Στρατιωτική αναθεώρηση

κεραία νερού

12
κεραία νερού


Οποιαδήποτε νέα γνώση περνά συνήθως από τρία στάδια: 1. "Ανοησίες!" 2. «Και αν πραγματικά...» 3. «Μα ποιος δεν το ξέρει αυτό!».
Η αξιόπιστη και υψηλής ποιότητας ραδιοεπικοινωνία παίζει σημαντικό ρόλο στη διασφάλιση της ασφάλειας της πλοήγησης και στην επιτυχή διεξαγωγή εχθροπραξιών. Μια ομάδα ειδικών από το επιστημονικό τμήμα του System Center Pacific, Space and Naval Warfare (SPAWAR), που ασχολείται με έρευνα στον τομέα των ραδιοεπικοινωνιών, ραντάρ, μετεωρολογίας και ωκεανογραφίας προς όφελος του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ, πρότεινε μια πρωτότυπη λύση το πρόβλημα της υπερφόρτωσης των πλοίων με συστήματα επικοινωνίας.

Ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός ενός σύγχρονου πολεμικού πλοίου τύπου Arleigh Burke περιλαμβάνει περίπου 80 κεραίες για διάφορους σκοπούς. Οι πομποδέκτες δημιουργούν πολυάριθμες αμοιβαίες παρεμβολές κατά τη λειτουργία - οι μηχανικοί χρειάστηκαν ειδικές μελέτες για να καθορίσουν το σχέδιο για την ορθολογική τοποθέτησή τους. Επιπλέον, οι συμβατικές κεραίες πλοίων έχουν μια σειρά από μειονεκτήματα - είναι ογκώδεις, βαριές, ευάλωτες στη μάχη και κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, απαιτούν ψηλούς ιστούς, γεγονός που αυξάνει την ορατότητα του ραντάρ του πλοίου. Σε κάθε δεδομένη στιγμή, τουλάχιστον οι μισές από αυτές τις κεραίες είναι απενεργοποιημένες και δεν χρησιμοποιούνται, γεγονός που υποδηλώνει την ανάγκη για αναδιπλούμενες δομές.

Πυραυλικό καταδρομικό USS Mobile Bay. Προσοχή στις κεραίες «απλώνοντας» διπλασιάζοντας το ύψος του πλοίου

Το 2007, οι ειδικοί της SPAWAR ανέπτυξαν μια τεχνολογία που χρησιμοποιεί την ηλεκτρική αγωγιμότητα και τη μαγνητική επαγωγή μεταλλικών αλάτων που περιέχονται στο θαλασσινό νερό για τη λήψη και τη μετάδοση ραδιοκυμάτων. Πράγματι, αν το θαλασσινό νερό είναι καλός ηλεκτρικός αγωγός, τότε γιατί ένας πίδακας υγρού δεν μπορεί να αντικαταστήσει μια παραδοσιακή μεταλλική κεραία; Απόλυτα έξυπνη και απλή εφεύρεση.

Από τη θεωρία στην πράξη, υπήρχε μόνο ένα βήμα: με τη βοήθεια μιας αντλίας νερού, οι ερευνητές συναρμολόγησαν ένα πρωτόγονο σιντριβάνι - μια συσκευή εκτοξεύει έναν πίδακα θαλασσινού νερού μέσω ενός επαγωγέα που συνδέεται με έναν φορητό πομπό. Υπάρχει άφθονο νερό έξω από το πλοίο, επομένως κανείς δεν θα αντιμετωπίσει έλλειψη αυτού του αναλώσιμου. Τα σήματα μεταδίδονται και αφαιρούνται από την «κεραία νερού» μέσω συμβατικής ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Και όχι νανοτεχνολογία!

Το ύψος του πίδακα καθορίζει τη συχνότητα στην οποία συντονίζεται η κεραία. Για παράδειγμα, για τα ραδιοκύματα UHF, χρειάζεται ένα σιντριβάνι ύψους περίπου 2 πόδια (0,6 μέτρα), για VHF - 6 πόδια. Για να λάβετε κύματα HF, χρειάζεστε μια στήλη νερού 80 ποδιών (24 μέτρα!). Ένας τέτοιος πίδακας είναι ικανός να λαμβάνει και να μεταδίδει σήματα στην περιοχή από 2 έως 400 MHz. Η διατομή του πίδακα καθορίζει το πλάτος του καναλιού (δηλαδή η μετάδοση πιο ογκωδών δεδομένων, για παράδειγμα, το βίντεο θα απαιτήσει μια πιο παχιά δέσμη νερού). Όλο το σύστημα χωράει στο ένα χέρι. Με τη βοήθειά του, οι ερευνητές του SPAWAR μπόρεσαν να λάβουν ένα σαφές σήμα σε απόσταση αρκετών δεκάδων χιλιομέτρων.



Ένα από τα πλεονεκτήματα τέτοιων «κεριών νερού» είναι ο ελάχιστος χώρος που απαιτείται για την τοποθέτησή τους. Οι κεραίες μπορούν εύκολα να τροποποιηθούν για χρήση σε οποιαδήποτε συχνότητα τοποθετώντας πρόσθετα πηνία συλλέκτη ρεύματος και ακροφύσια ψεκασμού. Μια κεραία νερού μπορεί να διαμορφωθεί με ελάχιστο κόστος - η συσκευή καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από ένα επιτραπέζιο φωτιστικό.

Σε αντίθεση με τις τυπικές μεταλλικές κεραίες, όλα τα στοιχεία της κεραίας νερού είναι πρακτικά χωρίς βάρος και μπορούν εύκολα να αποσυναρμολογηθούν. Οι παράμετροι των στηλών νερού μπορούν να αλλάζουν συνεχώς ανάλογα με τους τύπους κεραιών που χρησιμοποιούνται αυτήν τη στιγμή. Σύμφωνα με τους ειδικούς της SPAWAR, δέκα τέτοιες κεραίες μπορούν να αντικαταστήσουν 80 παραδοσιακές. Επιπλέον, η ανακλαστική επίδραση του θαλασσινού νερού είναι μικρότερη από αυτή του μετάλλου και εάν το πλοίο χρειάζεται μέγιστο stealth, αρκεί ο κυβερνήτης να δώσει εντολή απλώς να αφαιρεθούν όλες οι στήλες νερού.

Ταυτόχρονα, πριν εφαρμόσουν την εφεύρεσή τους στην πραγματική ζωή, οι ερευνητές θα πρέπει να λύσουν μια σειρά από δύσκολα προβλήματα.
Για παράδειγμα, μια κεραία νερού είναι εξαιρετικά ευάλωτη σε ριπές ανέμου - η ενέργεια του πίδακα προς την κορυφή μειώνεται στο μηδέν και, στη συνέχεια, ακόμη και ένας ασθενής άνεμος θα σκίσει το φύλλο της κεραίας και, ως αποτέλεσμα, θα χαλάσει εντελώς το χαρακτηριστικό συντονισμού του.

Οι επιστήμονες της SPAWAR βρήκαν ξανά μια πρωτότυπη λύση: αρκεί να εγκλωβίσετε έναν πίδακα νερού σε έναν πλαστικό σωλήνα με κλειστή κορυφή. Αυτό όχι μόνο θα αποτρέψει τις βλαβερές συνέπειες του ανέμου και θα διατηρήσει όλες τις ιδιότητες της «κεραίας νερού», αλλά θα επιτρέψει επίσης την επαναχρησιμοποίηση του ίδιου όγκου νερού (οι ερευνητές πιστεύουν ότι η τεχνολογία τους μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στην ξηρά, αντικαθιστώντας τα προεξέχοντα κλαδιά κεραιών με όμορφα σιντριβάνια). Όσον αφορά την τοποθέτηση νερού σε έναν πλαστικό σωλήνα, η ιδέα του SPAWAR δεν είναι καινούργια - τέτοιες επιλογές κεραίας υπάρχουν όταν μια ταινία τοποθετείται σε ένα εύκαμπτο πλαστικό κέλυφος, αυτοστριμμένο υπό πίεση αέρα ή κίνηση, όπως μια ταινία σε μεζούρα.
Επίσης, παραμένει ασαφές ποιο είναι το κέρδος των κεραιών νερού. Λόγω της μη βέλτιστης αγωγιμότητας της "στήλης νερού", η απόδοση είναι πιθανό να μειωθεί και είναι πιθανές εκπομπές εκτός ζώνης.

Η αρχή μιας κεραίας νερού είναι τόσο ανόητη και απλή που είναι απλά δύσκολο να πιστέψει κανείς ότι κανείς δεν είχε μαντέψει πριν. Οι φαρσέρ από το SPAWAR πρέπει να κοίταξαν αυτή την όμορφη ιδέα από τις φάλαινες: σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, οι φάλαινες φυσούν βρύσες για να στείλουν μηνύματα SMS η μία στην άλλη. Κάποτε μίλησα μαζί τους - λένε ότι το σήμα είναι αδύναμο, μόνο 2 μπάρες ...

Σημείωση:
HF (υψηλές συχνότητες) - υψηλές συχνότητες (3 MHz - 30 MHz, μήκος κύματος 10 - 100 m)
Ο τυπικός όρος για τις ΗΠΑ και την Ευρώπη, που αναφέρεται σε μικρά (δεκαμετρικά) κύματα
VHF (πολύ υψηλή συχνότητα) - πολύ υψηλές συχνότητες (30 MHz - 300 MHz, μήκος κύματος 1 - 10 m)
UHF (υπερυψηλές συχνότητες) - εξαιρετικά υψηλές συχνότητες (300 MHz - 3 GHz, μήκος κύματος 0,01 - 1 m)
Πίσω από αυτά τα χαρακτηριστικά του ραδιοφάσματος κρύβεται η ζώνη VHF (κύματα μέτρων και δεκατόμετρων), πολύ γνωστή στους Ρώσους.

Και τα σιντριβάνια φαλαινών είναι κυρίως διοξείδιο του άνθρακα.
Συντάκτης:
12 σχόλια
Αγγελία

Εγγραφείτε στο κανάλι μας στο Telegram, τακτικά πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με την ειδική επιχείρηση στην Ουκρανία, μεγάλος όγκος πληροφοριών, βίντεο, κάτι που δεν εμπίπτει στον ιστότοπο: https://t.me/topwar_official

πληροφορίες
Αγαπητέ αναγνώστη, για να αφήσεις σχόλια σε μια δημοσίευση, πρέπει να εγκρίνει.
  1. borisst64
    borisst64 6 Σεπτεμβρίου 2012 10:35
    0
    Και με έμαθαν ότι οι «πηγές» των φαλαινών είναι εκπνεόμενοι ατμοί, όπως ο «ατμός από το στόμα» του ανθρώπου το χειμώνα.
    1. ΧΤΥΠΗΜΑ
      ΧΤΥΠΗΜΑ 6 Σεπτεμβρίου 2012 14:35
      0
      Παράθεση από borisst64
      Και με έμαθαν ότι οι «πηγές» των φαλαινών είναι εκπνεόμενοι ατμοί, όπως ο «ατμός από το στόμα» του ανθρώπου το χειμώνα.


      εδώ, όπως το καταλαβαίνω, σημαίνει ότι όταν αναπνέουν, οι φάλαινες εξάγουν οξυγόνο από μια μονάδα όγκου αέρα κατά τάξη μεγέθους περισσότερο από ένα άτομο, και κατά συνέπεια, κατά την εκπνοή, δεν υπάρχει σχεδόν οξυγόνο εκεί, αλλά υπάρχει και άζωτο εκεί σε επαρκείς ποσότητες
  2. μεγάλο χαμηλό
    μεγάλο χαμηλό 6 Σεπτεμβρίου 2012 14:33
    0
    Κρίνοντας από μια τέτοια διαφάνεια πληροφοριών, η ιδέα δεν είναι πολύ ελπιδοφόρα
  3. gregor6549
    gregor6549 6 Σεπτεμβρίου 2012 14:37
    0
    Τι λες. Απλή και έξυπνη τεχνική λύση
  4. atesterev
    atesterev 6 Σεπτεμβρίου 2012 15:08
    0
    ΜΑΚΡΙΑ στα ρέματα! Ωραία, δεν είναι όλα τα συντριβάνια που τραγουδούν και χορεύουν για εσάς!
    1. Netto
      Netto 6 Σεπτεμβρίου 2012 15:45
      +1
      Το AFAR είναι μια σειρά μικροκυμάτων, φούρνος μικροκυμάτων. Και αυτή η κεραία είναι για ραδιοεπικοινωνία, όχι για ραντάρ, εξάλλου είναι πανκατευθυντική. Οι φουσκωτές κεραίες ασκήθηκαν και στο ναυτικό, αλλά και πάλι ο άνεμος ...
      1. atesterev
        atesterev 6 Σεπτεμβρίου 2012 17:58
        0
        Λοιπόν μιλάω κι εγώ! Εκατοντάδες μικρές ρίψεις - καταπληκτικές χαμόγελο
        1. ΧΤΥΠΗΜΑ
          ΧΤΥΠΗΜΑ 6 Σεπτεμβρίου 2012 18:46
          +1
          αλλά δεν θα χρειαστούν πυροσβεστικά σκάφη, ενεργοποιημένα το ραντάρ και τα πάντα lol
  5. gregor6549
    gregor6549 7 Σεπτεμβρίου 2012 06:49
    0
    Τι είναι το AFAR; Μιλάμε για τη χρήση πίδακες αλμυρού νερού (θαλασσινού ή συνηθισμένου, αλλά αλατισμένου) αγώγιμου ρεύματος ως κεραιών για επικοινωνίες βραχέων και υπερμικρών κυμάτων, δηλ. όταν η χρήση παραδοσιακών κεραιών αυτού του εύρους συνδέεται με ορισμένες δυσκολίες ή δεν είναι καθόλου δυνατή. Και μπορεί να υπάρχουν αρκετές τέτοιες περιπτώσεις. Είναι δύσκολο να πούμε πόσο ευρέως θα ριζώσει. Αλλά για παράδειγμα, στην περίπτωση που δεν θέλετε να χτυπήσετε στο κεφάλι με ραδιοκατευθυνόμενο πύραυλο (όπως το πήρε ο Dudaev στην εποχή του), γιατί να μην βάλετε τέτοιες αντλίες σε σχεδίες και να τις ρυμουλκήσετε σε μια αξιοπρεπή απόσταση από το κεφαλάκι σου. Αφήστε τους να τους χτυπήσουν (αν χτυπήσουν). Εδώ, άλλωστε, μπορείς να επαναλάβεις την κατάσταση με τον γάιδαρο του Μπουριντάν, που πέθανε από την πείνα. δεν μπορούσε να αποφασίσει ποιο από τα δύο πανομοιότυπα μπράτσα σανό θα έπρεπε να διαλέξει. Ναι, και στο ραντάρ πλοίων, μια τέτοια αρχή θα μπορούσε τελικά να εισαχθεί. Εκείνοι. έβαλε ισχυρούς εκπομπούς και αντλίες που σχηματίζουν μια συστοιχία κεραιών νερού (όχι απαραίτητα AFAR) σε ρυμουλκούμενες πλατφόρμες και έλαβε ένα ραντάρ σε απόσταση με όλα τα πλεονεκτήματα (και φυσικά τα μειονεκτήματά του). Ένα σαφές πλεονέκτημα είναι ότι ο πρωταρχικός στόχος για το PRS δεν θα είναι το ίδιο το πλοίο, αλλά αυτή η ΜΟΝΗΜΕΝΗ πλατφόρμα. Εν τω μεταξύ, όλα τα πλοία με συνδυασμένα ραντάρ (δηλαδή, όταν ο πομπός ραντάρ και ο δέκτης συνδυάζονται στη θέση τους, είναι κάτι περισσότερο από μια νόστιμη μπουκιά για πυραύλους κατά πλοίων με κεφαλή που καθοδηγείται από ακτινοβολία ραντάρ. Από όσο ξέρω, οι Κινέζοι τώρα αναπτύσσουν ενεργά έναν ειδικό βαλλιστικό πύραυλο χρησιμοποιώντας τέτοιο πολυφασματικό αναζητητή για να καταστρέψει πλοία τύπου αεροπλανοφόρου, π.χ. πέταξε το BR προς τα πάνω, "κοίταξε γύρω", βρήκε τους στόχους που εκπέμπουν, διάλεξε τον πιο άξιο και κατέβαινε συνεχώς ΔΙΟΡΘΩΝΤΑΣ η τροχιά της κατά μήκος του κύριου λοβού του εκπομπού (και στο τελικό στάδιο και από την υπέρυθρη ακτινοβολία) που είναι τα ΠΑΝΤΑ πλοία απελευθερώνονται επίσης σε τεράστιους αριθμούς... Και δεν απαιτούνται κατασκοπευτικοί δορυφόροι, βομβαρδιστικά ή πυρηνικά υποβρύχια «δολοφόνων αεροπλανοφόρου» . Ένα είδος αναγνωριστικού συγκροτήματος απεργιών (RUK), για το οποίο υπήρχε πολύς θόρυβος στα μέσα της δεκαετίας του 80. Όλα σε ένα μπουκάλι και μπορούν να εκτοξευθούν από τις κεντρικές περιοχές της Κίνας Joke; Ίσως..... ή ίσως όχι
    1. atesterev
      atesterev 7 Σεπτεμβρίου 2012 20:00
      +1
      Μην παίρνετε στα σοβαρά την ανάρτησή μου... Και γενικά η ιδέα της κεραίας νερού... Το γεγονός είναι ότι οι άκαμπτες κεραίες, δεν μιλάω για AFAR τώρα, εξαρτώνται πολύ από το μήκος κύματος. Δηλαδή δονητής τετάρτου κύματος κ.ο.κ. Ο πίδακας, λόγω του εξαιρετικά μη σταθερού μήκους του, δεν ταιριάζει πολύ με τον τροφοδότη και την κεραία. Στον τροφοδότη εμφανίζεται μια λειτουργία ασταθούς κυματοδρομίου. Και σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να συγχρονίσετε την κυματική αντίσταση του τροφοδότη με την μεταβαλλόμενη σύνθετη αντίσταση κύματος της κεραίας. Το εγχείρημα δεν είναι εύκολο!
  6. aviator46
    aviator46 10 Σεπτεμβρίου 2012 22:16
    +1
    Η κεραία μπορεί να είναι απλή, αλλά το σύστημα συγχρονισμού πρέπει να είναι ΠΟΛΥ πολύπλοκο.
  7. gregor6549
    gregor6549 11 Σεπτεμβρίου 2012 16:43
    -1
    Ναι, δείτε το ίδιο βίντεο, χωρίς επιπλοκές. Όλα είναι σαν τσουγκράνα.
  8. GAVRN
    GAVRN 21 Σεπτεμβρίου 2012 14:09
    0
    Αν όλα είναι σαν τσουγκράνα, τότε γιατί δεν έχει βρει ευρεία εφαρμογή;
    Schaub να μην πάρει έναν πύραυλο στο κεφάλι, χρησιμοποιήστε το ShPS.

    Και μετά... Προσπαθήστε να δημιουργήσετε έναν πίδακα νερού ύψους 24 μέτρων. Και θα πρέπει επίσης να έχει περίπου ομοιόμορφη πυκνότητα ... Δεν μπορώ καν να φανταστώ πώς να το κάνω.