Czy wiesz, że przycisk zapłonu na zapalniczce ma tę samą zasadę, co wyłącznik zapłonu kuchenki gazowej, zapalnik spustowy łuski i ważne urządzenie atomowej łodzi podwodnej.
Zacznijmy od atomowych okrętów podwodnych.
Najdalszy dystans komunikacyjny dla ludzi to Voyager 1, który wyleciał z Układu Słonecznego, który jest obecnie oddalony od Ziemi o 20,6 miliarda kilometrów (stan na 5 grudnia 2016 r.); najdalsza odległość wykrywania to te galaktyki oddalone o miliardy lat świetlnych.
Jednak atomowe okręty podwodne kosztują ponad miliard dolarów. Znajdują się na głębokim morzu, a odległość, którą „widzą” i odległość komunikacyjna między sobą, są liczone w metrach.
Używanie „krótkowzroczności” to zdecydowanie za mało, aby opisać krótkowzroczność okrętów podwodnych na morzu. W porównaniu z wykrywaniem fal elektromagnetycznych na lądzie, okręty podwodne na morzu są naprawdę „ślepe”.
Wiele osób zastanawia się, dlaczego ludzie weszli w XXI wiek, dlaczego podwodne wykrywanie i komunikacja podwodna są nadal tak prymitywne i zacofane? Nie możesz użyć fal elektromagnetycznych o specjalnym paśmie częstotliwości? Dlaczego wciąż musimy używać fal dźwiękowych jak nietoperze?
Po co używać fal dźwiękowych?
Oczywistym jest, że na bardzo czystym morzu słońce może sięgać najwyżej 200 metrów pod powierzchnię morza. Rośliny istnieją. Jeśli znajduje się w silnie zanieczyszczonym obszarze morskim, światło słoneczne sięga około 1 metra pod wodą.
zdjęcie
Czy pamiętasz, jak podczas pływania widzisz pod wodą?
Światło jest rodzajem fali elektromagnetycznej. Jeśli penetracja światła w wodzie jest tak słaba, to inne fale elektromagnetyczne, takie jak różne fale radarowe, nie są dużo lepsze.
Dlatego szkoda, że chociaż ludzie potrafią wykrywać za pomocą radaru pociski balistyczne lecące tysiące kilometrów, a za pomocą teleskopów astronomicznych obserwować galaktyki odległe o miliardy lat świetlnych, to żadna z tych technologii nie sprawdza się dobrze w morzu.
Więc po prostu mówimy:
Wiemy więcej o powierzchni Księżyca niż o głębinach naszej własnej planety!
O wnętrzu Słońca wiemy znacznie więcej niż o wnętrzu Ziemi!
Ponieważ wszelkiego rodzaju detekcji radiowej nie można używać pod powierzchnią morza, co z innymi czarnymi technologiami?
A co z neutrinami, które mogą penetrować ziemię i wykorzystywać ją do komunikacji i wykrywania? Szkoda, że kosmici jeszcze nas nie nauczyli.
A co z podwodną komunikacją kwantową? Być może wkrótce kosmici są w drodze na Ziemię z Centaura.
Eksperci od sonarów mówią nam, że obecnie pod wodą możemy polegać jedynie na falach dźwiękowych, jak u nietoperzy!
Zwykła bomba ważąca mniej niż 2 kilogramy eksploduje w wodzie, a fale dźwiękowe mogą być przenoszone na odległość ponad 4200 kilometrów. (Eksplozja na ruchomym obrazie to eksplozja petard w wodzie. Można zauważyć, że uformowany duży "balon" szybko wraca do swojego pierwotnego kształtu pod wpływem ciśnienia wody.)
Zasada sonaru
Jeśli chodzi o dźwięk, jesteśmy z nim zaznajomieni. Pasywny sonar na łodzi podwodnej jest odpowiednikiem naszych uszu, a aktywny sonar jest trochę jak połączenie ust i uszu. Jeśli zamkniesz oczy i krzykniesz, po dwóch sekundach usłyszysz echo, więc będziesz mógł powiedzieć: „Według oceny starca na wysokości 340 metrów jest duża góra”.
Oczywiście aktywny sonar w łodzi podwodnej nie może polegać na krzyku, opiera się na elektryczności. Powiedziałeś, co jeśli nastąpi przerwa w dostawie prądu lub aktywny sonar się zepsuje, czy możesz krzyczeć? Czy mogę?
To... właściwie jest lepszy sposób.
Zapukaj do łodzi podwodnej...
Ta metoda pukania do okrętów podwodnych była widziana w filmach. To, czy zostało użyte w rzeczywistości, jest nie do sprawdzenia. Wiemy tylko, że kraje używały granatów, które eksplodowały w wodzie, aby przekazywać informacje do podwodnych łodzi podwodnych.
Fale dźwiękowe są jedynym wsparciem dla atomowych okrętów podwodnych pod wodą. To jest tak ważne, że musimy zrozumieć zasadę działania sonaru. W rzeczywistości jest ciekawiej niż sobie wyobrażaliśmy.
Można powiedzieć, że każdy może korzystać z zasad zastosowanych w sonarze, a wielu starych palaczy używa go nawet kilkanaście razy dziennie, ale nie wszyscy są tego świadomi.
zdjęcie
Naciśnij, aby wytworzyć iskrę elektryczną.
zdjęcie
zapalnik piezoelektryczny
Wiele osób myśli, że czarna bryła w zapalniczce to bateria, która przechowuje energię elektryczną, ale tak nie jest. To piezoceramika, która opiera się na mechanicznym nacisku kciuka, aby wytworzyć napięcie wyzwalające iskrę zapłonową. Oznacza to, że zapalnika w zapalniczce nie trzeba wyrzucać, a nawet jeśli będzie przechowywana przez wiele lat, to nadal będzie działać, ponieważ nie jest baterią.
W 1880 roku bracia Pierre i Jacques Curie odkryli efekt piezoelektryczny.
Można sobie wyobrazić, że dwaj bracia nigdy nie wyobrażali sobie, że ich odkrycie zostanie znalezione w wyłącznikach zapłonu kuchenek gazowych w tysiącach gospodarstw domowych, w rękach palaczy, w zapalnikach pocisków i w atomowych łodziach podwodnych o wartości ponad miliarda dolarów w morzu. .
Można sobie również wyobrazić, że opinia publiczna w tamtym czasie nie zwracała większej uwagi na odkrycie efektu piezoelektrycznego. Badania naukowe zawsze były takie same - poprzednicy po cichu sadzili drzewa, a potomkowie radośnie cieszyli się cieniem.
zdjęcie
Schematyczny diagram efektu piezoelektrycznego
@Tizeff
Jak pokazano na powyższym schemacie, przyłożenie nacisku do kawałka materiału piezoelektrycznego wytwarza prąd elektryczny. Jest to proces przekształcania energii mechanicznej w energię elektryczną.
Istnieje wiele rodzajów materiałów piezoelektrycznych, z których jednym jest ceramika piezoelektryczna, która jest bardzo wrażliwa i niewielki nacisk generuje napięcie. dokładny.
A fale dźwiękowe to ciśnienie — ciśnienie akustyczne. Brzęczący i obracający się dźwięk śmigła wrogiej łodzi podwodnej generuje ciśnienie akustyczne, a kiedy dotknie ceramiki piezoelektrycznej naszej łodzi podwodnej, to zmienne ciśnienie akustyczne zostanie przekształcone w zmienne napięcie, dzięki czemu można usłyszeć przybliżony kierunek łodzi podwodnej przeciwnika w górę.
zdjęcie
I odwrotnie, aktywny sonar ma emitować fale dźwiękowe, jak je emitować? To bardzo proste, weźmy na przykład ceramikę piezoelektryczną. Ponieważ ciśnienie akustyczne przyniesie napięcie, to z kolei, jeśli do ceramiki piezoelektrycznej zostanie przyłożone pole elektryczne, czy ceramika piezoelektryczna nie ulegnie deformacji? To wszystko, szybkie odkształcenie materiału to dźwięk.
Pożądana częstotliwość dźwięku, takiego jak infradźwięki, fale dźwiękowe czy fale ultradźwiękowe, zależy od zastosowanego pola elektrycznego. To jest aktywny sonar. Oczywiście oprócz zmiany pola elektrycznego w celu odkształcenia materiału można wykorzystać również pole magnetyczne, czyli efekt magnetostrykcyjny.
zderzenie łodzi podwodnej
Jednakże, chociaż istnieje sonar-artefakt do eksploracji mórz, atomowe okręty podwodne nie będą łatwo używać aktywnego sonaru.
Zgadza się, jeśli atomowy okręt podwodny nie ma przewagi polegającej na ukryciu, straci znaczną część swojej wartości. Chociaż ukrywasz się w głębokim morzu, wróg w każdej chwili zna twoją lokalizację. Co chcesz? Czy niszczyciel nie może cię zastąpić?
zdjęcie
Pierwotnie byłeś nocnym zabójcą, ale podczas nocnego spaceru włączyłeś reflektor o dużej mocy (z aktywnym sonarem). Oświetliłeś innych, drogę i siebie.
Dlatego też, gdy atomowe okręty podwodne, zwłaszcza atomowe okręty podwodne z pociskami balistycznymi, są zanurzone w głębokim morzu, nie mogą przypadkowo włączyć aktywnego sonaru i używają tylko sonaru pasywnego do wykrywania ewentualnych statków wroga wokół nich.
Atomowe okręty podwodne Wielkiej Brytanii i Francji zderzyły się, ponieważ nie używały aktywnego sonaru.
zdjęcie
Zdjęcie przedstawia brytyjską atomową łódź podwodną Avant-Garde, która zderzyła się z francuską atomową łodzią podwodną klasy Triumph w 2009 roku.
Po zderzeniu brytyjskich i francuskich okrętów podwodnych francuski okręt podwodny myślał, że uderzył w nieznany obiekt i został poważnie uszkodzony. Powrót do portu trwał 3 dni. Po sprawdzeniu obrażeń francuska marynarka wojenna natychmiast ogłosiła, że podejrzewa, że uderzyła w kontener.
Kiedy Wielka Brytania to usłyszała, pospieszyła do Francji, aby porównać obrażenia dwóch okrętów podwodnych iw końcu zdała sobie sprawę, że atomowe okręty podwodne obu krajów zderzyły się. To też jest żenujące 😅
