¿Había un sistema de sonar en el Titanic hace 100 años?

A partir de las notas de Leonardo da Vinci

Ya en 1490 d.C., un famoso artista e ingeniero italiano llamado Leonardo da Vinci decía en sus notas: "Si detienes el barco, introduces el extremo cerrado de un tubo largo en el agua y acercas el extremo abierto a tu oreja, puedes oír el barco a lo lejos. Esto demuestra que hace cientos de años la gente se dio cuenta de eso". Las ondas sonoras se pueden utilizar para detectar objetos bajo el agua. El tubo de escucha descrito por Leonardo da Vinci es el prototipo del sonar pasivo moderno. No emite ondas sonoras por sí solo, sino que sólo monitorea las señales acústicas emitidas por objetivos submarinos.

Sin embargo, el rendimiento del tubo de escucha Da Vinci no es el ideal: no puede determinar la posición de los objetos bajo el agua y su sensibilidad es muy baja.

A finales del siglo XIX, la invención del teléfono proporcionó un receptor acústico submarino de alta sensibilidad para el sonar: el micrófono de partículas de carbono.

Las primeras aplicaciones prácticas de la acústica submarina se remontan a principios del siglo XX. En ese momento, con el desarrollo de la navegación, aparecieron barcos de gran tonelaje. Las balizas y alarmas sonoras del sistema de navegación original (como señales de niebla de vapor, señales de niebla eléctricas, campanas de niebla, cañones de niebla, etc.) no son adecuadas, especialmente en condiciones climáticas adversas como lluvia, nevadas, viento o niebla densa. . Así nació el primer sistema de navegación submarina del mundo.

El sistema de navegación consta de una campana de navegación submarina y un micrófono de carbono. Las campanas gigantes de navegación submarina, junto con las sirenas de niebla, se instalan cerca de los faros costeros o en los barcos faro. Las campanas se llenan con aire comprimido, que puede hacer sonar el martillo neumático y enviar automáticamente una señal acústica al agua. Los micrófonos de carbono están instalados en una cubierta estanca cerca de la pared interior del barco, debajo de los dos cebos en la proa, convierten la señal de llamada recibida en una señal eléctrica y la envían a los dos auriculares del teléfono en la sala de proa; a través de cables. Un oyente puede determinar aproximadamente la posición del barco en relación con la baliza basándose en la intensidad de la señal de timbre que se escucha en ambos receptores. Si se mide más a fondo la diferencia entre la hora de llegada del sonido de la sirena de niebla emitida por la baliza y la campana de navegación submarina, es posible determinar a qué distancia está el barco de la baliza. El alcance de este tipo de sistema de navegación puede alcanzar generalmente unos 16 kilómetros.

Hasta 1912, se habían instalado 135 campanas de navegación submarina en todo el mundo y aproximadamente muchos barcos tenían receptores instalados.

Sin embargo, este método de navegación y el método de radionavegación inventado posteriormente sólo pueden determinar la posición relativa del barco en el canal y evitar algunos arrecifes y bancos de arena descubiertos, pero otros obstáculos silenciosos que acechan en el agua (por ejemplo , sólo una décima parte de un iceberg queda expuesta a la superficie del mar y la mayor parte está oculta bajo el agua), por lo que el barco se vuelve "ciego". Por tanto, una tragedia es inevitable.

El 14 de abril de 1912, un nuevo crucero británico "Giant" con un arqueo de más de 40.000 toneladas navegaba al sur de Terranova, Canadá. No muy lejos del "Gigante" hay un barco de comunicaciones. El barco de comunicaciones había informado al Gigante de que ahora estaban atravesando una zona de icebergs flotantes. Sin embargo, el operador del "Gigante" estaba ocupado enviando el telegrama privado del anciano rico y no recibió este informe.

A las 23:40, los dos vigías del trinquete descubrieron de repente un enorme iceberg que aparecía justo delante del barco. El jefe de turno ordenó inmediatamente girar a fondo el timón izquierdo, pero ya era demasiado tarde. Los bordes afilados del iceberg abrieron un gran agujero en el casco debajo de la línea de flotación. El agua despiadada se precipitó hacia el barco y el barco se hundió rápidamente. Cuando los dos cruceros se enteraron de la noticia y se apresuraron al lugar del accidente, el "Gigante" ya se había hundido en el fondo del mar durante dos horas. Como resultado, sólo 705 personas fueron rescatadas y 1.503 pasajeros murieron.

Este fue el desastre marítimo más grande del mundo en ese momento, causando conmoción global. ¿Cómo se pueden evitar accidentes similares? Muchos científicos están pensando.

Cinco días después, un británico llamado Richardson propuso utilizar el sonido del aire para la ecolocalización. Un mes después, propuso una solución de ecolocalización hidroacústica similar, la primera solución de sonar activo del mundo. El llamado sonar activo es un dispositivo acústico submarino que emite ondas sonoras al agua por sí solo y logra diversos fines de detección (como el posicionamiento) basándose en los ecos de los objetos en el agua. Desafortunadamente, Richardson nunca realizó su plan porque, en ese momento, no pudo crear un dispositivo capaz de emitir ondas sonoras en una dirección determinada bajo el agua.

En 1913, el americano Fessenden desarrolló un nuevo tipo de vibrador de bobina móvil. Este vibrador puede emitir y recibir ondas sonoras direccionales en el agua, y su estructura es similar a los parlantes o micrófonos de bobina móvil que se usan comúnmente en la actualidad. De esta forma se detectó rápidamente el iceberg a 2 millas náuticas de distancia. Los vibradores de Fessenden se desarrollaron originalmente para comunicaciones acústicas submarinas. Una vez encendida la llave, se pueden enviar y recibir mensajes según el código telegráfico Morse. Se dice que se instaló en submarinos estadounidenses durante la Primera Guerra Mundial para que los submarinos pudieran comunicarse entre sí bajo el agua. Su vibrador mejorado se utilizó hasta 1950.

Sónar y antisubmarino

La historia ha demostrado repetidamente que la "necesidad" es la madre de la invención. La urgente necesidad de una guerra antisubmarina submarina ha promovido el rápido desarrollo de la tecnología de sonar.

1965438 En julio de 2004 estalló la Primera Guerra Mundial. Durante la guerra, Alemania lanzó una "guerra submarina sin restricciones" y utilizó submarinos en forma de U recién inventados para hundir una gran cantidad de buques de guerra y mercantes de las potencias aliadas. Por ejemplo, un submarino torpedeó y hundió tres cruceros blindados en sólo 75 minutos. ¡La misión de detectar submarinos submarinos es inminente! Los aliados inmediatamente lanzaron un ataque contra Xu.

Se necesita más mano de obra y recursos materiales para investigar métodos y equipos de detección. Se han probado con buenos resultados métodos magnéticos, luminosos y térmicos.

La práctica de ignorar a los fans ha demostrado que el método más eficaz es el método acústico. Como resultado, surgieron varios sistemas de sonar.

En Francia, el famoso físico Ron Vanzhi colaboró ​​con el joven ingeniero eléctrico ruso Chilovsky para realizar una serie de experimentos utilizando emisores electrostáticos y micrófonos de partículas de carbono colocados en el foco de una superficie cóncava. Finalmente en 1916 se recibieron ecos del fondo del mar y placas de blindaje colocadas a 200 metros de distancia.

Más tarde, Langevin se dedicó a estudiar el efecto piezoeléctrico sensible al tiempo y desarrolló con éxito un transductor ultrasónico tipo sándwich de acero sensible al tiempo. Los transductores Langevin tienen una alta frecuencia de trabajo y una fuerte directividad. Su versión mejorada todavía se utiliza en la actualidad. Además, Langevin utilizó en sus experimentos un amplificador de válvulas de vacío recientemente desarrollado, que pudo haber sido la primera aplicación de la tecnología electrónica en la acústica submarina. De esta manera, en 1918 se recibió por primera vez el eco de un submarino submarino y el alcance de detección podía alcanzar en ocasiones los 1.500 m.

Poco después del final de la Primera Guerra Mundial, nació un nuevo tipo de equipo de navegación para barcos: la ecosonda. De hecho, es un subproducto del desarrollo de sistemas de ecolocalización para la exploración del fondo marino. Desde entonces, la tecnología del sonar ha seguido avanzando debido al desarrollo de la tecnología electrónica y la mejora del rendimiento de los transductores acústicos submarinos, especialmente la comprensión profunda de las leyes de propagación de las ondas sonoras en el agua de mar.

El estallido de la Segunda Guerra Mundial marcó el comienzo de una nueva era en el desarrollo del sonar. Desde entonces, se han introducido una serie de nuevos sonares activos y pasivos. Los barcos de los países participantes están equipados con un sonar que puede utilizarse en combate.

En 1945, el submarino británico "Adventurer" estableció un récord: lanzó un ataque contra un submarino alemán que también se encontraba bajo el agua basándose íntegramente en información detectada por sonar. Desde entonces, el sonar se ha ido consolidando cada vez más como un importante ojo y oído para la observación submarina.

Progresos repentinos después de la guerra

Después de la Segunda Guerra Mundial, la tecnología del sonar se desarrolló muy rápidamente. Las principales razones son las siguientes: en primer lugar, en la década de 1950 aparecieron submarinos de propulsión nuclear con armas de misiles, que planteaban mayores requisitos para el rendimiento del sonar; en segundo lugar, el rápido desarrollo de la tecnología electrónica de la posguerra preparó las condiciones para el desarrollo de la tecnología del sonar;

La velocidad máxima de inmersión de los submarinos nucleares es generalmente de unas 25 millas náuticas por hora (algunos superan las 30 millas náuticas), que es varios niveles más rápida que la de los submarinos propulsados ​​por diésel, la profundidad media de inmersión puede alcanzar unas 450 millas náuticas; que es mucho mayor que el de los submarinos propulsados ​​por diésel. La autonomía es de 12.000 a 2.000/200.000 millas náuticas y puede navegar continuamente alrededor del mundo bajo el agua durante dos o tres meses, lo que hace que los submarinos diésel-eléctricos "suspiren de desesperación" y también puede lanzar misiles de largo alcance bajo el agua para atacar a Laos; buques o instalaciones terrestres. Esto requiere aumentar significativamente la distancia de detección y la velocidad de búsqueda del sonar, y mejorar efectivamente la confiabilidad y continuidad del trabajo del sonar.

Los submarinos modernos están equipados con sistemas de sonar para diferentes finalidades, que ocupan una gran cantidad de espacio y son los más caros de todos los equipos electrónicos a bordo. El sistema de sonar equipado en los barcos de superficie es aún mayor.

Un sonar activo para barcos, modelo AN/SQS-53 (mejorado), que apareció en los años 1960. Este sonar tiene 50 gabinetes electrónicos y la versión modificada tiene 37. Todo el equipamiento ocupa unos 16 metros de espacio en la proa del barco, que ocupa cuatro cubiertas.

Además, algunos países también están desarrollando vigorosamente sistemas de sonar fijos instalados en la costa o en el fondo marino, así como sonares aéreos transportados por aviones antisubmarinos, utilizando satélites de comunicación y grandes computadoras electrónicas para recolectar, transmitir y procesar diversos datos de detección formando el llamado sistema de detección submarina tridimensional "trinity" de mar, fondo marino y aire.

El importante desarrollo de la tecnología de sonar después de la guerra también se destaca por su rápida popularidad en el uso civil. Además de las aplicaciones tradicionales en ecosondeos, la tecnología de sonar también se utiliza ampliamente en instalaciones de ingeniería submarina, investigación y desarrollo oceánicos (incluida la exploración de peces, la exploración de recursos de los fondos marinos, etc.). ), y búsqueda de naufragios en el fondo del océano.

La cultura utiliza el sonar para explorar los secretos del océano.