Tahukah Anda bahwa tombol pengapian pada korek api memiliki prinsip yang sama dengan sakelar pengapian kompor gas, pemicu selongsong, dan perangkat penting kapal selam nuklir.
Mari kita mulai dengan kapal selam nuklir.
Jarak komunikasi terjauh manusia adalah Voyager 1, yang terbang keluar dari tata surya, yang saat ini berjarak 20,6 miliar kilometer dari bumi (per 5 Desember 2016); jarak deteksi terjauh adalah galaksi-galaksi yang jaraknya miliaran tahun cahaya.
Namun, kapal selam nuklir menelan biaya lebih dari satu miliar dolar. Mereka berada di laut dalam, dan jarak yang dapat mereka "lihat" serta jarak komunikasi antara satu sama lain dihitung dalam meter.
Menggunakan "rabun dekat" jauh dari cukup untuk menggambarkan rabun jauh kapal selam di laut. Dibandingkan dengan deteksi gelombang elektromagnetik di darat, kapal selam di laut benar-benar "buta".
Yang membuat banyak orang bertanya-tanya adalah bahwa manusia telah memasuki abad ke-21, mengapa deteksi bawah air dan komunikasi bawah air masih sangat primitif dan terbelakang? Tidak bisakah Anda menggunakan gelombang elektromagnetik dari pita frekuensi khusus? Mengapa kita masih harus menggunakan gelombang suara seperti kelelawar?
Mengapa menggunakan gelombang suara?
Ini adalah fakta yang jelas bahwa di laut yang sangat jernih, matahari bisa mencapai paling banyak 200 meter di bawah permukaan laut. Tumbuhan ada. Jika berada di wilayah laut yang tercemar berat, sinar matahari akan mencapai sekitar 1 meter di bawah air.
gambar
Ingatkah Anda, saat berenang, seberapa jauh Anda bisa melihat di bawah air?
Cahaya adalah sejenis gelombang elektromagnetik. Jika penetrasi cahaya dalam air sangat buruk, gelombang elektromagnetik lainnya, seperti berbagai gelombang radar, tidak jauh lebih baik.
Oleh karena itu, sangat disayangkan meskipun manusia dapat menggunakan radar untuk mendeteksi rudal balistik yang terbang ribuan kilometer jauhnya, dan menggunakan teleskop astronomi untuk mengamati galaksi yang jaraknya miliaran tahun cahaya, tidak satu pun dari teknologi ini bekerja dengan baik di laut.
Jadi, kami hanya mengatakan:
Kita tahu lebih banyak tentang permukaan bulan daripada yang kita ketahui tentang kedalaman planet kita sendiri!
Kita tahu jauh lebih banyak tentang bagian dalam matahari daripada tentang bagian dalam bumi!
Karena semua jenis deteksi radio tidak dapat digunakan di bawah laut, bagaimana dengan teknologi hitam lainnya?
Bagaimana dengan neutrino yang dapat menembus bumi dan menggunakannya untuk komunikasi dan deteksi? Sayang sekali alien belum mengajari kita.
Bagaimana dengan komunikasi kuantum bawah air? Mungkin sebentar lagi, alien sedang dalam perjalanan ke Bumi dari Centaurus.
Pakar sonar memberi tahu kita bahwa saat ini, di bawah air, satu-satunya hal yang dapat kita andalkan adalah gelombang suara, seperti kelelawar!
Bom kecil biasa dengan berat kurang dari 2 kilogram meledak di air, dan gelombang suara dapat dipancarkan sejauh 4.200 kilometer. (Ledakan dalam gambar bergerak adalah ledakan petasan di dalam air. Terlihat bahwa "balon" besar yang terbentuk dengan cepat dikembalikan ke bentuk aslinya oleh tekanan air.)
Prinsip sonar
Jika berbicara tentang suara, kita sudah familiar dengannya. Sonar pasif di kapal selam setara dengan telinga kita, dan sonar aktif agak mirip dengan kombinasi mulut dan telinga. Jika Anda memejamkan mata dan berteriak, Anda akan mendengar gema setelah dua detik, sehingga Anda dapat berkata, "Menurut penilaian orang tua itu, Ada gunung besar setinggi 340 meter."
Tentu saja, sonar aktif di kapal selam tidak bisa mengandalkan teriakan, melainkan listrik. Anda bilang, bagaimana jika ada pemadaman listrik, atau sonar aktif rusak, bisakah Anda berteriak? Bolehkah saya?
Ini... sebenarnya ada cara yang lebih baik.
Ketuk kapal selam...
Metode mengetuk kapal selam ini telah terlihat di film. Apakah itu telah digunakan dalam kenyataan tidak dapat diuji. Kami hanya tahu bahwa negara-negara telah menggunakan granat yang meledak di air untuk mengirimkan informasi ke kapal selam bawah air.
Gelombang suara adalah satu-satunya dukungan untuk kapal selam nuklir di bawah air. Sangat penting bahwa kita perlu memahami prinsip sonar. Nyatanya, ini lebih menarik dari yang kita bayangkan.
Dapat dikatakan bahwa setiap orang dapat menggunakan prinsip yang digunakan dalam sonar, dan banyak perokok tua menggunakannya lebih dari sepuluh atau dua puluh kali sehari, tetapi semua orang tidak menyadarinya.
gambar
Tekan ke bawah untuk menghasilkan percikan listrik.
gambar
penyala piezoelektrik
Banyak orang mengira gumpalan hitam pada korek api adalah aki yang menyimpan listrik, padahal bukan. Ini adalah piezoceramic yang mengandalkan tekanan mekanis ibu jari Anda untuk menciptakan voltase yang memicu percikan api. Artinya penyala pada korek api tidak perlu dibuang, dan meskipun disimpan bertahun-tahun tetap akan berfungsi karena bukan baterai.
Pada tahun 1880, Pierre dan Jacques Curie bersaudara menemukan efek piezoelektrik.
Bisa dibayangkan bahwa kedua bersaudara itu tidak akan pernah membayangkan bahwa penemuan mereka akan ditemukan di sakelar pengapian kompor gas di ribuan rumah tangga, di tangan perokok, di semburan peluru, dan di kapal selam nuklir senilai lebih dari satu miliar dolar. di laut. .
Bisa dibayangkan juga bahwa masyarakat pada saat itu tidak terlalu memperhatikan penemuan efek piezoelektrik. Penelitian ilmiah selalu sama - para pendahulu menanam pohon secara diam-diam, dan keturunannya menikmati keteduhan dengan gembira.
gambar
Diagram skematik efek piezoelektrik
@Tizeff
Seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas, memberikan tekanan pada sepotong bahan piezoelektrik menghasilkan arus listrik. Ini adalah proses mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
Bahan piezoelektrik ada banyak macamnya, salah satunya adalah keramik piezoelektrik yang sangat sensitif dan sedikit tekanan akan menghasilkan tegangan. tepat.
Dan gelombang suara adalah tekanan—tekanan suara. Suara dengungan dan putaran baling-baling kapal selam musuh menghasilkan tekanan suara, dan ketika menyentuh keramik piezoelektrik kapal selam kita, tekanan suara yang berfluktuasi ini akan diubah menjadi tegangan yang berfluktuasi, sehingga Anda dapat mendengar perkiraan arah kapal selam lawan. ke atas.
gambar
Sebaliknya, sonar aktif adalah memancarkan gelombang suara, bagaimana cara memancarkannya? Ini sangat sederhana, mari kita ambil keramik piezoelektrik sebagai contoh. Karena tekanan suara akan menghasilkan tegangan, maka pada gilirannya, jika medan listrik diterapkan pada keramik piezoelektrik, apakah keramik piezoelektrik tidak akan berubah bentuk? Itu saja, deformasi material yang cepat adalah suaranya.
Frekuensi suara yang diinginkan, seperti infrasonik, gelombang suara, atau gelombang ultrasonik, bergantung pada medan listrik yang kita gunakan. Ini sonar aktif. Tentu saja, selain mengubah medan listrik untuk merusak material, medan magnet juga dapat digunakan, yaitu efek magnetostriktif.
tabrakan kapal selam
Namun, meski ada artefak-sonar penjelajah laut, kapal selam nuklir tidak akan mudah menggunakan sonar aktif.
Itu benar, jika kapal selam nuklir tidak memiliki keuntungan penyembunyian, maka ia akan kehilangan sebagian besar nilainya. Meskipun Anda bersembunyi di laut dalam, musuh mengetahui lokasi Anda kapan saja. Apa yang kamu inginkan? Tidak bisakah perusak menggantikanmu?
gambar
Anda awalnya adalah pembunuh malam, tetapi Anda menyalakan lampu sorot berkekuatan tinggi (dengan sonar aktif) saat Anda berjalan di malam hari. Anda menerangi orang lain, jalan, dan diri Anda sendiri.
Oleh karena itu, ketika kapal selam nuklir, terutama kapal selam nuklir rudal balistik, tenggelam di laut dalam, mereka tidak dapat sembarangan menyalakan sonar aktif, dan hanya menggunakan sonar pasif untuk mendeteksi kemungkinan kapal musuh di sekitarnya.
Kapal selam nuklir Inggris dan Prancis bertabrakan karena tidak menggunakan sonar aktif.
gambar
Gambar menunjukkan kapal selam nuklir Inggris Avant-Garde, yang bertabrakan dengan kapal selam nuklir kelas Triumph Prancis pada tahun 2009.
Setelah kapal selam Inggris dan Prancis bertabrakan, kapal selam Prancis mengira telah menabrak objek yang tidak diketahui dan rusak parah. Butuh 3 hari untuk kembali ke pelabuhan. Setelah memeriksa luka-luka tersebut, Angkatan Laut Prancis segera mengumumkan dugaan telah menabrak sebuah kontainer.
Ketika Inggris mendengar ini, ia bergegas ke Prancis untuk membandingkan cedera kedua kapal selam tersebut, dan akhirnya menyadari bahwa kapal selam nuklir kedua negara telah bertabrakan. Malu juga 😅
