คุณรู้หรือไม่ว่าปุ่มจุดระเบิดบนไฟแช็กมีหลักการเดียวกันกับสวิตช์จุดระเบิดของเตาแก๊ส ฟิวส์ไกของปลอกกระสุน และอุปกรณ์สำคัญของเรือดำน้ำนิวเคลียร์
เริ่มจากเรือดำน้ำนิวเคลียร์กันก่อน
ระยะการสื่อสารที่ไกลที่สุดของมนุษย์คือยานโวเอเจอร์ 1 ซึ่งบินออกจากระบบสุริยะ ซึ่งขณะนี้อยู่ห่างจากโลก 20,600 ล้านกิโลเมตร (ณ วันที่ 5 ธันวาคม 2559) ระยะการตรวจจับที่ไกลที่สุดคือกาแลคซีที่อยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสง
อย่างไรก็ตาม เรือดำน้ำนิวเคลียร์มีราคามากกว่าพันล้านดอลลาร์ พวกเขาอยู่ในทะเลลึกและระยะทางที่พวกเขา "มองเห็น" และระยะทางในการสื่อสารระหว่างกันนั้นคำนวณเป็นเมตร
การใช้ "ค่าสายตาสั้น" นั้นไกลเกินกว่าจะอธิบายค่าสายตาสั้นของเรือดำน้ำในทะเลได้ เมื่อเทียบกับการตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าบนบก เรือดำน้ำในทะเลถือว่า "ตาบอด" อย่างแท้จริง
สิ่งที่หลายคนสงสัยว่ามนุษย์ก้าวเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 แล้ว เหตุใดการตรวจจับใต้น้ำและการสื่อสารใต้น้ำจึงยังคงล้าสมัยและล้าหลัง ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของย่านความถี่พิเศษไม่ได้หรือ? ทำไมเรายังต้องใช้คลื่นเสียงเหมือนค้างคาว?
ทำไมต้องใช้คลื่นเสียง?
เป็นความจริงที่ชัดเจนว่าในทะเลที่ใสมาก ดวงอาทิตย์สามารถส่องลงไปได้สูงสุด 200 เมตรใต้ผิวน้ำทะเล พืชมีอยู่ หากอยู่ในบริเวณทะเลที่มีมลพิษมาก แสงแดดจะส่องถึงใต้น้ำประมาณ 1 เมตร
รูปภาพ
จำได้ไหม เวลาว่ายน้ำ คุณมองเห็นใต้น้ำได้ไกลแค่ไหน?
แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง หากการทะลุผ่านของแสงในน้ำต่ำมาก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ เช่น คลื่นเรดาร์ต่างๆ ก็ไม่ได้ดีไปกว่านี้มากนัก
ดังนั้นจึงเป็นเรื่องน่าเสียดายที่แม้มนุษย์สามารถใช้เรดาร์เพื่อตรวจจับขีปนาวุธที่บินอยู่ห่างออกไปหลายพันกิโลเมตร และใช้กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์เพื่อสังเกตกาแลคซีที่อยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสง แต่เทคโนโลยีเหล่านี้ไม่ได้ทำงานได้ดีในทะเล
ดังนั้นเราจึงพูดว่า:
เรารู้เกี่ยวกับพื้นผิวของดวงจันทร์มากกว่าที่เรารู้เกี่ยวกับความลึกของโลกเราเอง!
เรารู้เกี่ยวกับภายในของดวงอาทิตย์มากกว่าที่เรารู้เกี่ยวกับภายในของโลกเสียอีก!
เนื่องจากไม่สามารถใช้การตรวจจับคลื่นวิทยุทุกชนิดใต้ทะเลได้ แล้วเทคโนโลยีการดำอื่นๆ ล่ะ?
แล้วนิวตริโนที่สามารถเจาะโลกและใช้เพื่อการสื่อสารและการตรวจจับล่ะ? น่าเสียดายที่มนุษย์ต่างดาวยังไม่สอนเรา
แล้วการสื่อสารด้วยควอนตัมใต้น้ำล่ะ? บางทีในไม่ช้า มนุษย์ต่างดาวกำลังเดินทางมายังโลกจาก Centaurus
ผู้เชี่ยวชาญด้านโซนาร์บอกเราว่า ณ ปัจจุบัน สิ่งเดียวที่เราพึ่งพาได้ใต้น้ำคือคลื่นเสียง เช่นเดียวกับค้างคาว!
ระเบิดขนาดเล็กธรรมดาที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 2 กิโลกรัมจะระเบิดในน้ำ และสามารถส่งคลื่นเสียงไปได้ไกลกว่า 4,200 กิโลเมตร (การระเบิดในภาพเคลื่อนไหวเป็นการระเบิดของประทัดในน้ำ จะเห็นได้ว่า "ลูกโป่ง" ขนาดใหญ่ที่ก่อตัวขึ้นจะกลับสู่รูปร่างเดิมอย่างรวดเร็วด้วยแรงดันน้ำ)
หลักการโซนาร์
เมื่อพูดถึงเสียงเราคุ้นเคยกับมัน โซนาร์แบบพาสซีฟบนเรือดำน้ำนั้นเทียบเท่ากับหูของเรา และโซนาร์แบบแอคทีฟก็เหมือนกับการรวมกันของปากและหู หากคุณหลับตาและตะโกน คุณจะได้ยินเสียงสะท้อนหลังจากผ่านไปสองวินาที ดังนั้นคุณจึงสามารถพูดได้ว่า "ตามคำตัดสินของชายชรา มีภูเขาลูกใหญ่อยู่ที่ 340 เมตร"
แน่นอน โซนาร์แบบแอคทีฟในเรือดำน้ำไม่สามารถพึ่งพาการตะโกนได้ แต่ต้องอาศัยไฟฟ้า คุณพูดว่า ถ้าไฟฟ้าดับหรือโซนาร์ที่ใช้งานเสีย คุณจะตะโกนว่าอย่างไร? ฉันขอ?
นี่...มีวิธีที่ดีกว่านี้จริงๆ
เคาะเรือดำน้ำ...
วิธีการเคาะเรือดำน้ำนี้เคยเห็นในภาพยนตร์ ไม่ว่าจะถูกนำไปใช้จริงหรือไม่นั้นไม่สามารถทดสอบได้ เรารู้เพียงว่าประเทศต่างๆ ใช้ระเบิดมือเพื่อระเบิดในน้ำเพื่อส่งข้อมูลไปยังเรือดำน้ำใต้น้ำ
คลื่นเสียงเป็นเพียงการสนับสนุนสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ใต้น้ำ เป็นสิ่งสำคัญมากที่เราต้องเข้าใจหลักการของโซนาร์ ในความเป็นจริงมันน่าสนใจมากกว่าที่เราคิด
อาจกล่าวได้ว่าทุกคนสามารถใช้หลักการที่ใช้ในโซนาร์ได้และผู้สูบบุหรี่รุ่นเก่าจำนวนมากใช้มากกว่าสิบหรือยี่สิบครั้งต่อวัน แต่ทุกคนไม่ทราบ
รูปภาพ
กดลงเพื่อสร้างประกายไฟฟ้า
รูปภาพ
เครื่องจุดไฟเพียโซอิเล็กทริก
หลายคนคิดว่าก้อนสีดำในไฟแช็คคือแบตเตอรี่ซึ่งเก็บไฟฟ้าไว้ แต่มันไม่ใช่ มันคือ piezoceramic ที่อาศัยแรงกดเชิงกลของนิ้วหัวแม่มือของคุณเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่กระตุ้นประกายไฟ ซึ่งหมายความว่าตัวจุดไฟในไฟแช็กไม่จำเป็นต้องถูกโยนทิ้ง และแม้ว่าจะเก็บไว้เป็นเวลาหลายปี ก็ยังใช้งานได้เพราะไม่ใช่แบตเตอรี่
ในปี 1880 สองพี่น้อง Pierre และ Jacques Curie ได้ค้นพบปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริก
เป็นไปได้ว่าสองพี่น้องไม่เคยคิดมาก่อนว่าการค้นพบของพวกเขาจะถูกพบในสวิตช์จุดระเบิดของเตาแก๊สในครัวเรือนหลายพันครัวเรือน ในมือของผู้สูบบุหรี่ ในควันไฟของเปลือกหอย และในเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่มีมูลค่ามากกว่าหนึ่งพันล้านดอลลาร์ ในทะเล. .
นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่าประชาชนในเวลานั้นไม่ได้ให้ความสนใจกับการค้นพบเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกมากนัก การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ก็เหมือนเดิมเสมอ - รุ่นก่อนปลูกต้นไม้อย่างเงียบ ๆ และลูกหลานก็มีความสุขภายใต้ร่มเงา
รูปภาพ
แผนผังของผลเพียโซอิเล็กทริก
@ ทิเซฟ
ดังที่แสดงในแผนภาพด้านบน การใช้แรงกดกับชิ้นส่วนของวัสดุเพียโซอิเล็กทริกจะสร้างกระแสไฟฟ้า นี่คือกระบวนการแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า
มีวัสดุเพียโซอิเล็กทริกหลายชนิด หนึ่งในนั้นคือเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกซึ่งมีความไวสูง และแรงดันเพียงเล็กน้อยจะสร้างแรงดันไฟฟ้าได้ แม่นยำ.
และคลื่นเสียงก็คือแรงดัน—แรงดันเสียง เสียงหึ่งและหมุนของใบพัดของเรือดำน้ำข้าศึกสร้างแรงดันเสียง และเมื่อมันสัมผัสกับเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกของเรือดำน้ำของเรา แรงดันเสียงที่ผันผวนนี้จะถูกแปลงเป็นแรงดันที่ผันผวน ดังนั้นคุณจึงสามารถได้ยินทิศทางโดยประมาณของเรือดำน้ำของฝ่ายตรงข้าม ขึ้น.
รูปภาพ
ในทางกลับกัน โซนาร์ที่ใช้งานคือการปล่อยคลื่นเสียง จะปล่อยได้อย่างไร มันง่ายมาก ยกตัวอย่างเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก เนื่องจากแรงดันเสียงจะนำมาซึ่งแรงดันไฟฟ้า ในทางกลับกัน หากใช้สนามไฟฟ้ากับเพียโซอิเล็กทริกเซรามิก เพียโซอิเล็กทริกเซรามิกส์จะไม่เสียรูปใช่หรือไม่ นั่นคือเสียงที่เปลี่ยนรูปอย่างรวดเร็วของวัสดุ
ความถี่ของเสียงที่ต้องการ เช่น อินฟราซาวด์ คลื่นเสียง หรือคลื่นอัลตราโซนิก ขึ้นอยู่กับสนามไฟฟ้าที่เราใช้ นี่คือโซนาร์ที่ใช้งานอยู่ แน่นอนว่านอกจากจะเปลี่ยนสนามไฟฟ้าเพื่อทำให้วัสดุเสียรูปแล้ว ยังสามารถใช้สนามแม่เหล็กได้ ซึ่งก็คือเอฟเฟกต์แม่เหล็ก
การชนกันของเรือดำน้ำ
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีโซนาร์สิ่งประดิษฐ์สำรวจทะเล แต่เรือดำน้ำนิวเคลียร์ก็ใช้งานโซนาร์แบบแอกทีฟได้ไม่ยากนัก
ถูกต้องแล้ว ถ้าเรือดำน้ำนิวเคลียร์ไม่มีประโยชน์ในการปกปิด ก็จะสูญเสียมูลค่าส่วนใหญ่ไป แม้ว่าคุณจะซ่อนตัวอยู่ในทะเลลึก แต่ศัตรูก็รู้ตำแหน่งของคุณได้ตลอดเวลา คุณต้องการอะไร? เรือพิฆาตแทนคุณไม่ได้เหรอ?
รูปภาพ
เดิมทีคุณเป็นนักฆ่าตอนกลางคืน แต่คุณเปิดไฟค้นหากำลังสูง (พร้อมโซนาร์ที่ใช้งานอยู่) เมื่อคุณเดินตอนกลางคืน คุณส่องสว่างแก่ผู้อื่น ถนน และตัวคุณเอง
ดังนั้น เมื่อเรือดำน้ำนิวเคลียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรือดำน้ำนิวเคลียร์ติดขีปนาวุธ จมอยู่ในทะเลลึก พวกเขาไม่สามารถเปิดโซนาร์แบบแอคทีฟได้แบบสบายๆ และจะใช้โซนาร์แบบพาสซีฟเพื่อตรวจจับเรือข้าศึกรอบๆ พวกมันเท่านั้น
เรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอังกฤษและฝรั่งเศสชนกันเพราะไม่ได้ใช้โซนาร์ที่ใช้งานอยู่
รูปภาพ
ภาพแสดงเรือดำน้ำนิวเคลียร์ Avant-Garde ของอังกฤษ ซึ่งชนกับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ชั้น Triumph ของฝรั่งเศสในปี 2552
หลังจากที่เรือดำน้ำของอังกฤษและฝรั่งเศสชนกัน เรือดำน้ำฝรั่งเศสก็คิดว่ามันชนกับวัตถุที่ไม่รู้จักและได้รับความเสียหายอย่างหนัก ใช้เวลา 3 วันในการกลับไปที่ท่าเรือ หลังจากตรวจสอบอาการบาดเจ็บแล้ว กองทัพเรือฝรั่งเศสก็ประกาศทันทีว่าสงสัยว่าจะชนกับตู้คอนเทนเนอร์
เมื่ออังกฤษได้ยินเรื่องนี้ก็รีบไปฝรั่งเศสเพื่อเปรียบเทียบอาการบาดเจ็บของเรือดำน้ำทั้งสองลำ และในที่สุดก็รู้ว่าเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของทั้งสองประเทศชนกัน น่าอายด้วย😅
