Знаете ли вы, что кнопка зажигания на зажигалке имеет тот же принцип, что и выключатель зажигания газовой плиты, спусковой крючок снаряда и важное устройство атомной подводной лодки.
Начнем с атомных подводных лодок.
Самая дальняя дальность связи для людей — «Вояджер-1», вылетевший за пределы Солнечной системы, который в настоящее время находится на расстоянии 20,6 млрд километров от Земли (по состоянию на 5 декабря 2016 г.); самое дальнее расстояние обнаружения — это те галактики, которые находятся в миллиардах световых лет от нас.
Однако стоимость атомных подводных лодок превышает миллиард долларов. Они находятся в глубоком море, и расстояние, которое они могут «видеть», и расстояние связи между ними исчисляются метрами.
Использование «недальновидности» далеко не достаточно для описания недальновидности подводных лодок в море. По сравнению с обнаружением электромагнитных волн на суше подводные лодки в море действительно «слепы».
Многих удивляет то, что люди вступили в 21 век, почему подводное обнаружение и подводная связь все еще настолько примитивны и отсталы? Нельзя ли использовать электромагнитные волны особого диапазона частот? Почему мы все еще должны использовать звуковые волны, как летучие мыши?
Зачем использовать звуковые волны?
Это очевидный факт, что в очень чистом море солнце может опускаться не более чем на 200 метров ниже поверхности моря. Растения существуют. Если он находится в сильно загрязненном морском районе, солнечный свет будет достигать около 1 метра под водой.
картина
Можете ли вы вспомнить, когда плаваете, как далеко вы можете видеть под водой?
Свет — это разновидность электромагнитной волны. Если проникновение света в воду настолько плохое, то другие электромагнитные волны, такие как различные радиолокационные волны, ненамного лучше.
Поэтому жаль, что, хотя люди могут использовать радар для обнаружения баллистических ракет, летящих за тысячи километров, и использовать астрономические телескопы для наблюдения за галактиками в миллиардах световых лет от нас, ни одна из этих технологий хорошо не работает в море.
Итак, мы просто говорим:
Мы знаем о поверхности Луны больше, чем о глубинах нашей планеты!
Мы знаем гораздо больше о недрах Солнца, чем о недрах Земли!
Поскольку все виды радиообнаружения не могут быть использованы под водой, как быть с другими черными технологиями?
Как насчет нейтрино, которые могут проникать сквозь землю и использовать ее для связи и обнаружения? Жаль, что инопланетяне нас еще не научили.
Как насчет подводной квантовой связи? Возможно, скоро инопланетяне отправятся на Землю с Центавра.
Специалисты по эхолокации говорят нам, что в настоящее время под водой мы можем полагаться только на звуковые волны, как на летучих мышей!
Обычная небольшая бомба весом менее 2 килограммов взрывается в воде, а звуковые волны могут передаваться на расстояние более 4200 километров. (Взрыв на кинокартине — это взрыв петарды в воде. Видно, что образовавшийся большой «воздушный шар» под давлением воды быстро возвращается в исходную форму.)
Принцип сонара
Когда дело доходит до звука, мы с ним знакомы. Пассивный гидролокатор на подводной лодке эквивалентен нашим ушам, а активный гидролокатор немного похож на комбинацию рта и ушей. Если вы закроете глаза и закричите, вы услышите эхо через две секунды, так что вы сможете сказать: «Согласно суждению старика, на высоте 340 метров есть большая гора».
Конечно, активный гидролокатор на подводной лодке не может полагаться на крики, он полагается на электричество. Вы сказали, а если отключат электричество или сломается активный гидролокатор, можно кричать? Могу ли я?
Это... на самом деле есть лучший способ.
Стук в подводную лодку...
Такой способ обстрела подводных лодок видели в кино. Было ли это использовано в действительности, проверить невозможно. Известно только, что страны использовали гранаты для взрыва в воде для передачи информации на подводные подводные лодки.
Звуковые волны — единственная опора для атомных подводных лодок под водой. Это настолько важно, что нам нужно понять принцип работы сонара. На самом деле, это интереснее, чем мы себе представляли.
Можно сказать, что каждый может использовать принципы, используемые в гидролокаторе, и многие старые курильщики используют его более десяти или двадцати раз в день, но не все об этом знают.
картина
Нажмите вниз, чтобы произвести электрическую искру.
картина
пьезоэлектрический воспламенитель
Многие думают, что черный комочек в зажигалке — это аккумулятор, в котором хранится электричество, но это не так. Это пьезокерамика, в которой механическое давление большого пальца создает напряжение, вызывающее искру зажигания. Это означает, что запальник в зажигалке не нужно выбрасывать, и даже если он хранится много лет, он все равно будет работать, потому что это не батарейка.
В 1880 году братья Пьер и Жак Кюри открыли пьезоэлектрический эффект.
Вполне возможно, что два брата никогда бы не подумали, что их открытие будет найдено в выключателях зажигания газовых плит в тысячах домов, в руках курильщиков, во взрывателях снарядов и в атомных подводных лодках стоимостью более одного миллиарда долларов. в море. .
Возможно также, что общественность в то время не обращала большого внимания на открытие пьезоэлектрического эффекта. Научные изыскания всегда были одинаковыми — предшественники молча сажали деревья, а потомки с удовольствием наслаждались тенью.
картина
Принципиальная схема пьезоэлектрического эффекта
@Тизефф
Как показано на диаграмме выше, приложение давления к куску пьезоэлектрического материала создает электрический ток. Это процесс преобразования механической энергии в электрическую.
Существует много видов пьезоэлектрических материалов, одним из которых является пьезоэлектрическая керамика, которая очень чувствительна, и небольшое давление генерирует напряжение. точный.
А звуковые волны — это давление, звуковое давление. Гудящий и вращающийся звук винта подводной лодки противника создает звуковое давление, и когда он касается пьезоэлектрической керамики нашей подводной лодки, это колеблющееся звуковое давление преобразуется в колеблющееся напряжение, поэтому вы можете услышать примерное направление подводной лодки противника. вверх.
картина
И наоборот, активный сонар должен излучать звуковые волны, как их излучать? Это очень просто, возьмем в качестве примера пьезоэлектрическую керамику. Поскольку звуковое давление принесет напряжение, то, в свою очередь, если к пьезокерамике приложить электрическое поле, не деформируется ли пьезокерамика? Вот именно, быстрая деформация материала и есть звук.
Желаемая частота звука, такого как инфразвук, звуковые волны или ультразвуковые волны, зависит от электрического поля, которое мы прикладываем. Это активный сонар. Конечно, помимо изменения электрического поля для деформации материала, можно использовать и магнитное поле, что является магнитострикционным эффектом.
столкновение подводных лодок
Однако, несмотря на наличие гидролокатора для исследования моря, атомные подводные лодки не будут легко использовать активный гидролокатор.
Правильно, если у АПЛ не будет преимущества скрытности, то она потеряет большую часть своей ценности. Хотя вы прячетесь в морских глубинах, враг в любой момент узнает о вашем местонахождении. Что ты хочешь? Разве эсминец не может заменить вас?
картина
Вы изначально были ночным убийцей, но включили мощный прожектор (с активным гидролокатором), когда гуляли ночью. Ты освещал других, дорогу и себя.
Поэтому, когда атомные подводные лодки, особенно атомные подводные лодки с баллистическими ракетами, находятся в глубоком море, они не могут случайно включить активный гидролокатор, а используют только пассивный гидролокатор для обнаружения кораблей возможного противника вокруг себя.
Атомные подводные лодки Великобритании и Франции столкнулись из-за того, что не использовали активный гидролокатор.
картина
На снимке британская атомная подводная лодка Avant-Garde, столкнувшаяся с французской атомной подводной лодкой класса Triumph в 2009 году.
После столкновения британской и французской подводных лодок французская субмарина подумала, что столкнулась с неизвестным объектом, и получила серьезные повреждения. Возвращение в порт заняло 3 дня. После проверки повреждений ВМС Франции немедленно заявили, что подозревают, что столкнулись с контейнером.
Когда Британия услышала об этом, она поспешила во Францию, чтобы сравнить повреждения двух подводных лодок, и, наконец, поняла, что столкнулись атомные подводные лодки двух стран. Тоже обидно 😅
