ВМС США провели успешные испытания новой системы обнаружения и дискриминации перископов подводных лодок, сообщает Defense Aerospace. Такая система является частью новой корабельной радиолокационной станции AN/SPQ-9B. Испытания радара, входящего в состав корабельной системы управления вооружением Mk-160, проводились на крейсере «Лейк Чемплейн» типа «Тикондерога».
Новая система радара способна обнаруживать перископы подводных лодок на значительном расстоянии. При этом алгоритм дискриминации позволяет игнорировать посторонние предметы, плавающие на поверхности моря, или помехи и отражения от морской поверхности. Дальность обнаружения перископов не уточняется.
AN/SPQ-9B является модернизированной версией базового радара AN/SPQ-9A, сегодня стоящего на эсминцах типа «Срюэнс» и «Арли Берк», крейсерах типа «Тикондерога» и авианосцах типа «Нимиц». Базовая версия радиолокационной станции не умеет обнаруживать перископы подводных лодок.
Радиолокация не может использоваться для поиска погрузившихся подводных лодок, поскольку вода не проницаема для электромагнитного излучения радиолокационного спектра. Однако разработка систем обнаружения перископов и мачт подводных лодок ведется с конца 1970-х годов, потому что радиолокация обеспечивает очень точное определение координат цели.
Существующие сегодня системы способны обнаруживать перископы подводных лодок на дальности до 9,3 километра, а мачты, антенны и радиопеленгаторы на дальности до 3,7 километра.
Источник: nplus1.ru
«Перископ»
проект по физике (8 класс) на тему
Проектная работа ученика 8 класса на тему: «Перископ».
Скачать:
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Предварительный просмотр:
Городские Мосинские научные чтения школьников
Секция №3 «Мир технологий и техники»
Проектная работа по физике на тему:
Ученика 8 класса А
Научный руководитель: Матвиевский Андрей Александрович, преподаватель физики
- Законы распространения лучей……………………………….….3
- Плоское зеркало…………………………………………………. 4
- Устройство перископа…………………………………………….4
- Первые перископы………………………………………………. 4
- Перископ своими руками…………………………………………5
- Области применения перископов………………………………. 6
Список литературы и интернет-ресурсов………………………..11
Тему «Перископ» я выбрал потому, что мне всегда было интересно, каким образом осуществляется фокус с трубкой, которая дает возможность видеть «сквозь непрозрачные предметы» (рис. 1).
Мнимый «рентгеновский аппарат» различает окружающее не только через толстую бумагу, но и через лезвие ножа, непроницаемое даже для настоящих рентгеновских лучей. Оказалось, что секрет фокуса прост. Четыре зеркальца, наклоненных под углом в 45°, отражают лучи несколько раз, ведя их в обход непрозрачного предмета.
Труба РАЗВЕДЧИКА ТР-4 ТР-8
Выбранная тема мне представляется актуальной, поскольку напоминает о том, что физика – «живая» наука, очень тесно связанная с жизнью. Исходя из этого были сформулированы
Цели и задачи работы
Цель данной работы: Собрать действующую модель перископа и оценить возможность ее практического применения.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
- Изучить принцип работы и устройство перископа.
- Изучить физические законы, лежащие в основе работы перископа.
3.Познакомиться с возможностями применения перископических систем в различных областях техники .
1. Законы распространения лучей
Оказалось, что законы распространения светового луча в прозрачных средах описываются физикой в разделе «Геометрическая оптика». Законы эти применяются для создания и расчета всевозможных оптических приборов: очков, микроскопов, фотоаппаратов, перископов и проч.
Во всех этих приборах используется отражение света – физическое явление, при котором свет, падающий из одной среды (например, воздух) на границу раздела с другой средой (например, зеркальной поверхностью), возвращается назад в первую среду.
Когда мы слышим слово «отражение», прежде всего нам вспоминается зеркало. В быту мы чаще всего используем плоские зеркала. С помощью плоского зеркала можно провести простой эксперимент, чтобы установить закон, по которому происходит отражение света.
Наверняка все обращали внимание, что наше отражение в зеркале поднимает левую руку, когда мы перед зеркалом поднимаем правую. Часы, показывающие пятнадцать минут первого, в зеркальном отражении показывают без пятнадцати двенадцать, а текст на странице в отражении выглядит какой-то абракадаброй.
Причина в том, что при падении света на зеркальную поверхность свет отражается, причем луч падающий, луч отраженный и нормаль к отражающей поверхности лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения: q 1 = q’ 1 . Закон отражения справедлив как для плоских, так и для искривленных поверхностей (рис.2).
S 1 — отражающая поверхность; S 2 — плоскость падения; АО — падающий луч; ОВ — отраженный луч; ON — нормаль к отражающей поверхности.
При отражении от плоской зеркальной поверхности световых лучей, исходящих от некоторого предмета, возникает мнимое изображение предмета (рис.3). Предмет и его мнимое изображение располагаются симметрично относительно зеркальной поверхности. Изображение предмета в плоском зеркале равно по размеру самому предмету.
Мнимое изображение пространственного (трехмерного) предмета в плоском зеркале отличается от самого предмета как правая система координат отличается от левой (т.е. как правая рука отличается от левой) – рис. 4.
2. Плоское зеркало
Когда два зеркала расположены под углом друг к другу, образуется множество изображений предмета (рис. 5).
Уголковый отражатель обладает тем свойством, что под каким бы углом ни падал на него луч света, отраженный луч всегда будет параллелен падающему лучу (рис. 6).
Это свойство плоских зеркал используют в таком приборе как перископ.
3. Устройство перископа
Перископ (от греч. periskopeo — смотрю вокруг, осматриваю), оптический прибор для наблюдения из укрытий. Многие перископы позволяют измерять горизонтальные и вертикальные углы на местности и определять расстояние до наблюдаемых объектов.
Устройство и оптические характеристики перископы обусловлены его назначением, местом установки и глубиной укрытия, из которого ведётся наблюдение. Простейший перископ представляет собой вытянутую оптическую систему для наблюдения, заключенная в длинную трубу, по концам которой под углом 45 о к оси трубы расположены зеркала, дважды преломляющие световой луч под прямым углом и смещающие его. Величина смещения (перископический вынос) определяется расстоянием между зеркалами. Схема простейшего перископа изображена на рис. 7.
Наиболее распространены призменные перископы (рис. 8), в трубе которых вместо зеркал установлены прямоугольные призмы, а также телескопическая линзовая система и оборачивающая система, с помощью которых можно получать увеличенное прямое изображение. Поле зрения перископов при малом увеличении (до 1,5 раза) составляет около 40 о ; оно обычно уменьшается с ростом увеличения. Некоторые типы перископов позволяют вести круговой обзор .
4. Первые перископы
В XIX веке в Париже на набережной недалеко от Лувра прохожим демонстрировались магические зеркала, с помощью которых можно было беспрепятственно смотреть сквозь толстые каменные стены (рис. 9). Этот опыт точь-в-точь повторяет фокус, описанный мной в самом начале.
Это устройство точно так же состояло из зрительной трубы, разъятой по середине (куда был помещен толстый камень) и содержащей четыре плоских зеркала под углом 45° . Так впервые рекламировался новый оптический прибор – перископ (рис. 10).
5. Перископ своими руками
Я решил построить простейший перископ своими руками. Начал я с трубы. Сначала я пытался использовать картонную, прямоугольного сечения. В нижней части одной половинки и в верхней части другой я сделал вырезы. К концам трубы приклеены окуляры, сделанные из плотной, чертежной, бумаги.
Два прямоугольных зеркальца куплены в галантерейном магазине.
Зеркала прикрепил клеем к подставкам чертежной бумаги. После этого подставки вместе с зеркалами через окуляры вложил в трубу и приклеил.
Однако картонный перископ до защиты проекта не дожил, поэтому пришлось построить более надежную конструкцию, выполненную из пластикового короба для проводки. Может подойти и пластиковый или жестяной короб для вентиляции. Конструкция будет более надежной, долговечной и эффектной. Поэтому все этапы были повторены заново.
Перископ готов. Можно встать за какой-нибудь непрозрачной перегородкой, выставить перископ за ее край, и, посмотрев в окуляр, увидеть «невидимое».
6. Области применения прибора
Перископ нашел широкое применение в военной технике. Через перископ можно следить за неприятелем, не высовываясь из окопа. Изображение, пойманное верхним зеркальцем, передается на нижнее, в которое смотрит наблюдатель (рис. 11).
Перископы позволяют вести круговое наблюдение за местностью при минимальных размерах смотровых отверстий.
В зависимости от назначения вынос (высота) перископа может быть различным, доходя, например, в специальном мачтовом перископе для наблюдения в лесу до десятков метров. Используется перископ и на подводных лодках для визуального наблюдения за противником. Перископ телескопически выдвигается над поверхностью воды, а сама подводная лодка в это время находится под водой (рис. 12).
Отечественные подводные лодки оснащались перископами атаки (ПА), или командирскими, а также зенитными (ПЗ). Командирские перископы служили для определения расстояния до цели, пеленга и своего курсового угла на нее, курсового угла цели и ее скорости.
Перископы установлены также и на современной танковой технике. В военных перископах чаще используются не зеркала, а призмы, также способные изменять ход световых лучей, а кроме того получаемое наблюдателем изображение увеличивается с помощью системы линз.
Рис. 13. А вот как используют перископы полицейские
Перископическая система зеркал, представленная на рис. 14, используется для визуального досмотра транспортных средств, грузов, труднодоступных и плохо освещенных мест в помещениях. Устройство незаменимо в работе правоохранительных органов, служб безопасности, а также может использоваться в быту.
В настоящее время также используется перископическая система зеркал для праворульных автомобилей, упрощающая обгон слева (рис. 15). В информационном зеркале системы водитель видит ситуацию на соседней левой полосе, и спереди, на встречном участке.
Развитие волоконной оптики привело к созданию других видов перископов, которые позволяют врачам осмотреть человеческое тело изнутри без необходимости выполнения хирургических операций. Такие типы перископы называются эндоскопами и просто незаменимы в медицине для диагностики или эндоскопических операций.
Перископ — один из простейших, но при этом интереснейших оптических приборов. Применяется для смещения линии зрения наблюдателя. Он удобен для «видения» через головы толпы на гонках и соревнованиях, на спортивных играх.
Из данной работы я сделал следующие выводы.
- В результате работы изучено устройство и принцип работы перископа.
- Изучен закон отражения света от отражающей поверхности
- Изготовлена действующая модель перископа.
- Изготовленный прибор может найти практическое применение:
— на спортивных соревнованиях, стадионах в большой толпе для «видения» над головами;
— изготовленный из труб большого сечения, перископ может быть использован для дополнительного освещения темных бытовых подсобных помещений (подвалы, сараи, кладовые и т. п.) солнечным светом, что не требует дополнительных затрат на электроэнергию.
5. Рассмотрена возможность использования перископических систем в различных областях жизни и деятельности человека.
А для себя я сделал еще несколько «неформальных» выводов. На мой взгляд, физика – потрясающе интересная наука, которая позволяет просто и понятно объяснить невероятные на первый взгляд явления. Знание законов физики может помочь в быту и повседневной жизни, и даже организовать интересный досуг. Я думаю, что теперь изучать физику мне станет намного интереснее.
Список литературы и интернет-ресурсов
- dic. academic.ru/Научно-технический энциклопедический словарь
- scilip-military.narod.2/ Солодилов К. Е. Военные оптико-механические приборы
- zarnici.ru/arsenal-razvedchica/Зарница
- class-fizika.narod.ru/класс!ная физика для любознательных
- rifmovnic.ru/Модели и приборы
- potomu.ru/Перископ
- www.submarine.narod.ru/Музей подводного флота
Источник: nsportal.ru
Для чего на подводных лодок применяется свет красного цвета
Красная подсветка сегодня неизменна почти для всех подлодок / Фото: www.fanpop.com
Когда речь заходит о выходе в море или океан внутри герметичного судна, то каждый нюанс имеет своё первостепенное значение. У всех, кто оказался на борту подлодки впервые, может сразу же возникнуть множество закономерных вопросов, часть из которых он держит при себе, чтобы усваивать информацию постепенно. Перископ и его организация представляют огромную почву для наблюдений и изучений с практической стороны. В ночное непроглядное время он подсвечивается ярко-красным огнём, который, кажется, сигнализирует о возможной опасности.
Экипаж атомной подлодки всегда поддерживает бдительность. На долгое время выхода в море всё сильно меняется. Узкие пространства, гораздо меньше воздуха и свободы движений. Предметов очень много, и каждый ответственен за какую-то значимую часть плавания.
Время течёт иначе. День уже не отличить от ночи, когда вы бороздите тёмные пучины. Возникает вопрос: как же тогда внутри поддерживается порядок и военным удаётся быстро переключиться на другую цикличность процессов? На самом деле, о световом дне, царящем на поверхности воды, в подлодке оповещает яркий белый свет, который подсвечивает все объекты. Без электричества и, в частности, без света плавание стало бы в десятки раз труднее.
Все приборы, включая индикаторы, ночью предстают в новом свете / Фото: bimmertips.com
Бледный яркий фонарь озаряет светом подавляющее число подлодок. Всё многообразие солнечных лучей ему, безусловно, не удаётся передать, — но справляется он с этим настолько, насколько это возможно. Белый свет позволяет быстро и внимательно рассмотреть все предметы, не упустив ни одной детали. И это не говоря уже о его функции напоминать о течении земного дня.
Ночью же единый механизм подлодки преображается. Всё обретало бы зловещие черты, если бы свет был немного более тусклым, ведь загорается цвет красного оттенка. Этот цвет издавна ассоциировался с опасностью, скрытой угрозой или внезапной тревогой. Об этом свидетельствуют природный окрас некоторых земноводных и рептилий, лампы накаливания и сирены экстренных служб. Быть может, весь механизм подлодки ночью переходит в режим повышенной боеготовности?
Красный свет заполняет пространство лодки, а особенно ярко горит в капитанской рубке / Фото: motoviajeros.e
На деле, всё несколько проще. Отсек управления подсвечивается красным светом далеко не всё время продолжения ночи на поверхности, а лишь окаймляет периоды дневного режима, пусть и в длительной перспективе. Длинноволновое видимое излучение, которым обладает красный свет, требует наименьшей чувствительности от непрерывно работающих глаз смотрового. Использование такого рода подсветки позволяет мягко адаптировать зрение для ночного видения, которое никак не может оптимизироваться внезапно, по команде. Сетчатка человеческого глаза так устроена, что для ночного обзора необходим медленный и плавный переход от яркого света к практически полному его отсутствию.
Резкие световые контрасты и безапелляционные переходы могут заставить глаза быстро устать или вовсе навредить механизму зрения, провоцируя вспышки в диапазоне периферического видения. А у экипажа подлодки на счету каждая секунда. Буквально каждую минуту экипаж общими силами держит машину на плаву и всё находится под их пристальным контролем. Поэтому допускать лишнюю нагрузку на зрение — то, что под водой всегда и без того подвергается сосредоточению усилий, является не самой выгодной стратегией. Для этого и используется длинноволновой красный свет.
Перископ на поверхности воды днём / Фото: www.saoc-central.ca
Однако, на этом его функции не заканчиваются. Неслучайно ранее мы упомянули перископ, который также располагается в центральной рубке, подсвеченной красным. Снаружи огонёк наблюдательного устройства также мерцает красным. Вообще трубка перископа должна ночью подсвечиваться этим светом, иначе от неё не будет никакого толку: капитанский глаз попросту не сможет разглядеть ни зги. Уже по прошествии чуть более часа в подсветке нет нужды: удивительно, но взор полностью адаптируется к мрачной атмосфере, царящей за бортом судна.
К слову, конструкторы и техники подлодок не сразу пришли к такой технологии освещения. Это было своего рода учение на собственных ошибках. Когда-то перископы, выглядывающие на поверхность моря, искрились ярким белым сиянием, которое можно было распознать даже издалека. Если им повезло, и они не выдавали этим свечением свои тактические координаты движения, им удавалось скрыться, — но такое проворачивали далеко не все составы атомных подлодок. Во время продолжительных и рискованных вылазок на вражескую территорию противники без труда распознавали подлодки и настигали их врасплох.
Подлодка на поверхности / Фото: barbados.org
Уловка оказалась весьма продуктивной, и не просто снижала общую нагрузку и сглаживала ощущение однообразия, которое во время длительных операций достигало порой своего критического пика, но и помогала избежать непредвиденных столкновений и помогала быстро адаптироваться к темноте. Концентрация дневного света на подлодке столь высока, что перед наступлением полноценной ночи, субмарине просто необходимы кровавые сумерки, чтобы всё происходило ровно так, как и на поверхности. И все чувствовали, сверх неизменных задач и повседневных обязанностей, сверх постоянно живущего своей жизнью моря подспудную связующую нить с реальным временем.
Матросы не могут 24 часа в сутки быть полностью напряжены, им необходим смягчающий фактор и условия для работы. Мобилизовать собственные навыки на постоянное основе вообще крайне опасно, потому что к этому не готов ни один даже самый подготовленный человеческий организм.
Белый дневной свет подводной лодки свидетельствует о дне на поверхности / Фото: fototelegraf.ru
Красный оттенок же не выдаёт свечения так явно, подавляясь в интенсивном напоре морских волн. При этом у самого основания перископа свет с тех пор можно регулировать, сводя к минимальным настройкам. Практически все виды подлодок сегодня оснащены технологией ночного видения, неизменно сопровождаемых красным свечением, которое быстро и легко рассеивается на поверхности. В любое время суток перископ при необходимости (во время тёмной непогоды или ночью) подсвечивается красным, чтобы не быть легко распознанным над уровнем моря.
источник
Источник: 55-77.livejournal.com