Wist je dat de ontstekingsknop op een aansteker hetzelfde principe heeft als de ontstekingsschakelaar van een gasfornuis, de ontsteker van een granaat en het belangrijke apparaat van een nucleaire onderzeeër.
Laten we beginnen met nucleaire onderzeeërs.
De verste communicatieafstand voor mensen is Voyager 1, die uit het zonnestelsel vloog, dat momenteel 20,6 miljard kilometer van de aarde verwijderd is (stand 5 december 2016); de verste detectieafstand zijn die sterrenstelsels die miljarden lichtjaren verwijderd zijn.
Kernonderzeeërs kosten echter meer dan een miljard dollar. Ze bevinden zich in de diepe zee en de afstand die ze kunnen "zien" en de communicatieafstand tussen elkaar worden berekend in meters.
Het gebruik van "bijziendheid" is bij lange na niet genoeg om de bijziendheid van onderzeeërs in de zee te beschrijven. Vergeleken met de detectie van elektromagnetische golven op het land, zijn onderzeeërs in de zee echt "blind".
Wat veel mensen zich afvragen is dat mensen de 21e eeuw zijn binnengegaan, waarom zijn onderwaterdetectie en onderwatercommunicatie nog steeds zo primitief en achterlijk? Kun je geen gebruik maken van elektromagnetische golven van een speciale frequentieband? Waarom moeten we nog steeds geluidsgolven gebruiken zoals vleermuizen?
Waarom geluidsgolven gebruiken?
Het ligt voor de hand dat bij een zeer heldere zee de zon maximaal 200 meter onder het zeeoppervlak kan reiken. Planten bestaan. Als het zich in een sterk vervuild zeegebied bevindt, zal het zonlicht tot ongeveer 1 meter onder water reiken.
afbeelding
Kun je je herinneren hoe ver je onder water kunt kijken tijdens het zwemmen?
Licht is een soort elektromagnetische golf. Als de penetratie van licht in water zo slecht is, dan zijn andere elektromagnetische golven, zoals verschillende radargolven, niet veel beter.
Daarom is het jammer dat hoewel mensen radar kunnen gebruiken om ballistische raketten te detecteren die duizenden kilometers ver weg vliegen, en astronomische telescopen kunnen gebruiken om sterrenstelsels miljarden lichtjaren verwijderd te observeren, geen van deze technologieën goed werkt in de zee.
Dus we zeggen gewoon:
We weten meer over het oppervlak van de maan dan over de diepten van onze eigen planeet!
We weten veel meer over het binnenste van de zon dan over het binnenste van de aarde!
Aangezien alle soorten radiodetectie onder zee niet kunnen worden gebruikt, hoe zit het dan met andere zwarte technologieën?
Hoe zit het met neutrino's die de aarde kunnen binnendringen en gebruiken voor communicatie en detectie? Het is jammer dat buitenaardse wezens het ons nog niet hebben geleerd.
Hoe zit het met kwantumcommunicatie onder water? Misschien zijn er binnenkort buitenaardse wezens op weg naar de aarde vanuit Centaurus.
Sonarexperts vertellen ons dat we onder water op dit moment alleen kunnen vertrouwen op geluidsgolven, net als vleermuizen!
Een gewone kleine bom van minder dan 2 kilogram ontploft in water en de geluidsgolven kunnen over 4.200 kilometer worden overgedragen. (De explosie in het bewegende beeld is de explosie van knallers in het water. Het is te zien dat de gevormde grote "ballon" snel terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm door waterdruk.)
Sonar-principe
Als het om geluid gaat, zijn we er vertrouwd mee. De passieve sonar op de onderzeeër is gelijk aan onze oren, en de actieve sonar lijkt een beetje op de combinatie van de mond en de oren. Als je je ogen sluit en roept, hoor je na twee seconden de echo, zodat je kunt zeggen: "Volgens het oordeel van de oude man is er een grote berg op 340 meter."
Actieve sonar in een onderzeeër kan natuurlijk niet rekenen op geschreeuw, maar op elektriciteit. Je zei, wat als er een stroomstoring is, of de actieve sonar kapot is, kun je dan roepen? Mag ik?
Dit... er is eigenlijk een betere manier.
Klop op de onderzeeër...
Deze methode om onderzeeërs aan te vallen is in films te zien. Of het in werkelijkheid is gebruikt, is niet te testen. We weten alleen dat landen granaten hebben gebruikt om in water te ontploffen om informatie door te geven aan onderwateronderzeeërs.
Geluidsgolven zijn de enige ondersteuning voor nucleaire onderzeeërs onder water. Het is zo belangrijk dat we het principe van sonar moeten begrijpen. In feite is het interessanter dan we ons hadden voorgesteld.
Men kan zeggen dat iedereen de principes van sonar kan gebruiken, en veel oude rokers gebruiken het meer dan tien of twintig keer per dag, maar niet iedereen is zich ervan bewust.
afbeelding
Druk naar beneden om een elektrische vonk te genereren.
afbeelding
piëzo-elektrische ontsteker
Veel mensen denken dat de zwarte klomp in de aansteker de batterij is, die elektriciteit opslaat, maar dat is niet zo. Het is een piëzokeramiek die vertrouwt op de mechanische druk van je duim om een spanning te creëren die een ontstekingsvonk veroorzaakt. Dit betekent dat de ontsteker in de aansteker niet hoeft te worden weggegooid, en zelfs als deze jarenlang wordt opgeborgen, zal hij nog steeds werken omdat het geen batterij is.
In 1880 ontdekten de broers Pierre en Jacques Curie het piëzo-elektrisch effect.
Het is denkbaar dat de twee broers nooit hadden gedacht dat hun vondst zou worden gevonden in de contactschakelaars van gasfornuizen in duizenden huishoudens, in de handen van rokers, in de ontstekers van granaten en in nucleaire onderzeeërs ter waarde van meer dan een miljard dollar in de zee. .
Het is ook denkbaar dat het publiek in die tijd niet veel aandacht besteedde aan de ontdekking van het piëzo-elektrische effect. Wetenschappelijk onderzoek is altijd hetzelfde geweest: de voorgangers plantten in stilte bomen en de nakomelingen genoten met plezier van de schaduw.
afbeelding
Schematisch diagram van het piëzo-elektrische effect
@Tizeff
Zoals te zien is in het bovenstaande diagram, veroorzaakt het uitoefenen van druk op een stuk piëzo-elektrisch materiaal een elektrische stroom. Dit is het proces waarbij mechanische energie wordt omgezet in elektrische energie.
Er zijn veel soorten piëzo-elektrische materialen, waaronder piëzo-elektrische keramiek, dat erg gevoelig is en een beetje druk zal een spanning genereren. nauwkeurig.
En geluidsgolven zijn druk – geluidsdruk. Het zoemende en roterende geluid van de propeller van de vijandelijke onderzeeër genereert geluidsdruk en wanneer het de piëzo-elektrische keramiek van onze onderzeeër raakt, wordt deze fluctuerende geluidsdruk omgezet in een fluctuerende spanning, zodat u bij benadering de richting van de onderzeeër van de tegenstander kunt horen omhoog.
afbeelding
Omgekeerd is actieve sonar het uitzenden van geluidsgolven, hoe deze uit te zenden? Het is heel eenvoudig, laten we piëzo-elektrische keramiek als voorbeeld nemen. Aangezien geluidsdruk spanning zal veroorzaken, zal piëzo-elektrisch keramiek op zijn beurt niet vervormen als er een elektrisch veld wordt aangelegd op piëzo-elektrisch keramiek? Dat is alles, de snelle vervorming van het materiaal is het geluid.
De gewenste frequentie van geluid, zoals infrageluid, geluidsgolven of ultrasone golven, is afhankelijk van het elektrische veld dat we toepassen. Dit is actieve sonar. Naast het veranderen van het elektrische veld om het materiaal te vervormen, kan natuurlijk ook het magnetische veld worden gebruikt, het magnetostrictieve effect.
onderzeese aanvaring
Hoewel er een artefact-sonar is die de zee onderzoekt, zullen nucleaire onderzeeërs niet gemakkelijk actieve sonar gebruiken.
Dat klopt, als een nucleaire onderzeeër niet het voordeel van verborgenheid heeft, verliest hij een groot deel van zijn waarde. Hoewel je je in de diepe zee verschuilt, kent de vijand je locatie op elk moment. Wat wil je? Kan een vernietiger je niet vervangen?
afbeelding
Je was oorspronkelijk een nachtmoordenaar, maar je zette een krachtig zoeklicht aan (met actieve sonar) toen je 's nachts liep. Je verlichtte anderen, de weg en jezelf.
Daarom, wanneer nucleaire onderzeeërs, met name nucleaire onderzeeërs met ballistische raketten, worden ondergedompeld in de diepzee, kunnen ze niet terloops actieve sonar inschakelen en alleen passieve sonar gebruiken om mogelijke vijandelijke schepen om hen heen te detecteren.
De nucleaire onderzeeërs van Groot-Brittannië en Frankrijk kwamen met elkaar in aanvaring omdat ze geen actieve sonar gebruikten.
afbeelding
De foto toont de Britse nucleaire onderzeeër Avant-Garde, die in 2009 in aanvaring kwam met de Franse Triumph-klasse nucleaire onderzeeër.
Nadat de Britse en Franse onderzeeërs met elkaar in aanvaring waren gekomen, dacht de Franse onderzeeër een onbekend object te hebben geraakt en was ernstig beschadigd. Het duurde 3 dagen om terug te keren naar de haven. Na controle van de verwondingen liet de Franse marine meteen weten dat ze vermoedde dat ze een container had geraakt.
Toen Groot-Brittannië dit hoorde, haastte het zich naar Frankrijk om de verwondingen van de twee onderzeeërs te vergelijken, en realiseerde zich uiteindelijk dat de nucleaire onderzeeërs van de twee landen in botsing waren gekomen. Het is ook gênant 😅
