Akoestische camouflage, gerealiseerd door het beheersen van golfvoortplanting, heeft de afgelopen jaren veel aandacht gekregen. Geholpen door een reflecterend oppervlak is akoestische tapijtmantel een van de praktisch meest haalbare onzichtbaarheidsapparaten geworden.

In hun eerdere studies hebben onderzoekers van het Instituut voor Akoestiek van de Chinese Academie van Wetenschappen (IACAS) een tweedimensionale akoestische illusie gerealiseerd door een geperforeerde plaatstructuur in de lucht te gebruiken en deze vervolgens onder water uit te breiden als een tweedimensionaal en driedimensionaal akoestische tapijtmantel. Vanwege de moeilijkheid bij het realiseren van ideale materiaalparameters, presteert de geïmplementeerde mantel echter nog steeds onder een grote hoek.

Om de stealth-prestaties van de onderwater-akoestische tapijtmantel bij een grote invalshoek verder te verbeteren, ontwierpen IACAS-onderzoekers en hun collega's van het Technical Institute of Physics and Chemistry van de Chinese Academie van Wetenschappen een onderwatertapijtmantel voor breedband en groothoek akoestische camouflage met een driecomponenten metavloeistof samengesteld uit syntactisch schuim, staal en water.

De studie is gepubliceerd in Physical Review Applied op 20 juli.

Ze gebruikten een vierfasenmodel om de akoestische parameters van het syntactische schuim te karakteriseren en nauwkeurig te regelen. Gecombineerd met de Biot-theorie realiseerden ze synergetische regulatie van structuur- en materiaalparameters in het ontwerp van de metafluïde.

Door het syntactische schuim en de stalen staven periodiek in water in te bedden, ontwierpen en maakten ze een tweedimensionale akoestische tapijtmantel onder water. De demonstratie van het experiment werd uitgevoerd in een echovrije watertank. Experimentele resultaten gaven aan dat de ontworpen tapijtmantel goed werkte onder zowel normale als schuine incidenties met breedbandfrequenties.

Bovendien biedt de introductie van syntactisch schuim in het ontwerp van de tapijtmantel een extra mate van vrijheid voor de akoestische parameterregeling van de metafluïde in onderwaterakoestische apparaten. + Verder verkennen

Eerste onderwatertapijtmantel gerealiseerd met metamateriaal