Sapevi che il pulsante di accensione di un accendino ha lo stesso principio dell'interruttore di accensione di un fornello a gas, della spoletta di innesco di un proiettile e dell'importante dispositivo di un sottomarino nucleare.
Cominciamo con i sottomarini nucleari.
La distanza di comunicazione più lontana per gli esseri umani è Voyager 1, che è volato fuori dal sistema solare, che attualmente si trova a 20,6 miliardi di chilometri dalla terra (al 5 dicembre 2016); la distanza di rilevamento più lontana sono quelle galassie a miliardi di anni luce di distanza.
Tuttavia, i sottomarini nucleari costano più di un miliardo di dollari. Sono nel mare profondo e la distanza che possono "vedere" e la distanza di comunicazione tra loro sono calcolate in metri.
L'uso della "miopia" è tutt'altro che sufficiente per descrivere la miopia dei sottomarini in mare. Rispetto al rilevamento delle onde elettromagnetiche sulla terraferma, i sottomarini in mare sono veramente "ciechi".
Ciò che molte persone si chiedono è che gli esseri umani siano entrati nel 21° secolo, perché il rilevamento e la comunicazione subacquea sono ancora così primitivi e arretrati? Non puoi usare le onde elettromagnetiche di una banda di frequenza speciale? Perché dobbiamo ancora usare le onde sonore come i pipistrelli?
Perché usare le onde sonore?
È ovvio che in un mare molto limpido il sole può arrivare al massimo a 200 metri sotto la superficie del mare. Le piante esistono. Se si trova in una zona di mare fortemente inquinata, la luce solare raggiungerà circa 1 metro sott'acqua.
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Riesci a ricordare, quando nuoti, fino a che punto riesci a vedere sott'acqua?
La luce è una specie di onda elettromagnetica. Se la penetrazione della luce nell'acqua è così scarsa, allora altre onde elettromagnetiche, come varie onde radar, non sono molto migliori.
Pertanto, è un peccato che sebbene gli esseri umani possano utilizzare il radar per rilevare missili balistici che volano a migliaia di chilometri di distanza e utilizzare telescopi astronomici per osservare galassie a miliardi di anni luce di distanza, nessuna di queste tecnologie funziona bene nel mare.
Quindi diciamo solo:
Sappiamo di più sulla superficie della luna di quanto sappiamo sulle profondità del nostro pianeta!
Sappiamo molto di più sull'interno del sole che sull'interno della terra!
Dal momento che tutti i tipi di rilevamento radio non possono essere utilizzati sotto il mare, che dire delle altre tecnologie nere?
Che ne dici di neutrini che possono penetrare nella terra e usarla per la comunicazione e il rilevamento? È un peccato che gli alieni non ci abbiano ancora insegnato.
E la comunicazione quantistica subacquea? Forse presto gli alieni arriveranno sulla Terra da Centaurus.
Gli esperti di sonar ci dicono che al momento, sott'acqua, l'unica cosa su cui possiamo fare affidamento sono le onde sonore, come i pipistrelli!
Una normale piccola bomba di meno di 2 chilogrammi esplode in acqua e le onde sonore possono essere trasmesse per oltre 4.200 chilometri. (L'esplosione nell'immagine in movimento è l'esplosione di petardi nell'acqua. Si può vedere che il grande "palloncino" formato viene rapidamente riportato alla sua forma originale dalla pressione dell'acqua.)
Principio sonar
Quando si tratta di suono, lo conosciamo. Il sonar passivo sul sottomarino è equivalente alle nostre orecchie, e il sonar attivo è un po' come la combinazione della bocca e delle orecchie. Se chiudi gli occhi e gridi, sentirai l'eco dopo due secondi, quindi puoi dire: "Secondo il giudizio del vecchio, c'è una grande montagna a 340 metri".
Naturalmente, il sonar attivo in un sottomarino non può fare affidamento sulle urla, si basa sull'elettricità. Hai detto, cosa succede se c'è un'interruzione di corrente o il sonar attivo è rotto, puoi gridare? Posso io?
Questo... in realtà c'è un modo migliore.
Bussare al sottomarino...
Questo metodo per bussare ai sottomarini è stato visto nei film. Non è verificabile se sia stato utilizzato nella realtà. Sappiamo solo che i paesi hanno utilizzato granate esplosive in acqua per trasmettere informazioni ai sottomarini sottomarini.
Le onde sonore sono l'unico supporto per i sottomarini nucleari sott'acqua. È così importante che dobbiamo capire il principio del sonar. In effetti, è più interessante di quanto immaginassimo.
Si può dire che tutti possono usare i principi usati nel sonar, e molti vecchi fumatori lo usano più di dieci o venti volte al giorno, ma non tutti ne sono consapevoli.
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Premere verso il basso per generare una scintilla elettrica.
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accenditore piezoelettrico
Molte persone pensano che il grumo nero nell'accendino sia la batteria, che immagazzina elettricità, ma non lo è. È una piezoceramica che si basa sulla pressione meccanica del pollice per creare una tensione che fa scattare una scintilla di accensione. Ciò significa che l'accenditore nell'accendino non deve essere gettato via e, anche se viene conservato per molti anni, funzionerà comunque perché non è una batteria.
Nel 1880 i fratelli Pierre e Jacques Curie scoprirono l'effetto piezoelettrico.
È ipotizzabile che i due fratelli non avrebbero mai immaginato che la loro scoperta si sarebbe trovata negli interruttori di accensione delle stufe a gas in migliaia di famiglie, nelle mani dei fumatori, nelle spolette dei proiettili e nei sottomarini nucleari del valore di oltre un miliardo di dollari nel mare. .
È anche ipotizzabile che il pubblico a quel tempo non prestasse molta attenzione alla scoperta dell'effetto piezoelettrico. La ricerca scientifica è sempre stata la stessa: i predecessori piantavano alberi in silenzio ei discendenti si godevano felicemente l'ombra.
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Diagramma schematico dell'effetto piezoelettrico
@Tizeff
Come mostrato nel diagramma sopra, l'applicazione di pressione a un pezzo di materiale piezoelettrico crea una corrente elettrica. Questo è il processo di conversione dell'energia meccanica in energia elettrica.
Esistono molti tipi di materiali piezoelettrici, uno dei quali è la ceramica piezoelettrica, che è molto sensibile e una piccola pressione genererà una tensione. accurato.
E le onde sonore sono pressione, pressione sonora. Il ronzio e il suono rotante dell'elica del sottomarino nemico genera pressione sonora e quando tocca la ceramica piezoelettrica del nostro sottomarino, questa pressione sonora fluttuante verrà convertita in una tensione fluttuante, quindi puoi sentire la direzione approssimativa del sottomarino dell'avversario su.
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Al contrario, il sonar attivo deve emettere onde sonore, come emetterle? È molto semplice, prendiamo come esempio la ceramica piezoelettrica. Poiché la pressione sonora porterà tensione, a sua volta, se un campo elettrico viene applicato alla ceramica piezoelettrica, la ceramica piezoelettrica non si deformerà? Ecco, la rapida deformazione del materiale è il suono.
La frequenza desiderata del suono, come infrasuoni, onde sonore o onde ultrasoniche, dipende dal campo elettrico che applichiamo. Questo è un sonar attivo. Naturalmente, oltre a modificare il campo elettrico per deformare il materiale, è possibile utilizzare anche il campo magnetico, che è l'effetto magnetostrittivo.
collisione sottomarina
Tuttavia, sebbene esista un artefatto-sonar per l'esplorazione del mare, i sottomarini nucleari non useranno facilmente il sonar attivo.
Esatto, se un sottomarino nucleare non ha il vantaggio dell'occultamento, allora perderà gran parte del suo valore. Anche se ti nascondi nelle profondità del mare, il nemico conosce la tua posizione in qualsiasi momento. Cosa vuoi? Un cacciatorpediniere non può sostituirti?
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In origine eri un killer notturno, ma hai acceso un proiettore ad alta potenza (con sonar attivo) mentre camminavi di notte. Hai illuminato gli altri, la strada e te stesso.
Pertanto, quando i sottomarini nucleari, in particolare i sottomarini nucleari con missili balistici, sono immersi nelle profondità marine, non possono attivare casualmente il sonar attivo e utilizzare solo il sonar passivo per rilevare possibili navi nemiche intorno a loro.
I sottomarini nucleari di Gran Bretagna e Francia si sono scontrati perché non utilizzavano il sonar attivo.
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L'immagine mostra il sottomarino nucleare britannico Avant-Garde, che si è scontrato con il sottomarino nucleare francese di classe Triumph nel 2009.
Dopo che i sottomarini britannici e francesi si sono scontrati, il sottomarino francese ha pensato di aver colpito un oggetto sconosciuto ed è stato gravemente danneggiato. Ci sono voluti 3 giorni per tornare al porto. Dopo aver verificato le ferite, la Marina francese ha immediatamente comunicato di sospettare di aver colpito un container.
Quando la Gran Bretagna lo seppe, si precipitò in Francia per confrontare le ferite dei due sottomarini e alla fine si rese conto che i sottomarini nucleari dei due paesi si erano scontrati. È anche imbarazzante 😅
