高射炮打蚊子?中国科学家用最新军事雷达技术向天下蚊子宣战

中国先进制造技术论坛 2018-11-07 09:03:47


3月30日,《南华早报》发表了一篇名为《中国如何使用军事雷达向蚊子开战》的文章。

报道称,中国开发了具有先进性能的雷达系统,用以发现导弹和隐形飞机。但比起这点,一些科学家的说法则更加扯人眼球——他们认为这项技术还可以用来探测两公里以外一只蚊子拍打翅膀的动作,通过反射回来的无线电波,获知蚊子种类、性别、飞行速度和方向,以及它有没有“用餐”等信息。哇,这么牛的技术,一起来看看究竟是怎么回事吧。

中国的科学家正在开发一种装置,能够探测到两公里以外一只蚊子拍打翅膀的动作。“它可以用来挽救数百万人的生命。”研究人员说。

该设备的原型正在北京理工大学一所国防技术实验室进行测试,研究人员拒绝透露项目是否涉及中国导弹防御系统中使用的敏感技术。

“识别和跟踪蚊子大小的目标不再是科幻小说。”他说,“我们实际上已经非常接近将这种技术带出实验室并用它来挽救生命。”

▲资料图片:这张美国萨纳里亚制药公司提供的未标明日期的图片显示的是,在实验室中拍摄的携带疟原虫的受感染蚊子。

根据世界卫生组织的报告,蚊子致人死亡的数量比所有战争加起来的人类生命要多得多。它们的传染性叮咬每年仍然导致超过100万人死亡。昆虫可以携带各种各样的疾病微生物,从疟疾到新型病毒如寨卡病毒。2015年5月以来,巴西爆发了大规模的寨卡病毒感染疫情。这是一款由蚊虫叮咬而火速传播开来的病毒,重灾区在美洲。世卫组织发言人林德梅尔介绍说,寨卡病毒通过伊蚊叮咬传播,这种蚊子还会传播登革热、黄热病等,被叮咬的怀孕妇女会产下头部发育畸形的婴儿,俗称“小头症”。

中国启动新的雷达技术来揭露隐形战机

然而,控制害虫是一项重大挑战,因为它们几乎来无影去无踪。尽管熟悉的嗡嗡声是一种提示,但也只有当它们靠近时耳朵时才听得见。

经过几十年的发展,军用雷达现在可以在不可思议的远距离上拦截小物体的回声。例如,美国导弹防御局的海基X波段雷达可探测距离大约4,000公里范围内的棒球大小的物体。

▲海基X波段雷达

中国已经开发出具有类似先进特征的雷达系统来跟踪导弹和隐形飞机,但一些从事这些军事项目的科学家也相信该技术还可以用来对抗蚊子,并想说服政府资助他们的研究。

去年年底,由龙腾领导的这个团队从国家获得了8200多万元人民币(1290万美元)的资金,用于建造一个可以在现场进行测试的全尺寸蚊式探测雷达。

根据该大学的网站,龙教授是BIT雷达技术研究所所长,也是中国重要军事雷达计划的首席科学家。不过,南华早报并没有得到他本人的回应。

用雷达监测蚊子真的靠谱吗?

根据该项目科学家的说法,雷达的工作原理是发射电磁波的快速脉冲,这些电磁波以很高的频率传播。当无线电波击中蚊子时,它们会反射回来,信息包括物种,性别,飞行速度和方向以及昆虫是否“用餐”。

它可以安装在俯瞰住宅社区的屋顶上,用于查明主要蚊子群落及其繁殖和休息区的位置。 如果一个种群迁移到另一个社区,里面的住户可能会被警告。

其他国家的科学家也曾利用民用雷达网络追踪鸟类或更大的昆虫,如蝗虫和飞蛾的群体运动,但使用雷达来监测蚊子却是第一次尝试。

研究人员表示,该原型雷达已经取得了前所未有的灵敏度,因为该团队已被允许使用最新军用雷达技术构建系统。

例如,它有一种先进的相控阵天线,类似于中国最新战舰上使用的天线。天线可以同时向不同方向发射微波,并且可以比使用旋转盘的传统雷达快得多地检测导弹或军用喷气式飞机。

▲中国海军052C级舰上的相控阵雷达天线

它还有一个单独的天线,可以产生在一个以上的方向上振荡的无线电波,被称为极化,能使研究人员区分出蚊子是饥饿的吸血雌性还是吃花粉的雄性。接着,一台计算机会快速算出并同时识别与跟踪同一社区中众多蚊子的移动。

最大“蚊子净化器”有多难造?

据研究人员称,该项目由昆虫行为主义者和许多其他学科的科学家之间的合作进行。通过提供大量数据,雷达有可能帮助生物学家更多地了解有害生物的个体和集体行为,这可能提供新的手段来对抗蚊媒疾病的传播。

研究人员补充说,该团队已经在现有技术上取得了进展,并且还可以在军事上进行应用,但拒绝作更具体的说明,也拒绝透露第一台全尺寸雷达何时能够完工。

“我们正在建造一到两套。未来我们希望雷达能够大量制造并安装在全国各地,形成一个庞大的网络来监测空中动物以及蚊子的移动。”该研究人员说道。

军事雷达研究员、哈尔滨工业大学电气工程系副主任易振远表示:“从数公里以外识别和追踪这样一个微不足道的目标是非常困难的。现有的军用雷达技术可以检测到数百至数千公里外的小型物件,但蚊子是'另一回事'”。

另一位专家也表示,蚊子比美国最先进的F-22隐形飞机更难侦测。“蚊子的翅膀与军用飞机的金属翅膀有很大不同,它们的结构,形状和运动也是如此。 蚊子雷达将需要一套全新的算法。”

蚊子一般是低速飞行,有时只是徘徊在空中,这使得一些用于探测快速移动目标的军事雷达没有用武之地。该专家称,最大的挑战将来自环境,因为蚊子的无线电波非常微弱,很容易被背景噪音淹没。“所以在实验室里完美的工作在现实中可能不会那么成功,”他说。

中国农业大学昆虫研究教授刘星月表示,该雷达计划可以让观测者密切监测一个地区的蚊虫和其他小型昆虫种群。包括中国东北部、热带国家和非洲在内的地区仍然受到蚊子和携带疾病的困扰。

刘星月说,雷达可以捕捉到诸如翅膀拍打等行为差异,为科学家们提供了一种“在我们的战争中对付地球上致命生物的精确制导武器”,“这可以挽救数百万人的生命。”

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来源:军工黑科技

编辑:AMTForum(加微信好友,入技术交流群)


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