Sabíeu que el botó d'encesa d'un encenedor té el mateix principi que l'interruptor d'encesa d'una estufa de gas, el disparador d'una closca i l'important dispositiu d'un submarí nuclear?
Comencem pels submarins nuclears.
La distància de comunicació més llunyana per als éssers humans és la Voyager 1, que va sortir del sistema solar, que actualment es troba a 20.600 milions de quilòmetres de distància de la terra (a partir del 5 de desembre de 2016); la distància de detecció més llunyana són aquelles galàxies a milers de milions d'anys llum de distància.
Tanmateix, els submarins nuclears costen més de mil milions de dòlars. Es troben a les profunditats del mar, i la distància que poden "veure" i la distància de comunicació entre ells es calculen en metres.
L'ús de la "miopía" està lluny de ser suficient per descriure la miopia dels submarins al mar. En comparació amb la detecció d'ones electromagnètiques a terra, els submarins al mar són realment "cecs".
El que molta gent es pregunta és que els humans han entrat al segle XXI, per què la detecció submarina i la comunicació submarina encara són tan primitives i endarrerides? No podeu utilitzar ones electromagnètiques d'una banda de freqüència especial? Per què encara hem d'utilitzar ones sonores com els ratpenats?
Per què utilitzar ones sonores?
És un fet evident que en un mar molt clar, el sol pot arribar com a màxim a 200 metres sota la superfície del mar. Les plantes existeixen. Si es troba en una zona de mar molt contaminada, la llum del sol arribarà aproximadament a 1 metre sota l'aigua.
imatge
Recordeu, quan nedeu, fins a quin punt podeu veure sota l'aigua?
La llum és una mena d'ona electromagnètica. Si la penetració de la llum a l'aigua és tan pobre, llavors altres ones electromagnètiques, com ara diverses ones de radar, no són molt millors.
Per tant, és una llàstima que, tot i que els humans poden utilitzar el radar per detectar míssils balístics que volen a milers de quilòmetres de distància i utilitzar telescopis astronòmics per observar galàxies a milers de milions d'anys llum de distància, cap d'aquestes tecnologies funciona bé al mar.
Per tant, només diem:
Sabem més sobre la superfície de la lluna que no pas sobre les profunditats del nostre propi planeta!
Sabem molt més sobre l'interior del sol que no pas sobre l'interior de la terra!
Com que tot tipus de detecció de ràdio no es pot utilitzar sota el mar, què passa amb les altres tecnologies negres?
Què tal els neutrins que poden penetrar a la terra i utilitzar-lo per a la comunicació i la detecció? És una llàstima que els extraterrestres encara no ens hagin ensenyat.
Què passa amb la comunicació quàntica submarina? Potser aviat, els extraterrestres estan de camí a la Terra des de Centaurus.
Els experts del sonar ens diuen que actualment, sota l'aigua, l'únic en què podem confiar són les ones sonores, com els ratpenats!
Una petita bomba normal de menys de 2 quilograms explota a l'aigua i les ones sonores es poden transmetre a més de 4.200 quilòmetres. (L'explosió de la imatge en moviment és l'explosió de petards a l'aigua. Es pot veure que el gran "globus" format torna ràpidament a la seva forma original per la pressió de l'aigua.)
Principi de sonar
Pel que fa al so, el coneixem. El sonar passiu del submarí és equivalent a les nostres orelles, i el sonar actiu és una mica com la combinació de la boca i les orelles. Si tanqueu els ulls i crideu, sentireu l'eco al cap de dos segons, així podreu dir: "Segons el judici del vell, hi ha una gran muntanya a 340 metres".
Per descomptat, el sonar actiu en un submarí no pot dependre dels crits, depèn de l'electricitat. Vostè va dir, què passa si hi ha un tall de llum o el sonar actiu està trencat, pots cridar? Puc?
Això... en realitat hi ha una manera millor.
Truqueu el submarí...
Aquest mètode de trucar als submarins s'ha vist a les pel·lícules. No es pot comprovar si s'ha utilitzat en realitat. Només sabem que els països han utilitzat granades per explotar a l'aigua per transmetre informació als submarins submarins.
Les ones sonores són l'únic suport per als submarins nuclears sota l'aigua. És tan important que hem d'entendre el principi del sonar. De fet, és més interessant del que ens imaginàvem.
Es pot dir que tothom pot utilitzar els principis utilitzats en el sonar, i molts vells fumadors l'utilitzen més de deu o vint vegades al dia, però tothom no n'és conscient.
imatge
Premeu cap avall per generar una espurna elèctrica.
imatge
encès piezoelèctric
Molta gent pensa que el terró negre de l'encenedor és la bateria, que emmagatzema electricitat, però no ho és. És una piezoceràmica que es basa en la pressió mecànica del polze per crear una tensió que desencadena una espurna d'encesa. Això vol dir que no cal llençar l'encesa de l'encenedor i, encara que s'emmagatzemi durant molts anys, seguirà funcionant perquè no és una bateria.
El 1880, els germans Pierre i Jacques Curie van descobrir l'efecte piezoelèctric.
És concebible que els dos germans mai s'haguessin imaginat que el seu descobriment es trobaria en els interruptors d'encesa de les estufes de gas de milers de llars, en mans de fumadors, en les espoletes de petxines i en submarins nuclears per valor de més de mil milions de dòlars. al mar. .
També és concebible que el públic en aquell moment no prestés molta atenció al descobriment de l'efecte piezoelèctric. La investigació científica sempre ha estat la mateixa: els predecessors plantaven arbres en silenci i els descendents gaudien de l'ombra amb alegria.
imatge
Diagrama esquemàtic de l'efecte piezoelèctric
@Tizeff
Com es mostra al diagrama anterior, aplicar pressió a un tros de material piezoelèctric crea un corrent elèctric. Aquest és el procés de conversió d'energia mecànica en energia elèctrica.
Hi ha molts tipus de materials piezoelèctrics, un dels quals és la ceràmica piezoelèctrica, que és molt sensible i una mica de pressió generarà una tensió. precís.
I les ones sonores són pressió, pressió sonora. El so brunzit i giratori de l'hèlix del submarí enemic genera pressió sonora, i quan toca la ceràmica piezoelèctrica del nostre submarí, aquesta pressió sonora fluctuant es convertirà en una tensió fluctuant, de manera que podeu escoltar la direcció aproximada del submarí de l'oponent. amunt.
imatge
Per contra, el sonar actiu és emetre ones sonores, com emetre-les? És molt senzill, posem com a exemple la ceràmica piezoelèctrica. Com que la pressió acústica aportarà tensió, al seu torn, si s'aplica un camp elèctric a la ceràmica piezoelèctrica, la ceràmica piezoelèctrica no es deformarà? Això és tot, la ràpida deformació del material és el so.
La freqüència desitjada del so, com ara infrasons, ones sonores o ones ultrasòniques, depèn del camp elèctric que apliquem. Aquest és el sonar actiu. Per descomptat, a més de canviar el camp elèctric per deformar el material, també es pot utilitzar el camp magnètic, que és l'efecte magnetoestrictiu.
col·lisió submarí
Tanmateix, tot i que hi ha un artefacte-sonar que explora el mar, els submarins nuclears no utilitzaran fàcilment el sonar actiu.
Així és, si un submarí nuclear no té l'avantatge d'ocultar-se, perdrà gran part del seu valor. Tot i que t'amagues a les profunditats del mar, l'enemic sap la teva ubicació en qualsevol moment. Què vols? No et pot substituir un destructor?
imatge
Originalment eres un assassí nocturn, però vas encendre un reflector d'alta potència (amb sonar actiu) quan caminaves de nit. Vas il·luminar els altres, el camí i tu mateix.
Per tant, quan els submarins nuclears, especialment els submarins nuclears de míssils balístics, estan submergits al mar profund, no poden encendre el sonar actiu casualment i només utilitzen el sonar passiu per detectar possibles vaixells enemics al seu voltant.
Els submarins nuclears de Gran Bretanya i França van xocar perquè no feien servir el sonar actiu.
imatge
La imatge mostra el submarí nuclear britànic Avant-Garde, que va xocar amb el submarí nuclear francès de la classe Triumph el 2009.
Després que els submarins britànics i francesos xoquessin, el submarí francès va pensar que havia colpejat un objecte desconegut i va quedar seriosament danyat. Va trigar 3 dies a tornar al port. Després de comprovar les ferides, l'Armada francesa va anunciar immediatament que sospitava que havia colpejat un contenidor.
Quan Gran Bretanya va sentir això, es va afanyar a França per comparar les ferides dels dos submarins, i finalment es va adonar que els submarins nuclears dels dos països havien xocat. També fa vergonya 😅
