Vai zinājāt, ka aizdedzes pogai uz šķiltavas ir tāds pats princips kā gāzes plīts aizdedzes slēdzim, čaulas sprūda degvielai un svarīgajai kodolzemūdenes ierīcei.
Sāksim ar kodolzemūdenēm.
Vistālākais saziņas attālums cilvēkiem ir Voyager 1, kas izlidoja no Saules sistēmas, kas šobrīd atrodas 20,6 miljardu kilometru attālumā no Zemes (2016. gada 5. decembrī); tālākais noteikšanas attālums ir tās galaktikas, kas atrodas miljardu gaismas gadu attālumā.
Tomēr kodolzemūdenes maksā vairāk nekā miljardu dolāru. Viņi atrodas dziļjūrā, un attālums, ko viņi var "redzēt", un komunikācijas attālums savā starpā tiek aprēķināts metros.
Ar "tuvredzības" izmantošanu nebūt nepietiek, lai aprakstītu zemūdeņu tuvredzību jūrā. Salīdzinot ar elektromagnētisko viļņu noteikšanu uz sauszemes, zemūdenes jūrā ir patiesi "aklas".
Daudzi cilvēki brīnās, ka cilvēki ir iegājuši 21. gadsimtā, kāpēc zemūdens atklāšana un zemūdens saziņa joprojām ir tik primitīvas un atpalikušas? Vai nevar izmantot īpašas frekvenču joslas elektromagnētiskos viļņus? Kāpēc mums joprojām ir jāizmanto skaņas viļņi kā sikspārņi?
Kāpēc izmantot skaņas viļņus?
Ir skaidrs, ka ļoti skaidrā jūrā saule var sasniegt ne vairāk kā 200 metrus zem jūras virsmas. Augi pastāv. Ja tas atrodas ļoti piesārņotā jūras zonā, saules gaisma sasniegs apmēram 1 metru zem ūdens.
bilde
Vai varat atcerēties, cik tālu jūs varat redzēt zem ūdens peldoties?
Gaisma ir sava veida elektromagnētiskais vilnis. Ja gaismas iespiešanās ūdenī ir tik slikta, tad citi elektromagnētiskie viļņi, piemēram, dažādi radara viļņi, nav daudz labāki.
Tāpēc ir žēl, ka, lai gan cilvēki var izmantot radaru, lai atklātu ballistiskās raķetes, kas lido tūkstošiem kilometru attālumā, un izmantot astronomiskos teleskopus, lai novērotu galaktikas, kas atrodas miljardu gaismas gadu attālumā, neviena no šīm tehnoloģijām jūrā nedarbojas labi.
Tātad, mēs vienkārši sakām:
Mēs zinām vairāk par Mēness virsmu, nekā zinām par savas planētas dziļumiem!
Mēs zinām daudz vairāk par saules iekšpusi nekā par zemes iekšpusi!
Tā kā zem jūras nevar izmantot visa veida radio noteikšanu, kā ar citām melnajām tehnoloģijām?
Kā ar neitrīniem, kas var iekļūt zemē un izmantot to saziņai un atklāšanai? Žēl, ka citplanētieši mūs vēl nav iemācījuši.
Kā ar zemūdens kvantu komunikāciju? Varbūt drīz citplanētieši ir ceļā uz Zemi no Kentaura.
Sonāru eksperti stāsta, ka šobrīd zem ūdens vienīgais, uz ko varam paļauties, ir skaņas viļņi, piemēram, sikspārņi!
Parasta maza bumba, kas mazāka par 2 kilogramiem, eksplodē ūdenī, un skaņas viļņus var pārraidīt 4200 kilometru attālumā. (Sprādziens kustīgajā attēlā ir petardes sprādziens ūdenī. Redzams, ka izveidojušos lielo "balonu" ūdens spiediens ātri atgriež sākotnējā formā.)
Sonāra princips
Runājot par skaņu, mēs to esam pazīstami. Pasīvais sonārs uz zemūdenes ir līdzvērtīgs mūsu ausīm, un aktīvais hidrolokators ir mazliet līdzīgs mutes un ausu kombinācijai. Ja jūs aizverat acis un kliedzat, jūs dzirdēsit atbalsi pēc divām sekundēm, lai jūs varētu teikt: "Pēc vecā vīra sprieduma, 340 metru augstumā ir liels kalns."
Protams, aktīvais hidrolokators zemūdenē nevar paļauties uz kliegšanu, tas paļaujas uz elektrību. Jūs teicāt, ko darīt, ja ir strāvas padeves pārtraukums vai aktīvais hidrolokators ir salūzis, vai varat kliegt? Vai drīkstu?
Šis... patiesībā ir labāks veids.
Klauvē pie zemūdenes...
Šī zemūdeņu klauvēšanas metode ir redzēta filmās. Nav iespējams pārbaudīt, vai tas ir izmantots patiesībā. Mēs zinām tikai to, ka valstis ir izmantojušas granātas, lai sprāgtu ūdenī, lai pārraidītu informāciju zemūdens zemūdenēm.
Skaņas viļņi ir vienīgais atbalsts kodolzemūdenēm zem ūdens. Tas ir tik svarīgi, ka mums ir jāsaprot sonāra darbības princips. Patiesībā tas ir interesantāk, nekā mēs iedomājāmies.
Var teikt, ka visi var izmantot hidrolokatorā lietotos principus, un daudzi veci smēķētāji to lieto vairāk nekā desmit vai divdesmit reizes dienā, taču visi to neapzinās.
bilde
Nospiediet uz leju, lai radītu elektrisko dzirksteli.
bilde
pjezoelektriskā aizdedze
Daudzi domā, ka šķiltavu melnais kamols ir akumulators, kas uzglabā elektrību, bet tā nav. Tā ir pjezokeramika, kas balstās uz īkšķa mehānisko spiedienu, lai radītu spriegumu, kas izraisa aizdedzes dzirksteli. Tas nozīmē, ka aizdedze šķiltavās nav jāizmet un pat tad, ja tā tiek glabāta daudzus gadus, tā vienalga darbosies, jo nav akumulators.
1880. gadā brāļi Pjērs un Žaks Kirī atklāja pjezoelektrisko efektu.
Var iedomāties, ka abi brāļi nekad nebūtu iedomājušies, ka viņu atklājums tiks atrasts tūkstošiem mājsaimniecību gāzes plīšu aizdedzes slēdžos, smēķētāju rokās, čaulu kūlas un kodolzemūdenēs, kuru vērtība pārsniedz vienu miljardu dolāru. jūrā. .
Var arī iedomāties, ka sabiedrība tolaik nepievērsa īpašu uzmanību pjezoelektriskā efekta atklāšanai. Zinātniskie pētījumi vienmēr ir bijuši vienādi – priekšteči klusējot stādīja kokus, un pēcteči priecīgi baudīja ēnu.
bilde
Pjezoelektriskā efekta shematiskā diagramma
@Tizefs
Kā parādīts iepriekš redzamajā diagrammā, piespiežot pjezoelektriskā materiāla gabalu, tiek radīta elektriskā strāva. Šis ir process, kurā mehāniskā enerģija tiek pārveidota par elektroenerģiju.
Ir daudz veidu pjezoelektrisko materiālu, no kuriem viens ir pjezoelektriskā keramika, kas ir ļoti jutīga, un neliels spiediens radīs spriegumu. precīzs.
Un skaņas viļņi ir spiediens — skaņas spiediens. Ienaidnieka zemūdenes dzenskrūves dūkojošā un rotējošā skaņa rada skaņas spiedienu, un, tai pieskaroties mūsu zemūdenes pjezoelektriskajai keramikai, šis svārstīgais skaņas spiediens tiks pārveidots mainīgā spriegumā, lai jūs varētu dzirdēt aptuveno pretinieka zemūdenes virzienu. uz augšu.
bilde
Un otrādi, aktīvais hidrolokators ir izstaro skaņas viļņus, kā tos izstarot? Tas ir ļoti vienkārši, ņemsim par piemēru pjezoelektrisko keramiku. Tā kā skaņas spiediens nesīs spriegumu, tad, ja pjezoelektriskajai keramikai tiks pielikts elektriskais lauks, vai pjezoelektriskā keramika nedeformēsies? Tas viss, materiāla strauja deformācija ir skaņa.
Vēlamā skaņas frekvence, piemēram, infraskaņa, skaņas viļņi vai ultraskaņas viļņi, ir atkarīga no izmantojamā elektriskā lauka. Šis ir aktīvs hidrolokators. Protams, papildus elektriskā lauka maiņai, lai deformētu materiālu, var izmantot arī magnētisko lauku, kas ir magnetostriktīvs efekts.
zemūdenes sadursme
Tomēr, lai gan ir jūras izpētes artefakts-sonārs, kodolzemūdenes nevarēs viegli izmantot aktīvo hidrolokatoru.
Pareizi, ja atomzemūdenei nav slēpšanas priekšrocības, tad tā zaudēs lielu daļu savas vērtības. Lai gan jūs slēpjaties dziļjūrā, ienaidnieks jebkurā laikā zina jūsu atrašanās vietu. Ko tu gribi? Vai iznīcinātājs nevar tevi aizstāt?
bilde
Sākotnēji jūs bijāt nakts slepkava, taču, ejot naktī, ieslēdzāt lieljaudas prožektoru (ar aktīvo hidrolokatoru). Jūs apgaismojāt citus, ceļu un sevi.
Tāpēc, kad kodolzemūdenes, īpaši ballistisko raķešu kodolzemūdenes, tiek iegremdētas dziļjūrā, tās nevar nejauši ieslēgt aktīvo hidrolokatoru un izmanto tikai pasīvo hidrolokatoru, lai atklātu iespējamos ienaidnieka kuģus.
Lielbritānijas un Francijas kodolzemūdenes sadūrās, jo neizmantoja aktīvo hidrolokatoru.
bilde
Attēlā redzama Lielbritānijas kodolzemūdene Avant-Garde, kas 2009.gadā sadūrās ar Francijas Triumph klases kodolzemūdeni.
Pēc britu un franču zemūdenes sadursmes franču zemūdene domāja, ka tā ir ietriekusies nezināmā objektā un ir nopietni bojāta. Pagāja 3 dienas, lai atgrieztos ostā. Pārbaudot ievainojumus, Francijas flote nekavējoties paziņoja, ka tai ir aizdomas, ka tā trāpījusi konteineram.
To izdzirdot, Lielbritānija steidzās uz Franciju, lai salīdzinātu abu zemūdeņu ievainojumus, un beidzot saprata, ka ir sadūrušās abu valstu kodolzemūdenes. Tas arī ir apkaunojoši 😅
