MEMS的军事运用及其前景探索

MEMS 的军事运用及其前景探索

石璇 肖丽

浙江水利水电学院 浙江杭州 310018

摘要：随着时代的发展与科技的进步，互联网各种技术的出现，让电渐渐的成为了不可或缺的“生活必需品”。同时，很多新兴产业也在渐渐成熟,而这些新的产业、新的技术也让我们看到了技术运用在我们生活中的可能性。一个国家的军备力量，在很大程度上代表了一个国家的综合实力，所以这些先进技术在军事上的运用就显得尤为重要。而在20世纪末期出现的MEMS在很大程度上，带电气行业走上了一个新的高度。

关键词：MEMS 军事 应用 前景

1.绪论

在20世纪80年代中后期渐渐提出的MEMS这个新品种，也让我们对于电和电路有了新的认知，也看到了更广阔的一片天地。同时微电机技术也让我们很多的由于技术问题未能实现的想法得到了解决。可以说微电机的出现，在一定程度上解决了我们很多问题。

国际电工技术委员会是这么对微电机定义的：微系统是微米量级内的设计和制造技术，它集成了多种元件，并适合于低成本大批量生产。所以说，微电机的主要核心技术在于元器件的微小化以及其机械运作的能力上。“微米量级”应该算是微电机的主要特色，同时微电机的“微”也是取自这个理由。同时微电机在很多器械中所需要的量是很巨大的，而它的适合于低成本量产也让其的成本降低，可以更好的运用在各种基础设备中去。

2.军事运用的优势和劣势

首先，最直接的优势就是它的体积微小，可以在很多人类无法触及或者完成的地方代替人类的存在并完成预判和执行任务，而且可以运用在各种机械元件里。现今社会，随着科技的发展，越来越多更小的空间被我们发现，但是作为人类我们很难直接接触的“狭小”空间，确是可以被“微电机类”机械产品所成功开辟的地方。

然后，体积小也就意味着成本小，相对来说市场就会扩大，也就是微电机的最大优势。而且，微电机的生产难度不是很大，IC电路已经发展了有一段时间了，技术也较为成熟，也有较强的市场竞争力，可以在一定程度上代替一些需要更高精尖技术的产品。

但是有优点就有缺点，微电机的大小决定了最后的装备困难、绝对误差小但是相对误差大，还有适用的材料单一（以单晶硅为主），三维加工能力不足等问题。有优势就会有对应的劣势，优点在其他的方面就可以成为缺点。但是我认为对于微电机这项技术，瑕不掩瑜。我们能做到的就是尽量扩大微电机的特点优势，让优势大过劣势，完备微电机的应用市场。况且正是这些劣势的存在，让微电机有了更多的进步空间。

3.应用举例及其军事运用

美国analog debices公司生产用于汽车安全气囊系统的集成惯性传感器。这已经是早期利用微电机完成的安全措施，但是可以映射到现今的军事安全上，也就是在各种交通工具的安全系统。其实这项技术的主要难点就是信号处理系统和机械部件的微缩以及运用在实际的交通工具上。但是，随着这项技术的逐渐成熟也意味着在真正的战场上可以避免很多由于交通事故产生的没有必要的伤亡。或许有很多人会觉得在战争中这些所谓的“行车安全”并不是很重要，但其实正是这些小的部分决定了生死，我们应该注意这些最浅显的问题，然后一一改进，从各个方面提高我们国家的军事水平，使国家军事水平更加强大。

MEMS微陀螺技术，主要是用来测量角速度的微传感器，并且广泛与运用到军用市场，如航空航天的惯导、军用弹药引信、汽车安全及智能控制、以及新兴的移动可穿戴设备、智能设备。从上面很简单的可以看出，微陀螺技术可以用于各个军种的很多方面，航空航天的惯导其实算自动飞行中非常重要的一个环节，也就是核心飞行技术，而微电机的内部结构决定了惯导的准确度和反应速率，相对应来说就是决定了一个航天飞行器的性能。而引信也是同样的作用，在导弹飞行过程中预判得以更准确的打中目标。据最新有关消息得知，微陀螺技术已经非常先进到可以预判别人的预判然后进行新的攻击，也就是微陀螺内部的电路系统和机械系统以及各种接收器有更完整的线路连接。MEMS微陀螺技术大多的应用其实都相对军事，也是在军事需要之下对应发展出来的一个专业。

而有微陀螺技术，相对应的也就有MEMS机器人技术，它主要已实现的有结构梁、薄膜、铰链、微夹钳和微型链传动机构……这些形式，目前主要运用在军事、生物化学、微观尺度分子组装等方面。微机器人因为在尺寸上较小，虽然拥有微电机相对应的缩小系统，但是能实现的任务还是比较单一的，而且主要功能集中于采集信息和传递信息，对于外界的改造能力相对较小，体积小也有一定原因。

4.针对作战分析

首先，在现代战争中，最关键的一个前期准备工作就是作战数据采集，敌方和我方的兵力排布、重型武器配备、交班规律等等，都是需要数据输入的，也就是我们传统意义上所说的探测器的工作。其实在最早的时候，这些工作都是有专门的侦察兵所完成的，但是随着科学技术的发展，这些基础的工作渐渐的可以利用摄像头甚至更高级的就是现在出现的MEMS技术实现，不需要我们再“亲力亲为”了。

前面是对于总体作战形式上的改变以及发展，然后还有对于各个方面的，我认为影响最大的其实应该是在单兵作战的方式上。其实单兵作战的形式很像一台台微电机，就是检测、判断和操作调试。而微电机存在于特种兵的身上也让他们减轻了很多负担或者说压力。人不能保证自己的判断是全部不出纰漏全对的，但是机器可以做到，说一不二，孰是孰非非常清楚。所以微电机的出现一定程度上的提高了单兵作战的效率和准确度，在有强大电子武器的面前，聪明人都会选择相信不会出错的机器。

5.发展前景

微电机是未来武器中最精华的部分，同时现在世界都在研发各种形式的微型传感器，而且国外已经抢先将这些传感器送上了太空，在运载火箭以及卫星的运作中，微电机其实可以为这些产品的运行减少很多能耗。同时在导弹方面，微电机惯性传感器用于灵巧钻头和钻地弹头中，其抗震能力足以使其能够做到弹头钻入地下后，仍能对其制导、控制并引爆。而且微电机的制造技术中光刻、涂胶和喷漆都非常容易实现，还有现今对硅加工的能力提高，微电机产品的质量也飞速提高了。

6.总结

对于现在的我们来说，微电机其实还算是新兴行业，依旧还有很多功能没有完全的实现真正的“微”化，等待着我们来开发。但是微电机已经出现的一些应用已经可以做到在很大程度上，改变人们的生活了。这些案例反应出了微电机的市场潜力巨大，前景非常好，随着国家的支持，各项先进技术都在积极紧张的开发中，也有一定的行业优势。同时我们也要努力成为尖端研发者之一，让微电机在更多方面都可以完善的运用。

参考文献

《MEMS技术及应用》 蒋庄德等著

《微电机基础》 （美）Chang Liu著

《MEMS技术现状于发展前景》谷雨

《国外MEMS技术的现状及其在军事领域的应用》亢春梅 曹金名 刘光辉

《我国电气工程及其自动化的发展现状与前景探析》孙萌