Bạn có biết nút đánh lửa trên bật lửa có nguyên lý hoạt động giống như công tắc đánh lửa của bếp ga, ngòi nổ của vỏ đạn và thiết bị quan trọng của tàu ngầm hạt nhân.
Hãy bắt đầu với tàu ngầm hạt nhân.
Khoảng cách liên lạc xa nhất của loài người là Du hành 1 bay ra khỏi hệ mặt trời, hiện cách trái đất 20,6 tỷ km (tính đến 5/12/2016); khoảng cách phát hiện xa nhất là những thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng.
Tuy nhiên, tàu ngầm hạt nhân có giá hơn một tỷ đô la. Họ đang ở dưới biển sâu, và khoảng cách họ có thể "nhìn thấy" và khoảng cách liên lạc giữa nhau được tính bằng mét.
Dùng từ "thiển cận" còn xa mới đủ để diễn tả sự thiển cận của tàu ngầm dưới lòng biển. So với việc phát hiện sóng điện từ trên đất liền, tàu ngầm dưới biển thực sự "mù".
Điều mà nhiều người thắc mắc là loài người đã bước sang thế kỷ 21, tại sao việc phát hiện dưới nước và liên lạc dưới nước vẫn còn thô sơ và lạc hậu như vậy? Bạn không thể sử dụng sóng điện từ của một dải tần số đặc biệt? Tại sao chúng ta vẫn phải sử dụng sóng âm thanh như loài dơi?
Tại sao sử dụng sóng âm thanh?
Một sự thật hiển nhiên là ở vùng biển rất trong xanh, mặt trời có thể xuống tối đa 200 mét dưới mặt biển. Thực vật tồn tại. Nếu ở vùng biển bị ô nhiễm nặng, ánh sáng mặt trời sẽ chiếu tới khoảng 1 mét dưới nước.
hình ảnh
Bạn có thể nhớ lại, khi bơi, bạn có thể nhìn thấy bao xa dưới nước?
Ánh sáng là một loại sóng điện từ. Nếu sự thâm nhập của ánh sáng trong nước quá kém, thì các sóng điện từ khác, chẳng hạn như các loại sóng radar khác nhau, cũng không khá hơn là bao.
Do đó, thật đáng tiếc là mặc dù con người có thể sử dụng radar để phát hiện tên lửa đạn đạo bay cách xa hàng nghìn km và sử dụng kính viễn vọng thiên văn để quan sát các thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng, nhưng không có công nghệ nào trong số này hoạt động tốt dưới biển.
Vì vậy, chúng tôi chỉ nói:
Chúng ta biết về bề mặt của mặt trăng nhiều hơn chúng ta biết về độ sâu của hành tinh của chúng ta!
Chúng ta biết nhiều về phần bên trong của mặt trời hơn là về phần bên trong trái đất!
Vì các loại phát hiện vô tuyến không thể được sử dụng dưới biển, vậy còn các công nghệ đen khác thì sao?
Còn về neutrino có thể xuyên qua trái đất và sử dụng nó để liên lạc và phát hiện thì sao? Thật đáng tiếc khi người ngoài hành tinh chưa dạy chúng ta.
Còn về giao tiếp lượng tử dưới nước thì sao? Có thể sắp tới, người ngoài hành tinh đang trên đường đến Trái đất từ Centaurus.
Các chuyên gia sonar cho chúng ta biết rằng hiện nay, dưới nước, thứ duy nhất chúng ta có thể dựa vào là sóng âm thanh, giống như loài dơi!
Một quả bom nhỏ thông thường nặng chưa đến 2 kg phát nổ trong nước và sóng âm thanh có thể truyền đi hơn 4.200 km. (Tiếng nổ trong hình động là tiếng nổ của pháo nổ trong nước. Có thể thấy "quả bóng bay" lớn hình thành bị áp lực nước nhanh chóng trở lại hình dạng ban đầu.)
nguyên tắc sonar
Khi nói đến âm thanh, chúng ta đã quen thuộc với nó. Sonar thụ động trên tàu ngầm tương đương với tai của chúng ta, còn sonar chủ động giống như sự kết hợp giữa miệng và tai. Nếu bạn nhắm mắt lại và hét lên, bạn sẽ nghe thấy tiếng vang sau hai giây, vì vậy bạn có thể nói: "Theo phán đoán của ông già, Có một ngọn núi lớn ở độ cao 340 mét."
Tất nhiên, sonar hoạt động trong tàu ngầm không thể dựa vào tiếng la hét, nó dựa vào điện. Bạn nói xem, nếu mất điện, hoặc sonar đang hoạt động bị hỏng, bạn có thể hét lên không? Tôi có thể?
Điều này ... thực sự có một cách tốt hơn.
Gõ vào tàu ngầm ...
Phương pháp húc vào tàu ngầm này đã từng xuất hiện trong phim ảnh. Cho dù nó đã được sử dụng trong thực tế là không thể kiểm chứng. Chúng ta chỉ biết rằng các quốc gia đã sử dụng lựu đạn nổ trong nước để truyền thông tin cho các tàu ngầm dưới nước.
Sóng âm là hỗ trợ duy nhất cho tàu ngầm hạt nhân dưới nước. Điều quan trọng là chúng ta cần phải hiểu nguyên tắc của sonar. Trên thực tế, nó thú vị hơn chúng ta tưởng tượng.
Có thể nói rằng mọi người đều có thể sử dụng các nguyên tắc được sử dụng trong sonar, và nhiều người hút thuốc cũ sử dụng nó hơn mười hoặc hai mươi lần một ngày, nhưng mọi người đều không biết về nó.
hình ảnh
Nhấn xuống để tạo ra tia lửa điện.
hình ảnh
đánh lửa áp điện
Nhiều người lầm tưởng cục đen trong bật lửa là cục pin tích điện, nhưng thực tế không phải vậy. Đó là một gốm áp điện dựa vào áp suất cơ học của ngón tay cái của bạn để tạo ra điện áp kích hoạt tia lửa đánh lửa. Điều này có nghĩa là bộ phận đánh lửa trong bật lửa không cần phải vứt đi và ngay cả khi nó được cất giữ trong nhiều năm, nó vẫn hoạt động vì nó không phải là pin.
Năm 1880, anh em Pierre và Jacques Curie phát hiện ra hiệu ứng áp điện.
Có thể hình dung rằng hai anh em sẽ không bao giờ tưởng tượng được rằng phát hiện của họ sẽ được tìm thấy trong công tắc đánh lửa của bếp ga trong hàng nghìn hộ gia đình, trong tay những người hút thuốc, trong khói đạn pháo và trong tàu ngầm hạt nhân trị giá hơn một tỷ đô la. trên biển. .
Cũng có thể hình dung rằng công chúng vào thời điểm đó không chú ý nhiều đến việc phát hiện ra hiệu ứng áp điện. Nghiên cứu khoa học bao giờ cũng vậy - tiền nhân âm thầm trồng cây, con cháu vui bóng mát.
hình ảnh
Sơ đồ hiệu ứng áp điện
@Tizeff
Như thể hiện trong sơ đồ trên, tác dụng áp lực lên một mảnh vật liệu áp điện sẽ tạo ra dòng điện. Đây là quá trình biến đổi cơ năng thành điện năng.
Có nhiều loại vật liệu áp điện, một trong số đó là gốm áp điện, rất nhạy cảm và một chút áp lực sẽ tạo ra điện áp. chính xác.
Và sóng âm là áp suất—áp suất âm thanh. Âm thanh vo ve và quay của chân vịt tàu ngầm đối phương tạo ra áp suất âm thanh và khi nó chạm vào gốm áp điện của tàu ngầm của chúng ta, áp suất âm thanh dao động này sẽ được chuyển thành điện áp dao động, do đó bạn có thể nghe thấy hướng gần đúng của tàu ngầm đối phương hướng lên.
hình ảnh
Ngược lại, sonar hoạt động là để phát ra sóng âm thanh, làm thế nào để phát ra chúng? Rất đơn giản, hãy lấy gốm áp điện làm ví dụ. Vì áp suất âm thanh sẽ mang lại điện áp, nên ngược lại, nếu đặt một điện trường lên gốm áp điện, gốm áp điện có bị biến dạng không? Vậy đấy, sự biến dạng nhanh chóng của vật liệu chính là âm thanh.
Tần số mong muốn của âm thanh, chẳng hạn như hạ âm, sóng âm hoặc sóng siêu âm, phụ thuộc vào điện trường mà chúng ta áp dụng. Đây là sonar chủ động. Tất nhiên, ngoài việc thay đổi điện trường để biến dạng vật liệu, còn có thể sử dụng từ trường, đó là hiệu ứng từ giảo.
va chạm tàu ngầm
Tuy nhiên, mặc dù có sonar tạo tác thám hiểm biển nhưng tàu ngầm hạt nhân sẽ không dễ dàng sử dụng sonar chủ động.
Đúng vậy, nếu như một chiếc tàu ngầm hạt nhân không có ưu điểm che giấu, như vậy sẽ mất đi một bộ phận lớn giá trị. Dù bạn đang ẩn náu dưới biển sâu nhưng kẻ thù biết vị trí của bạn bất cứ lúc nào. Bạn muốn gì? Một kẻ hủy diệt không thể thay thế bạn?
hình ảnh
Bạn vốn là kẻ giết người ban đêm, nhưng bạn đã bật đèn rọi công suất cao (có sonar hoạt động) khi đi dạo vào ban đêm. Bạn đã chiếu sáng những người khác, con đường và chính bạn.
Do đó, khi tàu ngầm hạt nhân, đặc biệt là tàu ngầm hạt nhân mang tên lửa đạn đạo, chìm dưới đáy biển sâu, chúng không thể tùy tiện bật sonar chủ động mà chỉ sử dụng sonar thụ động để phát hiện các tàu địch có thể ở xung quanh.
Tàu ngầm hạt nhân của Anh và Pháp va chạm do không sử dụng sonar chủ động.
hình ảnh
Hình ảnh tàu ngầm hạt nhân Avant-Garde của Anh va chạm với tàu ngầm hạt nhân lớp Triumph của Pháp năm 2009.
Sau khi tàu ngầm Anh và Pháp va chạm, tàu ngầm Pháp cho rằng nó đã va phải một vật thể lạ và bị hư hại nghiêm trọng. Mất 3 ngày để quay lại cảng. Sau khi kiểm tra các vết thương, Hải quân Pháp ngay lập tức thông báo rằng họ nghi ngờ nó đã đâm phải một container.
Nước Anh nghe tin này vội chạy đến Pháp để so sánh thương tích của hai tàu ngầm, cuối cùng nhận ra tàu ngầm hạt nhân của hai nước đã va chạm với nhau. Cũng ngại 😅
