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宾夕法尼亚州立大学帮助海军学习“可能性的艺术”

通过宾夕法尼亚州立大学|2015年12月29日

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它的科学家已经开发出了“反鱼雷”——类似于爱国者导弹的海上拦截弹。

他们正在设计导航系统,让水手和士兵在GPS无法使用的情况下知道自己在哪里。

他们正在研究一种由铝粉和海水制成的燃料,这种燃料可以让无人驾驶车辆在搜寻敌方地雷时在深海停留更长时间。

这项工作——大部分是最高机密——在宾夕法尼亚州立大学主校区的一栋普通建筑里进行,应用研究实验室进行了超过2亿美元的研究研究每年,大部分都给了海军。

“我们帮助政府弄清可能性的艺术,”副执行主任艾伦·松斯特比(Allan Sonsteby)在实验室总部说。实验室总部是一座砖房,紧挨着宾夕法尼亚州州立学院(State College)的大学发电厂。

科学家们最近设计了一种新型攻击型潜艇的推进系统。他们面临的挑战是让刀片在水中切割时尽可能无声无息。

“潜艇王冠上的明珠是它们能有多安静,”退休海军中将、该实验室主任保罗·e·沙利文(Paul E. Sullivan)说。“噪音是死亡。”

进入实验室需要经过严密的安检。电话必须放在门口。

加菲尔德托马斯水下隧道是世界上最大的水下隧道之一,工人们正在测试潜艇螺旋桨和其他设备。最近的一个下午,一名游客被禁止进入隧道内部,那里有10.6万加仑的水可以以每秒60英尺的速度流过。

机密测试正在进行中。

美国的13个大学附属研究中心诞生于第二次世界大战,当时美国领导人希望在科学家和军方之间建立更紧密的关系。

宾夕法尼亚州立大学的实验室响应了海军的号召。

大约十年前,这个请求是:你能杀死来袭的鱼雷吗?海军希望能更好地保护自己的航空母舰,每次有6000人的城市在海上航行数月。实验室的反鱼雷出来了。第一次是在2012年乔治·h·w·布什号航母上。

后来,他们被添加到西奥多·罗斯福号航母上,这艘航母最近登上了宾夕法尼亚州立大学的校友杂志,因为有十多名校友在舰上工作。

该应用研究实验室雇佣了1200人,其中包括几百名学生。沙利文向宾夕法尼亚州立大学负责研究的副校长汇报。许多实验室员工也教书。

其他学科的教授有时也会走出教室为海军做研究。一位研究其他文化如何学习的文科教授正在帮助海军了解年轻水兵如何获得知识。

“他们在19、20岁的时候就发射了价值7500万美元的飞机。他们不能犯错,”沙利文说。他在军队服役34年,于2014年加入宾夕法尼亚州立大学。

松斯特比说,该实验室还在经济上帮助国防部。他说,该公司用于打磨铆钉(联合攻击战斗机上使用的紧固件)的自动化工艺预计将为军方节省数亿美元。每架飞机有44000颗铆钉;它们以前是手工打磨的。

Sonsteby说:“钉一个铆钉以前需要三分钟,现在不到一分钟。”

有些工作是不保密的。当美国海军宣布计划在2017年之前将3d打印机安装在航空母舰上以制造舰艇部件时,增材制造实验室就加快了步伐。

“我们很快就接到了一个电话,说‘救命’,”实验室联席主任、机械和工业工程教授蒂姆·辛普森(Tim Simpson)说。

辛普森说,3d部件可以更轻、性能更好、更复杂、更便宜。

有些工作是为非军事实体做的。

他说,该实验室通过3d打印机制造的钛髋关节植入物帮助患者更快地恢复,因为骨头可以长进去。

宾夕法尼亚州立大学的佩古拉冰场部分是在应用科学大楼设计的,它是一个10乘10英尺的沉浸式3d“洞穴”,带有屏风墙。赞助人特里·佩古拉和他的妻子参观了虚拟的竞技场,指出了他们想要看到的变化。实验室研究助理艾琳·罗特霍夫(Eileen Rotthoff)说,他们要求将俯瞰社区溜冰场的二楼墙壁改为玻璃,以便人们可以观看滑冰者。

她说,宾夕法尼亚州立大学节省了近50万美元,因为建筑师可以在虚拟阶段对建筑进行调整。

同样的技术也帮助位于佛罗里达州基韦斯特的南联合跨部门特遣部队。,侦查非法毒品交易。该军事机构监管4200万平方英里的海洋。四名宾夕法尼亚州立大学研究实验室的科学家在这栋大楼里工作。

科学家们上传大量的数据集——比如船只、潜艇和飞机的位置——然后以3d的形式查看它们,寻找异常。

“如果你看着桌面上的一百万个点,你只会看到一个大斑点,”罗特霍夫说。“在这里,你可以穿过它们。”

为了演示,她上传了进出洛杉矶机场的航班数据。屏幕上五颜六色的点和线显示出飞机不飞的空隙。

“你知道世界上最好的探测异常的系统是什么吗?”Sonsteby说。“你的想法。”

实验室位于沃明斯特,占地30英亩,中心是一座几乎没有窗户的建筑,有圆形屋顶和特殊的照明,所有的条件都是为了消除外界的噪音或振动。它的电力由附近一座独立的建筑产生。

“这样做的原因是我们可以做最精确的导航工作,”主任赫伯·塞利格曼说。

在宾夕法尼亚州立大学1996年收购的这个网站上,目前的一些研究集中在“可靠导航”上,即如何在没有GPS的情况下,从已知的位置开始,使用各种传感器来找到一个位置。

宾夕法尼亚州立大学和其他大学的学生在实验室实习,有时也在那里找到工作。

“我们的目标是帮助士兵和海员知道他们在哪里,并有效地完成他们的工作,”德雷克塞尔大学毕业生、电气工程师、33岁的戴夫·雷丁顿(Dave Redington)说,“所以,我认为,这是一项崇高的事业。”


了下:航空+国防


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