一种隐形飞机的构想
冒牌淡水鱼2013/03/07极客DIY IP:广东
一种“隐形”飞机设想(肉眼不可见)
    大家一定有过这样的经验,夏天吹电风扇,扇叶转快了就看不见了,这是因为一种叫做视觉暂留的效应。
视觉暂留:人眼在观察景物时,光信号传入大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。通常人眼的视觉暂留时间为为0.05~0.2S。
    也就是说,人所看到的并不是某一瞬间的影像,而是之前一小段时间的影像的某种交叠和融合。假设将我们的眼光聚焦到视野中的某一点,从t=0开始,一个沿其速度方向长度为l的物体以速度v周期性地迅速掠过该点(取周期T为该观察者的视觉暂留时间0.1s),当l/v远小于0.1s时,例如,l/v=0.01s,结果会怎样?我们会看到该物体似乎从来都没有消失,但又没有清晰地出现,如薄雾一般若隐若现,虚无缥缈。实际上,此时该点的影像类似于一个平均值,即物体和背景的色彩、亮度等的一个融合,而物体和背景谁更明显,则主要取决于各自在周期中的时长。此例中,物体在一个周期中出现的时长为0.01s,而背景为0.09s,则我们主要看到的是背景。当然,这还与两者的色彩、亮度对比等因素有关。
以下是我拿手机照的我的小风扇

1.jpg


2.jpg

可以看出叶片很柔软,旋转的时候,在离心力作用下叶片会伸展到工作状态

3.jpg

旋转的时候叶片和背景融为一体,但背景影像占有绝对的统治地位

4.jpg

当把顶灯关掉,而将台灯灯光打在扇叶上时,虽然无法看清叶片的形状,但在叶片转过的区域呈现出淡绿色,这是因为背景漆黑,假设背景亮度为0.1,扇叶亮度为10,扇叶转过区域的物像和背景影像的停留时间为1:4,则区域的平均亮度为(0.1*4+10*1)/(1+4)=2.08,2.08/0.1=20.8,也就是说该区域内扇叶和背景的影像虽然混合了,但其平均亮度依然为背景亮度的20.8倍,因此很容易把该区域和背景区分开。

5.jpg

换作背景明亮,扇叶较暗的情况,设背景亮度为10,扇叶亮度为0.1,此时旋转区域的平均亮度为(10*4+0.1*1)/(4+1)=8.02,10/8.02约为1.25,难怪叶片根本就看不到!

折腾了半天我的小风扇,终于可以说到主题了!Invisible Aircraft !

假如把叶片想象成一架飞机,或者说把一架直升飞机想象成只有螺旋桨也能飞,那么这自然就是一架“隐形”飞机,从“隐形”的角度上来看会遇到两个问题:
  
1. 叶片中间的转子不会消失(圆滚滚的那一坨)
2. 当背景较暗时,如果有灯光照在飞机上会比较容易被发现

    先解决第一个问题,假如我们的视野在旋转轴线上,通俗点说从上往下看,当机身设计成如下图所示时,机身沿着回转轴线旋转会使视野内的每一个点都会交替出现机身—背景,而不会出现前述的风扇转子那样的“死点”

6.png

从侧面来看的话,要保证没有“死点”则需要机身同一圆周上的点沿轴向上下波动
7.png

类似于一个去了芯的扇叶
8.png

考虑在图示位置加上喷气引擎以提供动力

9.png
用途:由于机身任意一点处都处于高速回转运动,所以必须不能载人,适合做侦察机,可配备高速摄影设备,以便镜头在随机身高速旋转时也能拍到清晰地图像。
第二个问题我是这样一个思路:给机身图上吸光性最好的材料!那么即使你在黑暗中用光照射到飞机,它也不至于将光线全权发射回来,从而跟背景更好的融为一体。
    
    关于飞行器如何实现各种动作(比如前进)等动力学问题,以及无线电遥控,空气动力学,续航等更为专业和复杂问题,小淡就莫能探讨了,还请各位大神给出高见,我就抛砖引玉,到此为止啦!
    总而言之,我的中心思想就是:“隐形”飞机是可以造出来的!
+1  科创币    hsldlee    2013/03/08 为辛苦制图加分
+80  科创币    玄明    2013/03/24 很好的思路,希望能继续发挥下去。
来自:综合交流区 / 极客DIY
45
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~~空空如也
冒牌淡水鱼 作者
11年10个月前 IP:未同步
505527
终于把图弄好了!虎哥说了,提问坏处多!
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冒牌淡水鱼作者
11年10个月前 IP:未同步
505597
回 5楼(赤色强袭) 的帖子
雷达隐形技术一直是有的,我只是想探讨一下视觉隐形这个东东,其实完全不矛盾啊,两者并行,雷达隐形+视觉隐形,只要两种技术不冲突
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冒牌淡水鱼作者
11年10个月前 IP:未同步
505602
回 7楼(power_rdx) 的帖子
任何技术在特定场合都会有用,比如要侦查某个空军基地,传统的高空侦查拍下的可能只是停机棚,里面停的什么飞机并不知道,但是如果我能够视觉隐形,我就可以低空近距离观察,甚至飞到停机棚里去而不被发现,当然要求同时具备雷达隐形技术和控制飞行噪声在一定水平。只是举个例子,power君可以尽情发挥你天马行空的想象力
-5
科创币
jrcsh
2013-03-07
你的想象是好的,但是物理理论是误导的
+7
科创币
hsldlee
2013-03-08
想想不是错。。虽说我觉得不是俺们这辈人能看到的科技】
+10
科创币
十九
2013-03-24
其实如果是近距离间谍活动的话,仿生或直接生物技术会好得多,也是现在的发展方向
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冒牌淡水鱼作者
11年10个月前 IP:未同步
505686
回 13楼(kokming999) 的帖子
起飞用专门的机架,可随飞机一同回转,当达到一定转速后飞机起飞,脱离机架。
行进原理如下图:
       飞机配备四个双向喷管(1-4),此时飞机逆时针旋转(左图黄色箭头方向),若要飞机向右行进(蓝色箭头),只需当相对两喷管(左图为1、3)与行进方向平行的前后一小段时间向其相反方向喷出气流,给飞机一个向右的动能,而另外两喷管此时加大喷射气流,补偿回转力矩,使飞机一边旋转一边平移到图右位置时,2、4与行进方向平行,此时它们重复1、3之前的动作,如此往复
12.png
另发这贴的目的仅是为了和各大神探讨一下肉眼隐形这个东西的可不可能,至于实用价值,见仁见智,对小淡来说,隐形飞机是一个不可磨灭的科幻情节,属于构想一下就能感到快乐的范畴,对于军事理论和实战方面的问题我毫无研究。
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冒牌淡水鱼作者
11年10个月前 IP:未同步
505745
回 19楼(自由的野牛) 的帖子
嗯,能理解你的意思,只要没“死点”,都能做到和背景融合[s:272]
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冒牌淡水鱼作者
11年10个月前 IP:未同步
505746
回 18楼(power_rdx) 的帖子
power君想法很不错,我得说我YY这个飞机的初衷真不是用于军事侦察,就是傻傻的想让一个飞行器看不见[s:272]
+5
科创币
十九
2013-03-24
想法是可以的,只不过真心没法用于军事就是。说不定可以用在其他地方呢是吧
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冒牌淡水鱼作者
11年10个月前 IP:未同步
506284
我得把用于军事侦察那个删除了~本来只是举个例子,没做功课各种丢人现眼[s:222]
+5
科创币
十九
2013-03-24
没事儿,多想想是好事儿。专门还做个图
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冒牌淡水鱼作者
9年9个月前 IP:重庆
759726
引用 盛世大唐:
貌似中间的转轴还看见啊
图上的转轴仅供视觉参考,文字中有说清楚
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