השימוש במיקרואלקטרוניקה בפיתוח מכשירים חכמים יותר

מבוא למיקרואלקטרוניקה במכשירים Explosive

מיקרואלקטרוניקה שינתה את העיצוב והתפקוד של מכשירי נפץ, המאפשרים רמות חסרות תקדים של דיוק, בקרה והתאמה. על ידי הטמעת מעגלים אלקטרוניים זעירים לערעור, כלי הריסה ומערכות אבטחה, מהנדסים עברו ממנגנוני טיהור מכניים או כימי בלבד לפלטפורמות חכמות, ניתנות לחיזוי.אבולוציה זו משפיעה על פעולות צבאיות, יישומים תעשייתיים, בטיחות הציבור ברחבי העולם.

המונחים היסטוריים

המסע ממזגים פשוטים ועד למניפסט אלקטרוניים מתוחכמים משתרע על פני יותר ממאה שנים. מכשירים נפץ מוקדמים מסתמכים על תקפיות של ⁇ , זמני פתי, או סטיות חשמליות באמצעות חוטים פשוטים.המצאת הטרנזיטור ב-1947 ופיתוח של מעגלים משולבים ב- 1960s, הניח את הקרקע עבור מערכות בקרה מקוטבות על ידי ה- 1970s, תוכניות מחקר צבאי החל להטביע את ה-SCRICCRS, ולאחר מכן, כדי לשפר את הדיוקן של טילים מודרניים, לאחר מכן, לאחר מכן, מיקרוסקופיים של לוחמה מיקרו-אלקטרוניקה, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, מיקרוסקופית לוחמה מיקרו- מיקרוסקופית לוחמה אלקטרונית, לאחר מכן, לאחר מכן, החל ל- מיקרוסקופית של מנגנוני בקרה אלקטרונית, לאחר מכן, לאחר מכן, החל מנגנוני בקרה מיקרו-קויים של מנגנוני בקרה מיקרו-קויים של מנגנוני בקרה מיקרו-אלקטרוניקה-אלקטרוניקה-מקודמתיקים, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, החל ל-קו את ההופכים את ה-קומים מדויקים, לאחר מכן, לאחר מכן, החל לוחמה מיקרו-מקודמתיקים אלקטרוניים מופעלת של מערכות בקרה אלקטרונית באופן מלא, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן

טכנולוגיות ב- Microelectronic Explosive

מיקרו-בקרים וחיישנים

בלבו של כל מכשיר נפץ חכם הוא מיקרובקר - מחשב קומפקטי על שבב יחיד אשר מעבד קלט מחיישנים שונים ולבצע אלגוריתמים של הזיהומים. ⁇ אלה ניתן לתכנת כדי הזרוע רק כאשר תנאים סביבתיים ספציפיים נפגשים, כגון גובה, האצה, לחץ ברומטרי, או חתימה שדה מגנטית.

מודול תקשורת אלחוטי

טכנולוגיה אלחוטית מאפשרת שליטה מרחוק, ניטור מעמד, ו העברת נתונים בין מכשירים וחומרי נפץ.רדיו- ⁇ (RF) מודולים, Bluetooth Low Energy, ואפילו רשתות סלולריות משמשים לפקד ובקרה.ביישומים צבאיים, קישורים מוצפנים RF מאפשרים לחיילים לזרוע או להשבית מכשירים נפץ מאולתרים (IEDs) ממרחק תעשייתי בטוח.

מקורות אנרגיה וקצירת אנרגיה

מכשירים לייצור חומרי נפץ מיקרואלקטרוניקה דורשים מקורות אנרגיה אמינים שיכולים לשמור על פונקציונליות לתקופות מורחבות. סוללות ליתיום מסורתיות נפוצות, אבל טכנולוגיות חדשות של אנרגיה-הארכיטינג מתפתחות.לדוגמה, מכשירים יכולים למשוך אנרגיה מרטטים ממתחרים, ⁇ תרמיים, או אפילו אותות רדיו- ⁇ . חלק מהפליעת הטילים משתמשים גנרטור קטן המופעל על ידי זרימת אוויר במהלך טיסה.

תכונות מפתח ו Capabilities

מיקרואלקטרוניקה מעניקה למכשירי נפץ עם מספר תכונות קריטיות שמשפרות את היעילות התפעולית:

• (FLT:0) מיקוד: FLT:1 מיקרובקרים מעבדים נתונים מחיישנים מרובים כדי לעורר דהוק רק כאשר קריטריונים ספציפיים עונים.זה מפחית נזק collateral ולהגדיל את שיעורי ההצלחה של המשימה.
• (ב) שליטה במניעה: 1FLT) יכול מפעילי הזרוע, התפוררות, או פיזור פיקוד ממקומות מאובטחים, שיפור משמעותי של בטיחות עבור כוח אדם רחוק-שליטה גם לאפשר משימה של דקות האחרונות, אם יש צורך.
• (ב) תגובות חיוביות:0 (FLT:1) מערכות חכמות יכולות לשנות את התנהגותן בזמן אמת.לדוגמה, מכרה יכול לזהות רכב מול אדם ולהתאים את דפוס הפיצוץ בהתאם, או פצצה יכולה להרוס את עצמם אם נמס עם.
• (בקיצור:0) אלקטרוניקה של שרינקינג (Synkingאלקטרוניקה) מאפשרת למכשירי נפץ להיות מוטבעים בחפצים קטנים – כגון מזל"טים, פגזים ארטילריה, או אפילו כלי מילואים – ללא הקרבה פונקציונליות.
• (FLT:0)Programmancy:FLT:1 עדכוני תוכנה יכול לשנות את ההיגיון של המכשיר, המאפשר פלטפורמה חומרה אחת לשרת משימות מרובות.מודולריות זו מפחיתה לוגיסטיקה ועלויות.
• (FLT:0) הזנת נתונים וטלמטורי: מכשירים 1FreaLT יכולים להקליט נתונים לפני ואחרי-דה-הדה-הפצה, אשר אינו ניתן לערעור לניתוח לאחר-העברה, הכשרה ושיפור המערכת.

יישומים ברחבי המגזרים

צבא והגנה

המגזר הצבאי נשאר הנהג הגדול ביותר של טכנולוגיית חומר נפץ מיקרואלקטרוניקה. תחמושת מונחה מראש (PGMs) כגון Joint Direct Attack Munition (JDAM) להשתמש GPS ומערכות הדרכה לא-מתואר כדי להשיג דיוק בתוך מטרים. מכרות חכמות יכולים להבחין בין חבר ואויב, באופן אוטומטי deactivate לאחר תקופה מוגדרת, ולתקשר עם מרכזי פיקוד עם רימונים עם מטושטשים אלקטרוניים המאפשרים ועיכובים מתקדמים יותר.

הכחשה תעשייתית ומינויה

הריסת מבנים, גשרים ומבנים אחרים מסתמכת על תזמון מדויק וריצוף של מטעני נפץ.מיקרואלקטרוניקה detonators לספק דיוק רב-צדדי, המאפשר למהנדסים ליצור דפוסי התמוטטות המפחיתים את הנזק למבנים הסמוכים.בכרייה, מערכות החניכה האלקטרוניות משפרות את פירוק הסלע, להפחית את הפרידה, ולשפר את בטיחות העובד על ידי מתן חברות מרוחקות כמו Orica ו- Dyno מציעים מערכות פיצוץ אלקטרוניות המספקות מסיכון לעיכובים ותאונות דרכים לאלקטרומגנטיות - גם מתחום האלקטרומגנטיות ישנות יותר.

ביטחון וטרור נגד

רשויות אכיפת החוק ויחידות לרשות פצצה להשתמש בכלי רכב המופעלים מרחוק (ROVs) מצוידים בשיבושים מיקרואלקטרוניקה כדי לנטרל מכשירים חשודים. explosive אוdnance (EOD) חליפות משלבות חיישנים חכמים כדי להעריך איומים ופעולות של סילוק מדריך.בנוסף, מיקרואלקטרוניקה מאפשרים פיתוח של מכשירים לא-ל-לכאורה עבור בקרת קהל או הפרה, שבו דיוק הוא הכרחי כדי למנוע אבדות בלתי-מכוונות, או פעולות טרור.

יתרונות ואתגרים

יתרונות

• (ב) ,0) דיוק משוחרר: FLT:1, מקטין את הנזק הצדדי ומשפר את יעילות המשימה.
• (ב) ,0) ,הבטחון הנידון: 1FLT 1, פעולה מרחוק וניתן לכרות את הכריתות לפני או לא.
• (ב) ניתן לבצע מחדש את הגמישות המבצעית:0) באמצעות תוכנה (FLT:1) או לעדכן אותה מחדש.
• (FLT:0) תובנות נתונים: ⁇ FLT:1 Telemetry מאפשר ניתוח ביצועים ושיפור מתמשך.
• (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אתגרים

• (FLT:0) פרצות של אבטחת מידע: ibph:1); מכשירים חכמים רגישים לפרוץ, ליזום, ליזום או לחידוש זדוני. An ⁇ יכול לפרק או להפנות תחמושת חזקה.
• (FLT:0) אמינות אלקטרונית: 1FLT:1 Batteries יכול להיכשל, חיישנים יכולים לסחף, מעגלים יכולים להיות פגומים על ידי הלם או טמפרטורות קיצוניות.
• (FLT:0) חששות משפטיים ומשפטיים: קבלת החלטות אוטונומית 1:1 בהתקני נפץ מעלה שאלות על אחריות ואפליה על פי המשפט ההומניטרי הבינלאומי.
• (FLT:0) Cost:BuildFLT:1) מרכיבים מיקרואלקטרוניקה מתקדמים להגדיל את עלויות הענישה, אם כי חיסכון מנזקים נמוכים ושיפור שיעורי ההצלחה לעתים קרובות מקלקלים את זה.
• (FLT:0) חישובים: FLT:1 כמו חומרי נפץ חכמים proLiferate, אז לעשות מול-מחדש טכנולוגיות נפץ (C-IED) כולל מערכות לוחמה אלקטרונית שיכולות לנטרל אותם.

שיקולים אידיאולוגיים ומוסריים

התפשטותם של מכשירי נפץ חכמים הביאה למאמצים רגולטוריים בינלאומיים. מתייחסות כגון האמנה על נשקים מסוימים (CCW) לטפל בנושאים של מערכות נשק אוטונומיות ושרידים נפץ של מלחמה. תקנות לאומיות למשולות את המכירה, העברה ושימוש במניונים אלקטרוניים ורכיבים קשורים.הוויכוחים האתיים על משלחת קבלת החלטות קטלניות למכונות. בעוד שמערכות הנוכחיות עדיין כרוכות בשליטה אנושית-ה בשליטה בינלאומית, במיוחד במנגנוני מנגנוני לוחמה בין-AIF: 0:1-אופטיים בעלי מגבלות צבאיות מנגנונים משפטיים ומנגנונים משפטיים עצמאיים.

תחזית עתיד

עתידם של מיקרואלקטרוניקה במכשירי נפץ יתעצב על ידי בינה מלאכותית, למידת מכונה ורשתות מתקדמות.מערכות עתידיות עשויות לכלול אלגוריתמים קוגניטיביים שיכולים להתאים לאיומים חדשים, לתאם את החריצים של תחמושת, או לבחור מטרות באופן עצמאי בהתבסס על כללים מתקדמים מראש שאושרו על ידי מנגנוני אבטחה אוטונומיים: ACED ימשיכו לפעול במהירות היתוך מאובטח ללא הגבלה על קישור מרכזי לאנרגיה שיכולה לאפשר להישאר עבור שנים רדום ונדרשים, כמו גם מנגנונים מאובטחים מאובטחים לאבטחה עצמית, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם מנגנונים מאובטחים מאובטחים מאובטחים, כגון מנגנוני אבטחה מאובטחים מאובטחים מבוססי אבטחה.