Une photographie de l'échantillon fabriqué. Crédit :AIO
Des chercheurs de l'Institut d'acoustique (IOA) de l'Académie chinoise des sciences ont conçu et fabriqué un manteau de tapis acoustique sous-marin en utilisant l'acoustique de transformation, une première scientifique. La recherche a été publiée en ligne dans Rapports scientifiques le 6 avril.
Une cape acoustique est une enveloppe matérielle qui peut contrôler la direction de propagation des ondes sonores pour rendre une cible indétectable dans un système acoustique. Le manteau de tapis modifie la signature acoustique de la cible et imite le champ acoustique obtenu à partir d'un plan réfléchissant de sorte que la cible masquée ne puisse être distinguée de la surface réfléchissante.
Le domaine de l'acoustique de transformation se concentre sur la conception de nouvelles structures acoustiques. Il montre comment contrôler la propagation des ondes acoustiques. Les paramètres de la coquille de la cape peuvent être donnés par l'acoustique de transformation.
Cependant, dans la plupart des cas, ces paramètres sont trop complexes pour une utilisation pratique. Pour résoudre ce problème, YANG Jun et son équipe IOA ont adopté un facteur de mise à l'échelle et simplifié la structure de la cape de tapis avec seulement une faible différence d'impédance. L'équipe de recherche a ensuite utilisé des couches de plaques de laiton comportant de petits canaux remplis d'eau pour construire la cape modèle. Ce matériau possède une densité de masse anisotrope efficace dans les régimes de grande longueur d'onde.
Simulations numériques du manteau de tapis sous-marin. Crédit :AIO
La structure du manteau de tapis, composé de plaques de laiton en couches, est donc simplifiée au prix d'une certaine adaptation d'impédance. "Le manteau de tapis a une taille de cellule unitaire d'environ 1/40 de la longueur d'onde, le rendant capable de contrôler les ondes acoustiques sous-marines dans l'échelle des sous-longueurs d'onde profondes, " a déclaré YANG Jun.
Le manteau de tapis proposé a montré de bonnes performances dans les résultats expérimentaux sur une large gamme de fréquences. Dans les essais, une courte impulsion gaussienne se propage vers une bosse cible recouverte de la cape du tapis ; l'onde diffusée revient alors dans le sens de la rétrodiffusion. L'objet masqué imite avec succès le plan réfléchissant et est imperceptible à la détection sonore.
