Bir çakmak üzerindeki ateşleme düğmesinin, bir gaz sobasının ateşleme anahtarı, bir merminin tetik fünyesi ve bir nükleer denizaltının önemli cihazı ile aynı prensibe sahip olduğunu biliyor muydunuz?
Nükleer denizaltılarla başlayalım.
İnsanoğlu için en uzak iletişim mesafesi, şu anda dünyadan 20,6 milyar kilometre uzakta olan (5 Aralık 2016 itibariyle) güneş sisteminden uçup giden Voyager 1; en uzak algılama mesafesi, milyarlarca ışıkyılı uzaklıktaki galaksilerdir.
Ancak nükleer denizaltılar bir milyar dolardan fazlaya mal oluyor. Derin denizdeler ve "görebilecekleri" mesafe ile aralarındaki iletişim mesafesi metre cinsinden hesaplanıyor.
Denizaltıların denizdeki miyopluğunu anlatmak için "miyopluk" terimini kullanmak yeterli değildir. Karadaki elektromanyetik dalga tespiti ile karşılaştırıldığında, denizdeki denizaltılar gerçekten "kördür".
Birçok insanın merak ettiği şey, insanların 21. yüzyıla girmesine rağmen, su altı tespiti ve su altı iletişimi neden hala bu kadar ilkel ve geri kalmış durumda? Özel bir frekans bandının elektromanyetik dalgalarını kullanamaz mısınız? Neden hala yarasalar gibi ses dalgalarını kullanmak zorundayız?
Ses dalgaları neden kullanılır?
Çok berrak bir denizde güneşin deniz yüzeyinin en fazla 200 metre altına kadar inebileceği apaçık bir gerçektir. Bitkiler var. Çok kirli bir deniz bölgesinde ise, güneş ışığı su altında yaklaşık 1 metreye ulaşacaktır.
resim
Yüzerken su altında ne kadar uzağı görebildiğinizi hatırlıyor musunuz?
Işık bir tür elektromanyetik dalgadır. Işığın suya nüfuz etmesi çok zayıfsa, o zaman çeşitli radar dalgaları gibi diğer elektromanyetik dalgalar çok daha iyi değildir.
Bu nedenle, ne yazık ki, insanlar binlerce kilometre öteden uçan balistik füzeleri tespit etmek için radar kullanabiliyor ve milyarlarca ışıkyılı uzaklıktaki galaksileri gözlemlemek için astronomik teleskopları kullanabiliyor olsalar da, bu teknolojilerin hiçbiri denizde iyi çalışmıyor.
Yani, sadece şunu söylüyoruz:
Ayın yüzeyi hakkında, kendi gezegenimizin derinlikleri hakkında bildiklerimizden daha fazlasını biliyoruz!
Güneşin içi hakkında, dünyanın içi hakkında bildiklerimizden çok daha fazlasını biliyoruz!
Her türlü radyo algılama deniz altında kullanılamayacağına göre, diğer kara teknolojiler ne olacak?
Dünyaya nüfuz edebilen ve onu iletişim ve tespit için kullanabilen nötrinolara ne dersiniz? Uzaylıların henüz bize öğretmemiş olması üzücü.
Peki ya sualtı kuantum iletişimi? Belki yakında, uzaylılar Erboğa'dan Dünya'ya doğru yola çıkarlar.
Sonar uzmanları bize şu anda su altında güvenebileceğimiz tek şeyin yarasalar gibi ses dalgaları olduğunu söylüyor!
2 kilogramdan hafif sıradan bir küçük bomba suda patlar ve ses dalgaları 4.200 kilometre uzağa iletilebilir. (Hareketli resimdeki patlama havai fişeklerin suda patlamasıdır. Oluşan büyük "balon"un su basıncı ile hızla eski haline döndüğü görülmektedir.)
Sonar prensibi
Sese gelince, ona aşinayız. Denizaltıdaki pasif sonar kulaklarımıza eşdeğer, aktif sonar ise biraz ağız ve kulakların birleşimi gibi. Gözlerinizi kapatıp bağırırsanız iki saniye sonra yankıyı duyarsınız ve "Yaşlı adamın yargısına göre 340 metrede büyük bir dağ var" diyebilirsiniz.
Tabii ki, bir denizaltıdaki aktif sonar bağırmaya güvenemez, elektriğe güvenir. Ya elektrik kesintisi olursa ya da aktif sonar bozulursa bağırır mısınız dediniz. İzin verirseniz?
Bu... aslında daha iyi bir yol var.
Denizaltıyı çal...
Denizaltıları bu şekilde vurma yöntemi filmlerde görülmüştür. Gerçekte kullanılıp kullanılmadığı test edilemez. Sadece ülkelerin su altı denizaltılarına bilgi iletmek için el bombalarını suda patlatmak için kullandıklarını biliyoruz.
Ses dalgaları, su altındaki nükleer denizaltılar için tek destektir. O kadar önemlidir ki sonar prensibini anlamamız gerekir. Aslında, hayal ettiğimizden daha ilginç.
Sonarda kullanılan ilkeleri herkesin kullanabileceği söylenebilir ve birçok yaşlı sigara tiryakisinin günde on veya yirmi defadan fazla kullandığı söylenebilir ancak herkes farkında değildir.
resim
Bir elektrik kıvılcımı oluşturmak için aşağı bastırın.
resim
piezoelektrik ateşleyici
Çoğu kişi çakmağın içindeki siyah yumruğun elektriği depolayan pil olduğunu düşünür ama öyle değildir. Ateşleme kıvılcımını tetikleyen bir voltaj oluşturmak için başparmağınızın mekanik basıncına dayanan bir piezoseramiktir. Bu, çakmağın içindeki ateşleyicinin atılmasına gerek olmadığı ve uzun yıllar saklansa bile pil olmadığı için yine çalışacağı anlamına gelir.
1880'de Pierre ve Jacques Curie kardeşler piezoelektrik etkiyi keşfettiler.
İki erkek kardeşin, keşiflerinin binlerce hanedeki gaz sobalarının kontak anahtarlarında, sigara içenlerin ellerinde, mermi tapalarında ve bir milyar doları aşan nükleer denizaltılarda bulunacağını asla hayal etmemiş olması düşünülebilir. denizde. .
O zamanlar halkın piezoelektrik etkinin keşfine pek ilgi göstermediği de düşünülebilir. Bilimsel araştırma her zaman aynı olmuştur - selefler sessizce ağaç dikti ve torunlar gölgenin tadını mutlu bir şekilde çıkardı.
resim
Piezoelektrik etkinin şematik diyagramı
@Tizeff
Yukarıdaki şemada gösterildiği gibi, bir parça piezoelektrik malzemeye basınç uygulamak bir elektrik akımı oluşturur. Bu, mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi işlemidir.
Pek çok piezoelektrik malzeme türü vardır, bunlardan biri çok hassas olan piezoelektrik seramiktir ve küçük bir basınç voltaj üretecektir. kesin.
Ve ses dalgaları basınçtır - ses basıncı. Düşman denizaltısının pervanesinin uğultulu ve dönen sesi ses basıncı oluşturur ve denizaltımızın piezoelektrik seramiklerine değdiğinde bu dalgalı ses basıncı dalgalı bir voltaja dönüştürülür, böylece rakibin denizaltısının yaklaşık yönünü duyabilirsiniz. yukarı.
resim
Tersine, aktif sonar ses dalgaları yaymaktır, onları nasıl yayar? Çok basit, örnek olarak piezoelektrik seramiği ele alalım. Ses basıncı voltaj getireceğinden, piezoelektrik seramiğe bir elektrik alanı uygulanırsa piezoelektrik seramik deforme olmaz mı? İşte bu, malzemenin hızlı deformasyonu sestir.
İnfrasound, ses dalgaları veya ultrasonik dalgalar gibi istenen ses frekansı uyguladığımız elektrik alana bağlıdır. Bu aktif sonar. Tabii ki, malzemeyi deforme etmek için elektrik alanını değiştirmeye ek olarak, manyetostriktif etki olan manyetik alan da kullanılabilir.
denizaltı çarpışması
Ancak her ne kadar denizde keşif yapan eser-sonar olsa da nükleer denizaltılar aktif sonarı kolay kolay kullanamayacak.
Doğru, bir nükleer denizaltı gizlenme avantajına sahip değilse, o zaman değerinin büyük bir bölümünü kaybeder. Derin denizde saklanıyor olsanız da düşman her an konumunuzu biliyor. Ne istiyorsun? Bir muhrip senin yerini alamaz mı?
resim
Başlangıçta bir gece katiliydiniz, ancak gece yürürken yüksek güçlü bir ışıldak (aktif sonarlı) açtınız. Başkalarını, yolu ve kendinizi aydınlattınız.
Bu nedenle, nükleer denizaltılar, özellikle balistik füze nükleer denizaltıları, derin denizlere daldırıldığında, aktif sonarı gelişigüzel açamazlar ve sadece etraflarındaki olası düşman gemilerini tespit etmek için pasif sonar kullanırlar.
İngiltere ve Fransa'nın nükleer denizaltıları, aktif sonar kullanmadıkları için çarpıştı.
resim
Resim, 2009 yılında Fransız Triumph sınıfı nükleer denizaltıyla çarpışan İngiliz nükleer denizaltısı Avant-Garde'yi gösteriyor.
İngiliz ve Fransız denizaltılarının çarpışmasının ardından Fransız denizaltısı bilinmeyen bir cisme çarptığını düşündü ve ciddi şekilde hasar gördü. Limana dönüş 3 gün sürdü. Yaralıları kontrol ettikten sonra Fransız Donanması, bir konteynere çarptığından şüphelendiğini hemen açıkladı.
İngiltere bunu duyunca aceleyle iki denizaltının yaralarını karşılaştırmak için Fransa'ya gitti ve sonunda iki ülkenin nükleer denizaltılarının çarpıştığını anladı. Bu da utanç verici 😅
