Modern savaş alanları artık sadece mermilerin değil, görünmez sinyallerin de çarpıştığı bir yer. Bir İHA (İnsansız Hava Aracı) için en büyük tehlike her zaman füze değildir; bazen düşmanın gönderdiği güçlü bir elektronik karıştırma sinyali (Jamming), aracın düşmesine veya kontrolünün kaybedilmesine neden olabilir.
Bu görünmez elektronik fırtınadan korunmak için İHA'ların bir "zırha" ihtiyacı vardır. Ancak bu zırh çelikten olamaz, çünkü uçmak için hafiflik şarttır. İşte bu noktada malzeme biliminin süper kahramanı devreye girer: Karbon Nanotüpler (CNT).
Bu yazıda, saç telinden binlerce kat ince olan bu tüplerin, devasa askeri İHA'ları elektronik saldırılara karşı nasıl koruduğunu inceliyoruz.
Evinizdeki radyonun yanına cep telefonu yaklaştırdığınızda duyduğunuz cızırtıyı hatırlayın. İşte bu basit bir Elektromanyetik Girişim (EMI) örneğidir.
Ancak bir İHA için durum çok daha ciddidir. İHA'nın beyni (uçuş kontrol kartı), gözleri (kamera ve sensörler) ve kulakları (GPS ve iletişim modülleri) hassas elektronik devrelerden oluşur. Düşman, yüksek güçlü elektromanyetik dalgalar göndererek bu devreleri "sağır" edebilir veya yakabilir.
Eskiden bu hassas cihazları korumak için kalın alüminyum veya bakır kutular (Faraday Kafesi) kullanılırdı. Ama bu malzemeler ağırdır ve İHA'nın uçuş süresini kısaltır.
Karbon nanotüpler, karbon atomlarının altıgen (petek) şeklinde dizilerek silindir haline gelmiş halidir. Bu yapı onlara iki muazzam özellik kazandırır:
İnanılmaz İletkenlik: Bakırdan daha iyi elektrik iletebilirler.
Ultra Hafiflik ve Dayanıklılık: Çelikten sağlam ama plastikten hafiftirler.
Mühendisler, bu nanotüpleri İHA'nın gövdesini oluşturan kompozit malzemelerin (örneğin plastik veya epoksi) içine karıştırır. Sonuçta ortaya çıkan malzeme, "iletken bir plastik" gibi davranır.
CNT ile güçlendirilmiş bir İHA gövdesi, aslında uçan, yekpare bir Faraday Kafesi'ne dönüşür.
Yansıtma: Düşman bir karıştırma sinyali gönderdiğinde, bu sinyal İHA'nın yüzeyindeki iletken karbon ağa çarpar. Tıpkı bir aynanın ışığı yansıtması gibi, bu ağ da elektromanyetik sinyali geri yansıtır.
Soğurma: Yansımadan kaçıp içeri girmeye çalışan sinyaller ise nanotüp ağının karmaşık yapısı içinde kaybolur ve ısıya dönüşerek etkisiz hale gelir.
Böylece İHA'nın içindeki hassas elektronikler, dışarıdaki elektronik kaostan tamamen izole edilmiş, güvenli bir fanus içinde çalışmaya devam eder.
Karbon nanotüplerin İHA'larda kullanımı teorik bir çalışma değil, sahada uygulanan bir gerçekliktir.
Normalde uçak içindeki kablolar, sinyal karışmasını önlemek için bakır örgülerle sarılır. Bu, büyük bir İHA'da kilolarca ekstra ağırlık demektir.
CNT Çözümü: Kablolar, içine karbon nanotüp karıştırılmış ince bir polimer film ile kaplanır. Bu yöntem, bakır örgülere göre %60'a varan ağırlık tasarrufu sağlar. Hafifleyen İHA, daha fazla mühimmat veya yakıt taşıyabilir.
Elektromanyetik kalkanlama ile yıldırım koruması benzer prensiplere dayanır. Bir İHA fırtınalı havada uçarken yıldırım çarpmasına maruz kalabilir.
CNT Çözümü: İletken CNT kaplı gövde, yıldırımın yüksek enerjisini tek bir noktada toplamak yerine, tüm gövde yüzeyine yayarak güvenli bir şekilde statik deşarj püsküllerinden (kanat uçlarından) atılmasını sağlar. Elektronik beyin yanmaktan kurtulur.
Eskiden sensörler metal kutulara konup gövdeye vidalanırdı.
CNT Çözümü: Artık 3D yazıcılar ile CNT katkılı malzemeden sensör kutusu basılabiliyor. Bu kutu hem yapısal bir parça hem de elektromanyetik bir kalkan görevi görüyor. "Parça içinde fonksiyon" dönemi başlıyor.
Karbon tüplerin sırrı, "boyutunda" değil "işlevindedir". Gözle görülemeyecek kadar küçük bu tüpler, bir araya geldiklerinde İHA'ların etrafında aşılmaz bir elektromanyetik duvar örer. Geleceğin savaşlarında hayatta kalacak olan İHA'lar sadece en hızlı olanlar değil, elektronik harp ortamında "zihinsel bütünlüğünü" koruyabilenler olacaktır. Karbon nanotüpler, bu korumayı sağlayan en hafif ve en etkili teknolojidir.
