Visste du at tenningsknappen på en lighter har samme prinsipp som tenningsbryteren på en gasskomfyr, utløserrøret til et granat og den viktige enheten til en atomubåt.
La oss starte med atomubåter.
Den lengste kommunikasjonsavstanden for mennesker er Voyager 1, som fløy ut av solsystemet, som for tiden er 20,6 milliarder kilometer unna jorden (per 5. desember 2016); den lengste deteksjonsavstanden er disse galaksene milliarder av lysår unna.
Imidlertid koster atomubåter mer enn en milliard dollar. De befinner seg i dyphavet, og avstanden de kan «se» og kommunikasjonsavstanden mellom hverandre regnes i meter.
Å bruke «kortsynthet» er langt fra nok til å beskrive kortsyntheten til ubåter i havet. Sammenlignet med elektromagnetisk bølgedeteksjon på land, er ubåter i havet virkelig "blinde".
Det mange lurer på er at mennesker har gått inn i det 21. århundre, hvorfor er undervannsdeteksjon og undervannskommunikasjon fortsatt så primitivt og tilbakestående? Kan du ikke bruke elektromagnetiske bølger med et spesielt frekvensbånd? Hvorfor må vi fortsatt bruke lydbølger som flaggermus?
Hvorfor bruke lydbølger?
Det er et åpenbart faktum at i et veldig klart hav kan sola maksimalt nå 200 meter under havoverflaten. Planter finnes. Hvis det er i et sterkt forurenset havområde, vil sollyset nå rundt 1 meter under vann.
bilde
Kan du huske, når du svømmer, hvor langt kan du se under vann?
Lys er en slags elektromagnetisk bølge. Hvis gjennomtrengningen av lys i vann er så dårlig, er ikke andre elektromagnetiske bølger, som ulike radarbølger, mye bedre.
Derfor er det synd at selv om mennesker kan bruke radar til å oppdage ballistiske missiler som flyr tusenvis av kilometer unna, og bruke astronomiske teleskoper for å observere galakser milliarder av lysår unna, fungerer ingen av disse teknologiene godt i havet.
Så vi sier bare:
Vi vet mer om månens overflate enn vi vet om dypet på vår egen planet!
Vi vet langt mer om solens indre enn om jordens indre!
Siden alle typer radiodeteksjon ikke kan brukes under havet, hva med andre svarte teknologier?
Hva med nøytrinoer som kan trenge gjennom jorden og bruke den til kommunikasjon og deteksjon? Det er synd at romvesener ikke har lært oss ennå.
Hva med undervanns kvantekommunikasjon? Kanskje snart er romvesener på vei til jorden fra Centaurus.
Ekkoloddeksperter forteller oss at for tiden, under vann, er det eneste vi kan stole på lydbølger, som flaggermus!
En vanlig liten bombe på under 2 kilo eksploderer i vann, og lydbølgene kan overføres over 4200 kilometer. (Eksplosjonen i det bevegelige bildet er eksplosjonen av fyrverkeri i vannet. Det kan sees at den store "ballongen" som dannes, raskt returneres til sin opprinnelige form ved vanntrykk.)
Ekkolodd prinsipp
Når det gjelder lyd, er vi kjent med det. Det passive ekkoloddet på ubåten tilsvarer ørene våre, og det aktive ekkoloddet er litt som kombinasjonen av munnen og ørene. Hvis du lukker øynene og roper, vil du høre ekkoet etter to sekunder, slik at du kan si: "I følge den gamle mannens vurdering er det et stort fjell på 340 meter."
Aktiv sonar i en ubåt kan selvfølgelig ikke stole på roping, den er avhengig av elektrisitet. Du sa, hva hvis det er et strømbrudd, eller det aktive ekkoloddet er ødelagt, kan du rope? Kan jeg?
Dette... det er faktisk en bedre måte.
Bank på ubåten...
Denne metoden for å banke på ubåter har blitt sett i filmer. Hvorvidt det har blitt brukt i virkeligheten er uprøvet. Vi vet bare at land har brukt granater til å eksplodere i vann for å overføre informasjon til ubåter under vann.
Lydbølger er den eneste støtten for atomubåter under vann. Det er så viktig at vi må forstå sonarprinsippet. Faktisk er det mer interessant enn vi hadde forestilt oss.
Det kan sies at alle kan bruke prinsippene som brukes i ekkolodd, og mange gamle røykere bruker det mer enn ti eller tjue ganger om dagen, men alle er ikke klar over det.
bilde
Trykk ned for å generere en elektrisk gnist.
bilde
piezoelektrisk tenner
Mange tror at den svarte klumpen i lighteren er batteriet, som lagrer strøm, men det er det ikke. Det er en piezokeramikk som er avhengig av det mekaniske trykket fra tommelen for å skape en spenning som utløser en tenningsgnist. Det betyr at tenneren i lighteren ikke trenger å kastes, og selv om den er lagret i mange år, vil den fortsatt fungere fordi den ikke er et batteri.
I 1880 oppdaget brødrene Pierre og Jacques Curie den piezoelektriske effekten.
Det kan tenkes at de to brødrene aldri ville ha forestilt seg at oppdagelsen deres ville bli funnet i tenningsbryterne på gassovner i tusenvis av husholdninger, i hendene på røykere, i tennene til granater og i atomubåter verdt mer enn én milliard dollar. i sjøen. .
Det kan også tenkes at publikum på den tiden ikke la særlig merke til oppdagelsen av den piezoelektriske effekten. Vitenskapelig forskning har alltid vært den samme - forgjengerne plantet trær lydløst, og etterkommerne nøt skyggen med glede.
bilde
Skjematisk diagram av den piezoelektriske effekten
@Tizeff
Som vist i diagrammet ovenfor, skaper trykk på et stykke piezoelektrisk materiale en elektrisk strøm. Dette er prosessen med å konvertere mekanisk energi til elektrisk energi.
Det finnes mange typer piezoelektriske materialer, hvorav en er piezoelektrisk keramikk, som er veldig følsom, og et lite trykk vil generere en spenning. korrekt.
Og lydbølger er trykk - lydtrykk. Den summende og roterende lyden av propellen til fiendens ubåt genererer lydtrykk, og når den berører den piezoelektriske keramikken til ubåten vår, vil dette svingende lydtrykket omdannes til en svingende spenning, slik at du kan høre den omtrentlige retningen til motstanderens ubåt. opp.
bilde
Omvendt er aktiv sonar å sende ut lydbølger, hvordan sende dem ut? Det er veldig enkelt, la oss ta piezoelektrisk keramikk som et eksempel. Siden lydtrykk vil gi spenning, vil ikke piezoelektrisk keramikk i sin tur deformeres hvis et elektrisk felt påføres piezoelektrisk keramikk? Det er det, den raske deformasjonen av materialet er lyden.
Ønsket lydfrekvens, for eksempel infralyd, lydbølger eller ultralydbølger, avhenger av det elektriske feltet vi bruker. Dette er et aktivt ekkolodd. Selvfølgelig, i tillegg til å endre det elektriske feltet for å deformere materialet, kan magnetfeltet også brukes, som er den magnetostriktive effekten.
ubåtkollisjon
Men selv om det er et havutforskende artefakt-ekkolodd, vil ikke atomubåter lett bruke aktivt ekkolodd.
Det er riktig, hvis en atomubåt ikke har fordelen av å skjule, så vil den miste en stor del av sin verdi. Selv om du gjemmer deg i dyphavet, vet fienden din posisjon når som helst. Hva vil du? Kan ikke en destroyer erstatte deg?
bilde
Du var opprinnelig en nattmorder, men du satte på en søkelykt med høy effekt (med aktiv ekkolodd) når du gikk om natten. Du opplyste andre, veien og deg selv.
Derfor, når atomubåter, spesielt ballistiske missil-atomubåter, er nedsenket i dyphavet, kan de ikke slå på aktiv sonar tilfeldig, og bare bruke passive sonarer for å oppdage mulige fiendtlige skip rundt seg.
Atomubåtene til Storbritannia og Frankrike kolliderte fordi de ikke brukte aktiv sonar.
bilde
Bildet viser den britiske atomubåten Avant-Garde, som kolliderte med den franske Triumph-klassens atomubåt i 2009.
Etter at de britiske og franske ubåtene kolliderte, trodde den franske ubåten den hadde truffet et ukjent objekt og ble alvorlig skadet. Det tok 3 dager å returnere til havnen. Etter å ha sjekket skadene kunngjorde den franske marinen umiddelbart at den mistenkte at den hadde truffet en container.
Da Storbritannia hørte dette, skyndte det seg til Frankrike for å sammenligne skadene til de to ubåtene, og skjønte til slutt at atomubåtene til de to landene hadde kollidert. Det er også flaut 😅
