Чи знаєте ви, що кнопка запалювання на запальничці має той самий принцип, що і замок запалювання газової плити, детонатор снаряда та важливий пристрій атомного підводного човна.
Почнемо з атомних підводних човнів.
Найбільша відстань зв’язку для людини – «Вояджер-1», який вилетів із Сонячної системи, наразі віддалений від Землі на 20,6 мільярдів кілометрів (станом на 5 грудня 2016 року); найдальша відстань виявлення – це ті галактики, що знаходяться на відстані мільярдів світлових років.
Однак атомні підводні човни коштують понад мільярд доларів. Вони знаходяться в морських глибинах, і відстань, яку вони можуть «бачити», і відстань зв’язку між собою обчислюються в метрах.
Вживання «короткозорості» далеко недостатньо, щоб описати короткозорість підводних човнів у морі. У порівнянні з виявленням електромагнітних хвиль на суші, підводні човни в морі справді «сліпі».
Багато людей дивуються тому, що люди вступили в 21 століття, чому підводне виявлення та підводний зв’язок все ще такі примітивні та відсталі? Чи не можна використовувати електромагнітні хвилі спеціального діапазону частот? Чому ми все ще повинні використовувати звукові хвилі, як кажани?
Навіщо використовувати звукові хвилі?
Очевидний факт, що в дуже чистому морі сонце може досягати щонайбільше 200 метрів нижче поверхні моря. Рослини існують. Якщо воно знаходиться в сильно забрудненій морській зоні, сонячне світло досягне приблизно 1 метра під водою.
картина
Чи можете ви пригадати, як далеко ви можете бачити під водою під час плавання?
Світло є різновидом електромагнітної хвилі. Якщо проникнення світла у воду настільки погане, то інші електромагнітні хвилі, такі як різні радіолокаційні хвилі, не набагато кращі.
Тому дуже шкода, що хоча люди можуть використовувати радар для виявлення балістичних ракет, що летять за тисячі кілометрів, і використовувати астрономічні телескопи для спостереження за галактиками на відстані мільярдів світлових років, жодна з цих технологій не працює добре в морі.
Отже, ми просто кажемо:
Ми знаємо більше про поверхню Місяця, ніж про глибини нашої планети!
Ми знаємо набагато більше про внутрішність Сонця, ніж про внутрішність Землі!
Оскільки всі види радіовиявлення не можна використовувати під водою, що з іншими чорними технологіями?
Як щодо нейтрино, які можуть проникати в землю і використовувати її для зв’язку та виявлення? Шкода, що інопланетяни нас ще не навчили.
А як щодо підводного квантового зв’язку? Можливо, скоро інопланетяни прямують на Землю з Центавра.
Фахівці з гідролокації кажуть нам, що зараз, під водою, єдине, на що ми можемо покладатися, це звукові хвилі, як кажани!
Звичайна невелика бомба вагою менше 2 кілограмів вибухає у воді, а звукові хвилі можуть поширюватися на 4200 кілометрів. (Вибух на рухомому зображенні — це вибух петард у воді. Можна побачити, що утворена велика «повітряна куля» швидко повертається до початкової форми під тиском води.)
Принцип сонара
Що стосується звуку, ми з ним знайомі. Пасивний сонар на підводному човні еквівалентний нашим вухам, а активний сонар трохи схожий на комбінацію рота та вух. Якщо ви закриєте очі і крикнете, ви почуєте луну через дві секунди, щоб ви могли сказати: «Згідно з оцінкою старого, на висоті 340 метрів є велика гора».
Звичайно, активний гідролокатор на підводному човні не може покладатися на крик, він покладається на електрику. Ви сказали, що якщо буде відключення електроенергії або активний ехолот зламаний, ви можете кричати? Чи можу я?
Це... насправді є кращий спосіб.
Стук підводного човна...
Такий спосіб стуку підводних човнів бачили у фільмах. Неможливо перевірити, чи використовувався він насправді. Ми лише знаємо, що країни використовували гранати для вибуху у воді для передачі інформації на підводні підводні човни.
Звукові хвилі є єдиною опорою для атомних підводних човнів під водою. Це настільки важливо, що нам потрібно зрозуміти принцип сонара. Насправді це цікавіше, ніж ми собі уявляли.
Можна сказати, що кожен може використовувати принципи, які використовуються в гідролокаторі, і багато старих курців використовують його більше десяти або двадцяти разів на день, але не всі про це усвідомлюють.
картина
Натисніть, щоб створити електричну іскру.
картина
п'єзоелектричний запальник
Багато хто думає, що чорна грудка в запальничці - це батарейка, яка накопичує електрику, але це не так. Це п’єзокераміка, яка покладається на механічний тиск вашого великого пальця, щоб створити напругу, яка викликає іскру запалювання. Це означає, що запальник в запальничці не потрібно викидати, і навіть якщо він буде зберігатися протягом багатьох років, він все одно буде працювати, тому що це не батарейка.
У 1880 році брати П'єр і Жак Кюрі відкрили п'єзоелектричний ефект.
Цілком можливо, що два брати ніколи б не подумали, що їх знахідку знайдуть у вимикачах запалювання газових плит у тисячах домогосподарств, у руках курців, у запалах снарядів і на атомних підводних човнах вартістю понад мільярд доларів. в море. .
Можна також припустити, що тодішня громадськість не звернула особливої уваги на відкриття п’єзоелектричного ефекту. Наукові дослідження завжди були однаковими – попередники мовчки садили дерева, а нащадки радісно насолоджувалися тінню.
картина
Принципова схема п'єзоелектричного ефекту
@Tizeff
Як показано на схемі вище, застосування тиску до шматка п’єзоелектричного матеріалу створює електричний струм. Це процес перетворення механічної енергії в електричну.
Існує багато видів п’єзоелектричних матеріалів, одним із яких є п’єзоелектрична кераміка, яка є дуже чутливою, і невеликий тиск створює напругу. точні.
А звукові хвилі — це тиск — звуковий тиск. Гудіння та обертання гвинта ворожого підводного човна створює звуковий тиск, і коли він торкається п'єзоелектричної кераміки нашої підводного човна, це коливання звукового тиску перетворюється на коливання напруги, тому ви можете почути приблизний напрямок підводного човна противника. вгору.
картина
І навпаки, активний гідролокатор випромінює звукові хвилі, як їх випромінювати? Все дуже просто, візьмемо для прикладу п'єзокераміку. Оскільки звуковий тиск принесе напругу, то, у свою чергу, якщо електричне поле прикладено до п’єзоелектричної кераміки, чи не деформується п’єзоелектрична кераміка? Ось і все, швидка деформація матеріалу - це звук.
Бажана частота звуку, наприклад інфразвуку, звукових або ультразвукових хвиль, залежить від електричного поля, яке ми прикладаємо. Це активний ехолот. Звичайно, крім зміни електричного поля для деформації матеріалу, також можна використовувати магнітне поле, яке є магнітострикційним ефектом.
зіткнення підводного човна
Однак, незважаючи на те, що існує гідролокатор для дослідження морських артефактів, атомним підводним човнам буде нелегко використовувати активний гідролокатор.
Правильно, якщо атомний підводний човен не матиме переваги приховування, то він втратить значну частину своєї цінності. Незважаючи на те, що ви ховаєтеся в морських глибинах, ворог дізнається ваше місцезнаходження в будь-який момент. Що ти хочеш? Хіба руйнівник не може замінити вас?
картина
Спочатку ви були нічним вбивцею, але ввімкнули потужний прожектор (з активним ехолотом), коли йшли вночі. Ви освітлювали і інших, і дорогу, і себе.
Тому, коли атомні підводні човни, особливо атомні підводні човни з балістичними ракетами, занурюються в глибоке море, вони не можуть випадково вмикати активний гідролокатор і використовують лише пасивний гідролокатор для виявлення можливих кораблів противника навколо них.
Атомні підводні човни Великобританії та Франції зіткнулися через те, що не використовували активний гідролокатор.
картина
На знімку британський атомний підводний човен «Авангард», який зіткнувся з французьким атомним підводним човном класу «Тріумф» у 2009 році.
Після зіткнення британської та французької підводних човнів французький підводний човен подумав, що вдарився об невідомий об’єкт, і отримав серйозні пошкодження. Повернення в порт зайняло 3 дні. Перевіривши травми, ВМС Франції негайно оголосили, що підозрюють, що він влучив у контейнер.
Коли Британія почула це, вона поспішила до Франції, щоб порівняти пошкодження двох підводних човнів, і нарешті зрозуміла, що атомні підводні човни двох країн зіткнулися. Це теж соромно😅
