Tiesitkö, että sytyttimen sytytysnappi toimii samalla periaatteella kuin kaasuliesi virtalukko, kuoren laukaisusulake ja ydinsukellusveneen tärkeä laite.
Aloitetaan ydinsukellusveneistä.
Ihmisten pisin viestintäetäisyys on Voyager 1, joka lensi ulos aurinkokunnasta, joka on tällä hetkellä 20,6 miljardin kilometrin päässä maasta (5.12.2016); pisin havaintoetäisyys on miljardien valovuosien päässä olevat galaksit.
Ydinsukellusveneet maksavat kuitenkin yli miljardi dollaria. Ne ovat syvässä meressä, ja niiden "näkemä" etäisyys ja toistensa välinen viestintäetäisyys lasketaan metreinä.
"Lyhytnäköisyyden" käyttö ei suinkaan riitä kuvaamaan sukellusveneiden lyhytnäköisyyttä meressä. Verrattuna sähkömagneettisen aallon havaitsemiseen maalla, meressä olevat sukellusveneet ovat todella "sokeita".
Monet ihmiset ihmettelevät, että ihmiset ovat tulleet 2000-luvulle, miksi vedenalainen havaitseminen ja vedenalainen viestintä ovat edelleen niin alkeellisia ja takapajuisia? Etkö voi käyttää tietyn taajuusalueen sähkömagneettisia aaltoja? Miksi meidän on edelleen käytettävä ääniaaltoja lepakoiden tavoin?
Miksi käyttää ääniaaltoja?
On selvää, että erittäin kirkkaassa meressä aurinko voi ulottua korkeintaan 200 metriä merenpinnan alapuolelle. Kasveja on olemassa. Jos se on erittäin saastuneella merialueella, auringonvalo ulottuu noin metrin syvyyteen.
kuva
Muistatko kuinka kauas voit nähdä veden alle uidessasi?
Valo on eräänlainen sähkömagneettinen aalto. Jos valon tunkeutuminen vedessä on niin huono, muut sähkömagneettiset aallot, kuten erilaiset tutka-aallot, eivät ole paljon parempia.
Siksi on sääli, että vaikka ihmiset voivat käyttää tutkaa havaitakseen tuhansien kilometrien päässä lentäviä ballistisia ohjuksia ja käyttää tähtitieteellisiä teleskooppeja tarkkaillakseen galakseja miljardien valovuosien päässä, mikään näistä teknologioista ei toimi hyvin meressä.
Joten sanomme vain:
Tiedämme enemmän kuun pinnasta kuin tiedämme oman planeettamme syvyyksistä!
Tiedämme paljon enemmän auringon sisältä kuin maan sisältä!
Koska kaikenlaisia radioilmaisuja ei voi käyttää meren alla, entä muut mustat tekniikat?
Entä neutriinot, jotka voivat tunkeutua maan päälle ja käyttää sitä viestintään ja havaitsemiseen? Harmi, etteivät muukalaiset ole vielä opettaneet meille.
Entä vedenalainen kvanttiviestintä? Ehkä pian avaruusolennot ovat matkalla Maahan Centauruksesta.
Luotainasiantuntijat kertovat meille, että tällä hetkellä veden alla ainoa asia, johon voimme luottaa, ovat ääniaallot, kuten lepakoita!
Tavallinen pieni alle 2 kilon pommi räjähtää vedessä, ja ääniaaltoja voidaan siirtää yli 4 200 kilometriä. (Räjähdys liikkuvassa kuvassa on sähinkäisten räjähdys vedessä. Voidaan nähdä, että muodostunut iso "ilmapallo" palautuu nopeasti alkuperäiseen muotoonsa vedenpaineella.)
Luotainperiaate
Mitä tulee soundiin, se on meille tuttu. Sukellusveneen passiivinen kaikuluotain vastaa korviamme, ja aktiivinen kaikuluotain on vähän kuin suun ja korvien yhdistelmä. Jos suljet silmäsi ja huudat, kuulet kaiun kahden sekunnin kuluttua, joten voit sanoa: "Vanhan miehen arvion mukaan 340 metrin korkeudella on iso vuori."
Tietenkään sukellusveneen aktiivinen kaikuluotain ei voi luottaa huutamiseen, vaan sähköön. Sanoit, entä jos tulee sähkökatkos tai aktiivinen luotain on rikki, voitko huutaa? Saanko?
Tämä... on itse asiassa parempi tapa.
Koputa sukellusveneeseen...
Tämä tapa koputtaa sukellusveneitä on nähty elokuvissa. On mahdotonta testata, onko sitä käytetty todellisuudessa. Tiedämme vain, että maat ovat käyttäneet kranaatteja räjähtäessään vedessä tiedon välittämiseksi vedenalaisille sukellusveneille.
Ääniaallot ovat ainoa tuki ydinsukellusveneille veden alla. On niin tärkeää, että meidän on ymmärrettävä kaikuluotaimen periaate. Itse asiassa se on mielenkiintoisempaa kuin kuvittelimme.
Voidaan sanoa, että kaikki voivat käyttää kaikuluotaimessa käytettyjä periaatteita, ja monet vanhat tupakoitsijat käyttävät sitä yli kymmenen tai kaksikymmentä kertaa päivässä, mutta kaikki eivät ole tietoisia siitä.
kuva
Paina alas luodaksesi sähkökipinän.
kuva
pietsosähköinen sytytin
Monet ihmiset ajattelevat, että sytyttimen musta pala on akku, joka varastoi sähköä, mutta se ei ole sitä. Se on pietsokeramiikka, joka luo peukalosi mekaaniseen paineeseen jännitteen, joka laukaisee sytytyskipinän. Tämä tarkoittaa, että sytyttimen sytytintä ei tarvitse heittää pois, ja vaikka se säilytetään useita vuosia, se toimii silti, koska se ei ole akku.
Vuonna 1880 veljekset Pierre ja Jacques Curie löysivät pietsosähköisen ilmiön.
On mahdollista, että veljekset eivät olisi koskaan uskoneet, että heidän löytönsä löytyisi tuhansien kotitalouksien kaasuliesien sytytyskytkimistä, tupakoitsijoiden käsistä, kuorien sulakkeista ja ydinsukellusveneistä, joiden arvo on yli miljardi dollaria. meressä. .
On myös ajateltavissa, että yleisö ei tuolloin kiinnittänyt paljon huomiota pietsosähköisen ilmiön löytämiseen. Tieteellinen tutkimus on aina ollut sama - edeltäjät istuttivat puita hiljaa, ja jälkeläiset nauttivat varjosta onnellisina.
kuva
Kaavio pietsosähköisestä vaikutuksesta
@Tizeff
Kuten yllä olevasta kaaviosta näkyy, paineen kohdistaminen pietsosähköisen materiaalin kappaleeseen luo sähkövirran. Tämä on prosessi, jossa mekaaninen energia muunnetaan sähköenergiaksi.
Pietsosähköisiä materiaaleja on monenlaisia, joista yksi on pietsosähköinen keramiikka, joka on erittäin herkkä ja pieni paine synnyttää jännitteen. tarkka.
Ja ääniaallot ovat painetta – äänenpainetta. Vihollisen sukellusveneen potkurin humina ja pyörivä ääni synnyttää äänenpainetta, ja kun se koskettaa sukellusveneemme pietsosähköistä keramiikkaa, tämä vaihteleva äänenpaine muuttuu vaihtelevaksi jännitteeksi, joten voit kuulla vastustajan sukellusveneen likimääräisen suunnan. ylös.
kuva
Sitä vastoin aktiivinen kaikuluotain lähettää ääniaaltoja, miten ne lähetetään? Se on hyvin yksinkertaista, otetaanpa esimerkkinä pietsosähköinen keramiikka. Koska äänenpaine tuo jännitettä, niin eikö pietsosähköinen keramiikka muodostuu, jos sähkökenttä kohdistetaan pietsosähköiseen keramiikkaan? Siinä se, materiaalin nopea muodonmuutos on ääni.
Haluttu äänen, kuten infraäänen, ääniaaltojen tai ultraääniaaltojen taajuus riippuu käyttämästämme sähkökentästä. Tämä on aktiivinen luotain. Tietenkin sen lisäksi, että sähkökenttää muutetaan materiaalin muotoa muuttaen, voidaan käyttää myös magneettikenttää, joka on magnetostriktiivinen vaikutus.
sukellusveneen törmäys
Vaikka on olemassa merta tutkiva artefakti-luotain, ydinsukellusveneet eivät kuitenkaan helposti käytä aktiivista luotainta.
Aivan oikein, jos ydinsukellusveneellä ei ole salaamisen etua, se menettää suuren osan arvostaan. Vaikka olet piilossa syvässä meressä, vihollinen tietää sijaintisi milloin tahansa. Mitä haluat? Eikö tuhoaja voi korvata sinua?
kuva
Olit alun perin yömurhaaja, mutta sytytit korkeatehoisen valonheittimen (aktiivisella kaikuluotaimella) kävellessään yöllä. Valaisit muita, tietä ja itseäsi.
Siksi, kun ydinsukellusveneet, erityisesti ballististen ohjusten ydinsukellusveneet, upotetaan syvään mereen, ne eivät voi kytkeä aktiivista kaikuluotainta päälle vahingossa ja käyttävät vain passiivista luotainta mahdollisten vihollisalusten havaitsemiseen ympärillään.
Britannian ja Ranskan ydinsukellusveneet törmäsivät, koska ne eivät käyttäneet aktiivista kaikuluotainta.
kuva
Kuvassa brittiläinen ydinsukellusvene Avant-Garde, joka törmäsi ranskalaiseen Triumph-luokan ydinsukellusveneeseen vuonna 2009.
Brittiläisten ja ranskalaisten sukellusveneiden törmäyksen jälkeen ranskalainen sukellusvene luuli osuneensa tuntemattomaan esineeseen ja vaurioituneen vakavasti. Paluu satamaan kesti 3 päivää. Tarkastettuaan vammat Ranskan laivasto ilmoitti välittömästi epäilivänsä osuneen konttiin.
Kun Britannia kuuli tämän, se kiirehti Ranskaan vertailemaan kahden sukellusveneen vammoja ja lopulta tajusi, että maiden ydinsukellusveneet olivat törmänneet toisiinsa. Se on myös noloa 😅
