Ar žinojote, kad žiebtuvėlio uždegimo mygtukas veikia tuo pačiu principu kaip ir dujinės viryklės uždegimo jungiklis, sviedinio sviedinys ir svarbus branduolinio povandeninio laivo įtaisas.
Pradėkime nuo branduolinių povandeninių laivų.
Tolimiausias žmonių susisiekimo atstumas yra „Voyager 1“, išskridęs iš Saulės sistemos, kuri šiuo metu yra nutolusi nuo žemės 20,6 milijardo kilometrų (2016 m. gruodžio 5 d.); tolimiausias aptikimo atstumas yra tos galaktikos, esančios už milijardų šviesmečių.
Tačiau branduoliniai povandeniniai laivai kainuoja daugiau nei milijardą dolerių. Jie yra jūros gelmėje, o atstumas, kurį jie gali „matyti“, ir ryšio atstumas vienas nuo kito skaičiuojami metrais.
„Trumparegystės“ toli gražu nepakanka norint apibūdinti povandeninių laivų trumparegystę jūroje. Palyginti su elektromagnetinių bangų aptikimu sausumoje, povandeniniai laivai jūroje yra tikrai „akli“.
Daugelis žmonių stebisi, kad žmonės įžengė į XXI amžių, kodėl povandeninis aptikimas ir povandeninis ryšys vis dar tokie primityvūs ir atsilikę? Ar negalite naudoti specialios dažnių juostos elektromagnetinių bangų? Kodėl mes vis dar turime naudoti garso bangas kaip šikšnosparniai?
Kodėl naudoti garso bangas?
Akivaizdu, kad labai skaidrioje jūroje saulė gali pasiekti daugiausiai 200 metrų žemiau jūros paviršiaus. Augalai egzistuoja. Jei jis yra labai užterštoje jūros zonoje, saulės šviesa pasieks apie 1 metrą po vandeniu.
paveikslėlį
Ar galite prisiminti, kaip toli galite matyti po vandeniu plaukdami?
Šviesa yra tam tikra elektromagnetinė banga. Jei šviesos prasiskverbimas vandenyje toks prastas, tai ne ką geresnės ir kitos elektromagnetinės bangos, pavyzdžiui, įvairios radaro bangos.
Todėl gaila, kad nors žmonės radaru gali aptikti balistines raketas, skrendančias už tūkstančių kilometrų, o astronominiais teleskopais stebėti galaktikas, esančias už milijardų šviesmečių, nė viena iš šių technologijų jūroje neveikia gerai.
Taigi, mes tiesiog sakome:
Mes žinome daugiau apie Mėnulio paviršių, nei žinome apie savo planetos gelmes!
Mes žinome daug daugiau apie saulės vidų nei apie žemės vidų!
Kadangi po jūra negalima naudoti visų rūšių radijo aptikimo, kaip dėl kitų juodųjų technologijų?
Kaip apie neutrinus, kurie gali prasiskverbti į žemę ir panaudoti ją ryšiui bei aptikimui? Gaila, kad ateiviai mūsų dar neišmokė.
O kaip povandeninis kvantinis ryšys? Galbūt netrukus ateiviai keliaus į Žemę iš Kentauro.
Sonaro ekspertai mums sako, kad šiuo metu po vandeniu vienintelis dalykas, kuriuo galime pasikliauti, yra garso bangos, kaip šikšnosparniai!
Įprasta maža, mažesnė nei 2 kilogramų bomba sprogsta vandenyje, o garso bangos gali būti perduodamos per 4200 kilometrų. (Sprogimas judančiame paveikslėlyje – tai petardų sprogimas vandenyje. Matyti, kad susidaręs didelis „balionas“ vandens spaudimu greitai grąžinamas į pradinę formą.)
Sonaro principas
Kalbant apie garsą, esame su juo susipažinę. Povandeniniame laive esantis pasyvus sonaras prilygsta mūsų ausims, o aktyvusis – šiek tiek panašus į burnos ir ausų derinį. Jei užsimerksite ir šauksite, po dviejų sekundžių išgirsite aidą, todėl galite pasakyti: „Pagal seno žmogaus sprendimą, 340 metrų aukštyje yra didelis kalnas“.
Žinoma, aktyvus sonaras povandeniniame laive negali pasikliauti šauksmu, jis remiasi elektra. Sakėte, o jei nutrūktų elektra arba sugedo aktyvus sonaras, ar galite šaukti? Ar galiu?
Tai... iš tikrųjų yra geresnis būdas.
Pasibelsk į povandeninį laivą...
Toks trankymo į povandeninius laivus būdas matytas filmuose. Neįmanoma patikrinti, ar jis buvo naudojamas realybėje. Žinome tik tiek, kad šalys naudojo granatas sprogdinti vandenyje, kad perduotų informaciją povandeniniams povandeniniams laivams.
Garso bangos yra vienintelė atrama branduoliniams povandeniniams laivams. Tai taip svarbu, kad turime suprasti sonaro principą. Tiesą sakant, tai įdomiau, nei mes įsivaizdavome.
Galima sakyti, kad visi gali naudotis sonare naudojamais principais, o daugelis senų rūkalių naudojasi daugiau nei dešimt ar dvidešimt kartų per dieną, tačiau ne visi apie tai žino.
paveikslėlį
Paspauskite žemyn, kad sukurtumėte elektros kibirkštį.
paveikslėlį
pjezoelektrinis uždegiklis
Daugelis žmonių mano, kad juodas gumulas žiebtuvėlyje yra akumuliatorius, kuris kaupia elektrą, tačiau taip nėra. Tai pjezokeramika, kuri priklauso nuo mechaninio nykščio slėgio, kad sukurtų įtampą, kuri sukelia uždegimo kibirkštį. Tai reiškia, kad žiebtuvėlyje esančio uždegiklio nereikia išmesti, o net ir laikant ilgus metus, jis vis tiek veiks, nes tai nėra akumuliatorius.
1880 metais broliai Pierre'as ir Jacques'as Curie atrado pjezoelektrinį efektą.
Galima įsivaizduoti, kad abu broliai niekada neįsivaizdavo, kad jų atradimas bus rastas tūkstančių namų ūkių dujinių viryklių uždegimo jungikliuose, rūkalių rankose, sviediniuose ir branduoliniuose povandeniniuose laivuose, kurių vertė daugiau nei milijardas dolerių. jūroje. .
Taip pat galima įsivaizduoti, kad tuo metu visuomenė nelabai kreipė dėmesio į pjezoelektrinio efekto atradimą. Moksliniai tyrimai visada buvo tie patys – pirmtakai medžius sodino tyliai, o palikuonys linksmai mėgavosi pavėsiu.
paveikslėlį
Pjezoelektrinio efekto schema
@Tizeff
Kaip parodyta aukščiau esančioje diagramoje, spaudžiant pjezoelektrinės medžiagos gabalą sukuriama elektros srovė. Tai mechaninės energijos pavertimo elektros energija procesas.
Yra daugybė pjezoelektrinių medžiagų, viena iš jų yra pjezoelektrinė keramika, kuri yra labai jautri, o nedidelis slėgis sukurs įtampą. tikslūs.
Ir garso bangos yra slėgis – garso slėgis. Priešo povandeninio laivo sraigto dūzgimas ir besisukantis garsas sukuria garso slėgį, o jam prisilietus prie mūsų povandeninio laivo pjezoelektrinės keramikos, šis svyruojantis garso slėgis bus paverstas svyruojančia įtampa, todėl girdėsite apytikslę priešininko povandeninio laivo kryptį. aukštyn.
paveikslėlį
Ir atvirkščiai, aktyvus sonaras turi skleisti garso bangas, kaip jas skleisti? Tai labai paprasta, kaip pavyzdį paimkime pjezoelektrinę keramiką. Kadangi garso slėgis atneš įtampą, tai savo ruožtu, jei pjezoelektrinė keramika veikia elektrinį lauką, ar pjezoelektrinė keramika nesideformuos? Tai viskas, greita medžiagos deformacija yra garsas.
Norimas garso dažnis, pavyzdžiui, infragarsas, garso bangos ar ultragarso bangos, priklauso nuo mūsų taikomo elektrinio lauko. Tai aktyvus sonaras. Žinoma, be elektrinio lauko keitimo, norint deformuoti medžiagą, taip pat galima naudoti magnetinį lauką, kuris yra magnetostrikcinis poveikis.
povandeninio laivo susidūrimas
Tačiau, nors yra jūrą tyrinėjantis artefaktas-sonaras, branduoliniai povandeniniai laivai nebus lengvai naudojami aktyviu sonaru.
Teisingai, jei branduolinis povandeninis laivas neturi slėpimo pranašumo, jis praras didelę dalį savo vertės. Nors slepiasi jūros gelmėse, priešas bet kada žino tavo buvimo vietą. Ko jūs norite? Ar naikintojas negali tavęs pakeisti?
paveikslėlį
Iš pradžių buvote naktinis žudikas, bet vaikščiodamas naktį įjungėte didelės galios prožektorių (su aktyviu sonaru). Jūs apšvietėte kitus, kelią ir save.
Todėl kai branduoliniai povandeniniai laivai, ypač balistinių raketų branduoliniai povandeniniai laivai, panardinami į giliavandenę jūrą, jie negali atsitiktinai įjungti aktyvaus sonaro ir naudoja tik pasyvųjį sonarą, kad aptiktų galimus priešo laivus.
Britanijos ir Prancūzijos branduoliniai povandeniniai laivai susidūrė, nes nenaudojo aktyviojo sonaro.
paveikslėlį
Nuotraukoje pavaizduotas britų branduolinis povandeninis laivas Avant-Garde, kuris 2009 metais susidūrė su prancūzų Triumph klasės branduoliniu povandeniniu laivu.
Susidūrus britų ir prancūzų povandeniniams laivams, prancūzų povandeninis laivas manė, kad atsitrenkė į nežinomą objektą ir buvo rimtai apgadintas. Grįžti į uostą prireikė 3 dienų. Patikrinę sužalojimus, Prancūzijos karinis jūrų laivynas iš karto pranešė, kad įtaria, kad atsitrenkė į konteinerį.
Tai išgirdusi Didžioji Britanija nuskubėjo į Prancūziją palyginti dviejų povandeninių laivų sužeidimus ir galiausiai suprato, kad susidūrė abiejų šalių branduoliniai povandeniniai laivai. Tai irgi gėda 😅
