份超材料领域的国家标准,打破了欧美对前沿科技的技术和标准垄断,将对我国超材料技术与行业发展提供科学准确的技术支持,也将给国际超材料领域的研究提供参考。

10月11日,光启深圳坂田超材料基地开放展示超材料最新的科研生产过程。坂田基地在2012年7月13日正式投产全球首条超材料中试线,实现超材料技术规模化生产的制备,目前已经平稳运行4年,具有年产10万平方米以上超材料板的生产能力。

新型无人飞行器曝光

光启未来技术的相关展品也很抢眼,包括临近空间商用平台“旅行者”号(模型)、智慧城市空间信息平台“云端”号(模型)、混合动力飞行器太阳方舟(模型)、个人飞行器光启马丁飞行包样机、悬浮站U1、系留无人机H1、飞行机器人SkyX、超材料动力外骨骼和智能交互设备singlecue等。 “旅行者”号、“云端”号、太阳方舟的缩比模型采用了与实际产品相同的材料,加上光启马丁飞行包、U1、H1和SkyX,现场充满了高科技的即视感。

光启集团联合创始人、光启科学联席行政总裁栾琳表示,光启掌握了颠覆式空间技术,意欲通过产品组合,搭建空天地一体化信息平台,共建未来城市生态圈。由光启和城市管理者、行业方案提供商分工,通过升级城市基础设施、引领未来城市创新,建设未来城市生态圈。

据介绍,光启基于新型材料等核心技术,开发了应用于城市安全、应急、环保的跨代飞行、驻空平台解决方案,从根本上解决了四大问题:一是传统卫星对地遥感空间和时间分辨率低、易受云层遮挡、使用成本高、且无法更换载荷配置的缺点;二是传统旋翼无人机载荷能力低、续航时间短、飞行稳定性差的问题;三是传统固定翼飞机对起降条件要求高、难以做到垂直起降、且无法满足定点驻留或超低速巡航等实用需求的问题;四是传统铁塔基站架设高度受限、通信覆盖范围小、信号衰减大的问题。

光启新近研发的H1系留无人机是一款大载重系留多旋翼空中监控、中继平台系统,可实现在100米高度长达24小时的驻空。机载电源小,载荷量更大,带载能力可达10公斤。其工作模式为定点系留,机动性能好,可灵活采取车载、船载等方式。


展品资料

1、超材料技术

超材料隐身功能

超材料隐身格栅

相比传统的金属格栅,超材料隐身格栅具有优异的隐身性能,且重量减轻50%,避免了难喷涂、易脱落、难维护的问题,大规模使用可提高整机隐身能力,扩大重量优势,降低使用和维护成本。

超材料卫星通讯天线

超材料卫星通讯天线可实现与飞机完全共形,避免了天线直接被雷达探测的风险,消除了天线对气动性能的影响,同时还提高了飞机通信的范围。

超材料隐身进气腔体

超材料隐身进气腔体是全复合材料进气腔体,相比传统技术具有明显优势,可有效解决作为飞机重要散射源的进气腔体的隐身问题,且结构局部变形很小,解决了难喷涂、易脱落、难维护的问题。

超材料隐身机翼结构

超材料隐身机翼结构具有良好的气动性能和隐身功能,可在宽频带内有效解决作为飞机重要散射源的隐身问题,相比传统的金属涂料前缘,具有明显的隐身带宽优势,并且具有重量、维护性、耐疲劳的优势。

超材料高性能天线罩

超材料高性能天线罩可实现宽频透波、选频隐身、提升电磁兼容能力等特点,具有广泛的应用场景。

桅杆隐身天线罩

桅杆隐身天线罩既是承力结构件,也是频选透波罩,内部射频设备工作频段透波,其他波段隐身。

通气管桅杆

 

通气管桅杆采用超材料宽频吸波技术和电磁偏折技术,实现满足海洋使用环境,具有承载/隐身综合功能。

红外隐身衣

 红外隐身衣控制目标的红外辐射特性与背景一致,从而使其在红外热像仪上无法辨识,该技术可用于关键目标的红外伪装,在不影响超材料雷达吸波性能的前提下,实现红外伪装与宽频雷达隐身的兼容。

超材料自监测功能

智能机翼

智能机翼将柔性传感网络与机翼结构一体化成型制造,可实现自感知、自监测功能,将底层物理信号传送到数据处理中枢,实现实时二维或三维响应信号的显示。

超材料声学功能

声学超材料

声学超材料可对声波进行调控,避开声呐的检测。

超材料防结冰功能

防结冰疏水板

 航展现场展示的防结冰疏水板,在滴水后放置到冷柜中冷冻,却并不结冰。

超材料通讯功能

新型卫星通讯产品

光启还基于超材料与Meta-RF电磁调制创新技术开发了一系列新型卫星通讯产品,包括超材料平板便携天线、超材料平板船载天线、超材料平板车载动中通天线、低剖面车载动中通天线等。该系列产品实现了对卫星通信电波的灵活调制,从而满足便携化、共形化等个性化需求,有望成为机动应急通信、视频传输业务的首选,在应急通信、抢险救灾、科考探险及媒体直播等领域有广阔的应用前景。此次参展的超材料平板便携天线能折叠到一个包里,便于携带;操作简单,具有一键对星功能,单人3分钟可完成天线展开操作,5分钟内能完成对星。

2、未来技术

智能交互技术

智能交互设备singlecue,可以让人通过挥动手指的方式,轻松控制各种设备,包括智能手机、平板电脑、个人电脑、VR眼镜等。

超材料动力外骨骼


在此次航展上,光启的超材料动力外骨骼首次公开展出。该产品具备机械助力、生命监测和互联通信等三大核心功能,可被广泛应用在安防反恐、抗险救灾、野外探测、长途行军、医疗康复等领域。通过人机工程学设计其机械本体结构,保证穿戴者的舒适性,同时其配备了多种先进的传感器,可时刻精确感知穿戴者自身和周围环境的信息,并作出相应的反馈。

“旅行者”号

“旅行者”号是中国首个临近空间商用平台,球体采用低密高强、高阻氦、抗紫外线辐射和臭氧侵蚀的新型材料加工制作,由氦气提供静升力,能源系统则由高效锂电池和太阳能电池阵列等组成。2015年6月,“旅行者”号曾在新西兰试飞,在21公里的高度完成了天地高速通信、海事监控、光学监控等商用载荷测试,获得大量珍贵实验数据,标志着中国的临近空间探索技术跻身世界前列。

为验证临近空间载人旅游各项关键技术,光启研制的“旅行者”2号将于2016年11月初在新疆放飞,主舱将由一个直径40米的超大囊体携带到达20公里以上的临近空间,然后返回地面,舱内的小型生命保障系统会搭载携带动物。这是旅行者号载人系列试验的重要一步,将再次提升我国在临近空间开发领域的地位。

“云端”号

“云端”号是集通信、光学遥感、物联网监控监测、大数据收集和分析于一体的空中驻留平台,载荷大,覆盖范围广。“云端”号具有氦气浮力系统,可搭载400kg载荷,最高上升至2000m高空,通过一根光电复合缆系留于地面锚泊系统,最后接入大数据中心,实现“超高铁塔”和“超低卫星”的功能。“云端”号已于2015年12月在广东东莞松山湖(生态园)完成全球商用首飞,2016年10月21日在贵州遵义试飞。

太阳方舟

太阳方舟旨在为偏远地区提供低成本、大载荷、长距离的货运服务,只需一个足球场长度的超短距离就可实现起降,可以到达飞机、卡车、船舶以及飞艇无法到达的地方。其升力来自浮力气体(如氦气)和空气动力,飞行动力来自太阳能。加拿大政府已开始测评太阳方舟的性能,主要包括在救灾救援实战中运输重要物资以及协助空军执行国际人道救援任务的能力。

光启马丁飞行包

光启马丁飞行包是世界上第一款商业化、实用化个人立式飞行器,曾被《时代》杂志评为2010年50大最佳发明之一,可用于应急救援、安防监控以及休闲娱乐等领域。光启马丁飞行包由特制的汽油发动机驱动双导管风扇,提供强大升力。它可以垂直起降、快速前进,其在建筑间、树木旁和狭窄空间内运作的能力,令直升机等垂直起降飞行器望尘莫及。

U1空间悬浮站

U1空间悬浮站是综合利用氦气浮力、气动升力、桨叶推进和高效能源技术优势的综合性新型飞行器,具有载重能力强、运行能耗低、续航性能好、运维费用低、经济效益高、稳定性和安全性能高等优点,可应用于航空遥感测量、策划广告宣传、灾情险情监测、地质勘探、天气预报、旅游飞行、商业运输等民用航空领域。

H1系留无人机


光启新近研发的H1系留无人机是一款大载重系留多旋翼空中监控、中继平台系统,可实现在100米高度长达24小时的驻空。机载电源小,载荷量更大,带载能力可达10公斤。其工作模式为定点系留,机动性能好,可灵活采取车载、船载等方式。

SkyX

 

飞行机器人SkyX是一款融合了固定翼和多旋翼的混合型无人飞行器,具备垂直起降、高速巡航、节能高效等特点。配合其独特设计的地面中继站和自主充电设备,该无人机系统可以实现长距离、大范围的接力式巡航,为石油管网巡逻、电力巡线、边境巡逻、海岛巡视等应用提供了可靠的空中平台。SkyX翼展约1.9米,起飞重量10公斤,纯电力驱动,巡航速度每小时90-100公里,最大速度每小时120公里,最小续航距离80公里,设计飞行高度100米。

相关资料:

光启集团
总部位于深圳的光启集团创始于2010年,从一支海归创新团队发展成为一家全球化创新集团、一个全球创新共同体,横跨5大洲18个国家和地区,总人数超过2600人。光启掌握了颠覆式隐身技术、颠覆式新型空间技术和颠覆式无线互联技术。光启对未来的设计,包括深度空间、机器自觉与终极互联三大特征。深度空间是人类对多维空间的深度开发与利用,也就是把一切搬到空间,在多维空间中重构世界;机器自觉是指赋予所有硬件装备灵魂,使装备从人类的工具变为人类的伙伴;终极互联是指用信息流、物流、能流连接地球每个角落,让世界各地共同进步。光启全球创新共同体(英文为Global Community of Innovation,简称GCI)是凝聚世界各地的创新者们,共同把“未来”带到现在,并持续交付“未来”给每个人的全球性创新组织,是一个不断将“科幻场景”与“人类梦想”变为现实并交付的“未来梦工厂”,通过整合全球创新资源,设计未来、实现未来、分享未来,进行跨代创新,推动时代变革。

超材料
超材料(英文为metamaterials)是一种特种复合材料或结构,通过对材料关键物理尺寸上进行有序结构设计,使其获得常规材料所不具备的超常物理性质。超材料作为新兴电磁材料科学研究领域,曾被美国《科学》杂志评价为过去十年人类最重大的十项科技突破之一,是电磁波调制的重要技术手段。