هل تعلم أن زر الإشعال في الولاعة له نفس مبدأ مفتاح الإشعال في موقد الغاز ، والصمام الزناد للقذيفة ، والجهاز المهم للغواصة النووية.
لنبدأ بالغواصات النووية.
أبعد مسافة اتصال للبشر هي فوييجر 1 ، التي انطلقت من النظام الشمسي ، والتي تبعد حاليًا 20.6 مليار كيلومتر عن الأرض (اعتبارًا من 5 ديسمبر 2016) ؛ وأبعد مسافة كشف هي تلك المجرات التي تبعد بلايين السنين الضوئية.
ومع ذلك ، تكلف الغواصات النووية أكثر من مليار دولار. هم في أعماق البحار ، والمسافة التي يمكنهم "رؤيتها" ومسافة الاتصال بين بعضهم البعض محسوبة بالأمتار.
إن استخدام "قصر النظر" ليس كافياً لوصف قصر نظر الغواصات في البحر. بالمقارنة مع الكشف عن الموجات الكهرومغناطيسية على الأرض ، فإن الغواصات في البحر "عمياء" حقًا.
ما يتساءل الكثير من الناس هو أن البشر قد دخلوا القرن الحادي والعشرين ، فلماذا لا يزال الاكتشاف تحت الماء والتواصل تحت الماء بدائيًا ومتخلفًا؟ ألا يمكنك استخدام الموجات الكهرومغناطيسية لنطاق تردد خاص؟ لماذا لا يزال يتعين علينا استخدام الموجات الصوتية مثل الخفافيش؟
لماذا نستخدم الموجات الصوتية؟
من الحقائق الواضحة أنه في بحر شديد النقاء ، يمكن أن تصل الشمس إلى 200 متر على الأكثر تحت سطح البحر. النباتات موجودة. إذا كانت في منطقة بحرية شديدة التلوث ، فسوف يصل ضوء الشمس إلى حوالي متر واحد تحت الماء.
صورة
هل يمكنك أن تتذكر ، عند السباحة ، إلى أي مدى يمكنك أن ترى تحت الماء؟
الضوء نوع من الموجات الكهرومغناطيسية. إذا كان تغلغل الضوء في الماء ضعيفًا جدًا ، فإن الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى ، مثل موجات الرادار المختلفة ، ليست أفضل بكثير.
لذلك ، من المؤسف أنه على الرغم من أن البشر يمكنهم استخدام الرادار لاكتشاف الصواريخ الباليستية التي تطير على بعد آلاف الكيلومترات ، واستخدام التلسكوبات الفلكية لمراقبة المجرات التي تبعد مليارات السنين الضوئية ، إلا أن أيا من هذه التقنيات لا تعمل بشكل جيد في البحر.
لذلك ، نقول فقط:
نحن نعرف عن سطح القمر أكثر مما نعرفه عن أعماق كوكبنا!
نحن نعرف الكثير عن باطن الشمس أكثر مما نعرفه عن باطن الأرض!
بما أنه لا يمكن استخدام جميع أنواع الكشف اللاسلكي تحت سطح البحر ، فماذا عن التقنيات السوداء الأخرى؟
ماذا عن النيوترينوات التي تستطيع اختراق الأرض واستخدامها للتواصل والكشف؟ إنه لأمر مؤسف أن الفضائيين لم يعلمونا بعد.
ماذا عن الاتصالات الكمومية تحت الماء؟ ربما قريبًا ، الأجانب في طريقهم إلى الأرض من قنطورس.
يخبرنا خبراء سونار أنه في الوقت الحالي ، تحت الماء ، الشيء الوحيد الذي يمكننا الاعتماد عليه هو الموجات الصوتية ، مثل الخفافيش!
قنبلة عادية صغيرة يقل وزنها عن 2 كيلوجرام تنفجر في الماء ويمكن أن تنتقل الموجات الصوتية لمسافة تزيد عن 4200 كيلومتر. (الانفجار في الصورة المتحركة هو انفجار مفرقعات نارية في الماء. يمكن ملاحظة أن "البالون" الكبير المتكون عاد بسرعة إلى شكله الأصلي بضغط الماء.)
مبدأ السونار
عندما يتعلق الأمر بالصوت ، فنحن على دراية به. السونار السلبي على الغواصة يعادل آذاننا ، والسونار النشط يشبه إلى حد ما مزيج الفم والأذنين. إذا أغمضت عينيك وصرخت ، فسوف تسمع صدى الصوت بعد ثانيتين ، لذلك يمكنك أن تقول ، "حسب حكم الرجل العجوز ، يوجد جبل كبير على ارتفاع 340 مترًا".
بالطبع ، السونار النشط في الغواصة لا يمكنه الاعتماد على الصراخ ، فهو يعتمد على الكهرباء. قلت ، ماذا لو انقطع التيار الكهربائي ، أو انكسر السونار النشط ، أيمكنك الصراخ؟ ربما أنا؟
هذا ... في الواقع هناك طريقة أفضل.
طرق على الغواصة ...
شوهدت طريقة طرق الغواصات هذه في الأفلام. لا يمكن اختبار ما إذا كان قد تم استخدامه في الواقع أم لا. نحن نعلم فقط أن الدول استخدمت القنابل اليدوية للانفجار في الماء لنقل المعلومات إلى الغواصات تحت الماء.
الموجات الصوتية هي الدعم الوحيد للغواصات النووية تحت الماء. من المهم جدًا أن نحتاج إلى فهم مبدأ السونار. في الواقع ، إنه أكثر إثارة مما كنا نتخيله.
يمكن القول أنه يمكن للجميع استخدام المبادئ المستخدمة في السونار ، وكثير من المدخنين القدامى يستخدمونها أكثر من عشر أو عشرين مرة في اليوم ، لكن الجميع لا يعلمون بها.
صورة
اضغط لأسفل لتوليد شرارة كهربائية.
صورة
الشاعل الكهروإجهادي
يعتقد الكثير من الناس أن الكتلة السوداء في الولاعة هي البطارية التي تخزن الكهرباء ، لكنها ليست كذلك. إنها عبارة عن سيراميك بيزوسيراميك يعتمد على الضغط الميكانيكي لإبهامك لتوليد الجهد الذي يطلق شرارة الاشتعال. هذا يعني أن جهاز الإشعال الموجود في الولاعة لا يحتاج إلى التخلص منه ، وحتى إذا تم تخزينه لسنوات عديدة ، فسيظل يعمل لأنه ليس بطارية.
في عام 1880 ، اكتشف الأخوان بيير وجاك كوري التأثير الكهروضغطي.
من المتصور أن الأخوين لم يتخيلا أبدًا أن اكتشافهما يمكن العثور عليه في مفاتيح الإشعال لمواقد الغاز في آلاف المنازل ، وفي أيدي المدخنين ، وفي فتيل القذائف وفي الغواصات النووية التي تزيد قيمتها عن مليار دولار. في البحر. .
من المتصور أيضًا أن الجمهور في ذلك الوقت لم يعر اهتمامًا كبيرًا لاكتشاف التأثير الكهروضغطي. لطالما كان البحث العلمي هو نفسه - زرع الأسلاف الأشجار بصمت ، واستمتع أحفادهم بالظل بسعادة.
صورة
رسم تخطيطي لتأثير كهرضغطية
تضمين التغريدة
كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه ، يؤدي الضغط على قطعة من مادة كهرضغطية إلى توليد تيار كهربائي. هذه هي عملية تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
هناك أنواع عديدة من المواد الكهروإجهادية ، أحدها سيراميك كهرضغطية ، وهو حساس للغاية ، والضغط القليل سيولد جهدًا كهربائيًا. دقيق.
والموجات الصوتية هي ضغط - ضغط صوتي. يولد صوت الطنين والدوران لمروحة غواصة العدو ضغطًا صوتيًا ، وعندما يلامس السيراميك الكهروضغطي لغواصتنا ، سيتم تحويل ضغط الصوت المتذبذب هذا إلى جهد متذبذب ، حتى تتمكن من سماع الاتجاه التقريبي لغواصة الخصم أعلى.
صورة
بالمقابل السونار النشط هو إصدار الموجات الصوتية ، فكيف تنبعث منها؟ الأمر بسيط للغاية ، لنأخذ السيراميك الكهرضغطية كمثال. بما أن ضغط الصوت سيجلب الجهد ، إذن ، إذا تم تطبيق مجال كهربائي على السيراميك الكهروضغطي ، ألن يتشوه السيراميك الكهرضغطية؟ هذا كل شيء ، التشوه السريع للمادة هو الصوت.
يعتمد التردد المطلوب للصوت ، مثل الموجات فوق الصوتية أو الموجات الصوتية أو الموجات فوق الصوتية ، على المجال الكهربائي الذي نطبقه. هذا سونار نشط. بالطبع ، بالإضافة إلى تغيير المجال الكهربائي لتشويه المادة ، يمكن أيضًا استخدام المجال المغناطيسي ، وهو تأثير التقبض المغناطيسي.
تصادم الغواصة
ومع ذلك ، على الرغم من وجود سونار استكشاف البحر ، إلا أن الغواصات النووية لن تستخدم السونار النشط بسهولة.
هذا صحيح ، إذا لم تتمتع الغواصة النووية بميزة الإخفاء ، فستفقد جزءًا كبيرًا من قيمتها. على الرغم من أنك تختبئ في أعماق البحار ، فإن العدو يعرف موقعك في أي وقت. ماذا تريد؟ لا يمكن لمدمرة أن تحل محلك؟
صورة
لقد كنت في الأصل قاتلًا ليليًا ، لكنك قمت بتشغيل كشاف عالي الطاقة (مع سونار نشط) عندما كنت تمشي في الليل. أضاءت الآخرين والطريق ونفسك.
لذلك ، عندما تكون الغواصات النووية ، وخاصة الغواصات النووية ذات الصواريخ الباليستية ، مغمورة في أعماق البحار ، فإنها لا تستطيع تشغيل السونار النشط عرضيًا ، ولا تستخدم سوى السونار السلبي لاكتشاف سفن العدو المحتملة من حولها.
اصطدمت الغواصات النووية لبريطانيا وفرنسا لأنها لم تستخدم السونار النشط.
صورة
تُظهر الصورة الغواصة النووية البريطانية Avant-Garde ، التي اصطدمت بالغواصة النووية الفرنسية من طراز Triumph في عام 2009.
بعد اصطدام الغواصات البريطانية والفرنسية ، اعتقدت الغواصة الفرنسية أنها اصطدمت بجسم غير معروف وتضررت بشدة. استغرق الأمر 3 أيام للعودة إلى الميناء. بعد التحقق من الإصابات ، أعلنت البحرية الفرنسية على الفور أنها اشتبهت في أنها اصطدمت بحاوية.
عندما سمعت بريطانيا بذلك ، سارعت إلى فرنسا لمقارنة إصابات الغواصتين ، وأدركت أخيرًا أن الغواصات النووية للبلدين قد اصطدمت. إنه محرج أيضًا 😅
