书城童书宇宙探秘
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第76章 对技术的探秘(3)

坦克并不只是一辆普通的越野车,它还需要在行进中向目标瞄准开火。这如同古代战将跑马射箭一样,难度相当大。为了解决好这个问题,军事科学家发明了坦克炮双向稳定器。双向稳定器是由传感器及其相应的执行装置共同组成的。双向稳定器中安装的螺旋传感器在感受到炮管高低角度的变化后,就会把变化量转化为电子信号。这些电子信号经过放大后,再传给执行装置。执行装置就会使坦克炮的炮管迅速调整到目标的位置。所以,无论坦克怎么颠簸,坦克炮也会一直瞄准目标,把它们锁定在自己的准星上。

枪械的奥秘

枪械是现代部队单兵和小组携行使用的必备轻武器。它们是步兵的亲密伙伴,同时也是“地面作战的王牌”。有一些枪械还配备了特殊的消音装置,用于执行特殊任务或进行隐蔽射击。枪械家族里有哪些成员?无声手枪是如何做到消音的呢?

枪械家族

现代枪械按类型分为手枪、步枪、冲锋枪、机枪、滑膛枪和特种枪等。按自动化程度的不同,枪械又分为全自动枪械、半自动枪械和非自动枪械三种。按枪身有无枪托,枪械又可分为有托枪和无托枪。按使用子弹弹种的不同,枪械又可分为有壳弹枪和无壳弹枪。按其对目标杀伤方式的不同,枪械又可分为点杀伤武器和面杀伤武器。按照使用地点的不同,枪械又可分为水上使用枪械和水下使用枪械。现代自动枪械通常由枪管、机匣、瞄准装置、自动机各机构、发射机构、保险机构和枪架等部分组成。

无声手枪为什么能消音

无声手枪能消音的原因是因为它的枪管外面装有个附加的消声套筒。各种无声手枪的消声套筒结构并不相同,但消音作用是一样的。最常见的是在消声套筒前半部安装卷紧的消音丝网。当子弹射出后,枪口喷出的高压气体不直接在空气中膨胀,而是进入消音丝网,大部分能量被消音丝网吸收。所剩气体喷出套筒时,压力和速度都很低,发出的声音也就很微弱了。有的是将消声筒前端用橡皮密封,子弹从枪口射出,穿过橡皮,橡皮很快收缩,阻止气体外溢,从而起到了消音作用。

航空母舰的奥秘

航空母舰是在第二次世界大战中出现的海上霸主。它拥有大量的舰载飞机和护航舰船,攻击范围广阔,是一个在海洋上移动的“不沉的岛屿”。

航母的特混编队

为了让航空母舰发挥更强的战斗力,海军一般都把航母和其他舰船组编成航母特混编队,这样就可以组成多层攻防火力系统,提高航母的生存能力和战斗力。特混编队一般拥有三层火力系统。第一层攻防区由各个舰队携带的舰载航空导弹组成。第二层攻防区由反潜反舰导弹、防空导弹和直升飞机负责。第三层攻防区域是由近程导弹,鱼雷和反潜导弹组成的。这样,特混编队就可以应付来自150千米范围的任何攻击。

航母抗沉性的秘密

航空母舰在海战和登陆战中作用巨大,但造价也非常昂贵。为了有效地确保舰体的安全,现代航空母舰都被设计得像坦克一样披盔戴甲。通常,在航空母舰的舰舷壳板、飞行甲板、机库甲板上都铺设了厚度为4~20厘米的防护装甲。而在舰体两侧的水下区域,以3~5层的纵向隔壁构筑了航空母舰的防雷隔仓,形成纵向防御装甲带。舰体的底部还安装了2~3层底板,即使舰体遭受鱼雷或者导弹的攻击,这几层装甲也不会被穿透。而且,由于航空母舰的舰体庞大,因此会有大量的隔离仓,即使有部分船舱完全进水,舰体依旧可以保持巨大的浮力而不会沉没。

潜艇的奥秘

潜艇也叫潜水艇,具有良好的隐蔽性、较大的自持力、续航力和较强的突击威力。它们能远离基地独立作战,而且在水中活动时不易被发现,给人以神出鬼没之感。潜艇在漆黑的深海中是如何认路的?它们如何隐蔽自己而不被敌人发现呢?

潜艇水下认路

大海深不可测,尤其是在幽深的海底,漆黑一片,处处都有暗礁、裂沟等复杂地形,我们不免要担心在海底航行的潜艇的安全。事实证明,潜艇航行的时候很少会迷路。因为,潜艇有各种巧妙的方法来确定自己的位置。一般情况下,航行中的潜艇只要清楚自己的路线和速度,就可以根据完备的航海图,按照航海的时间推算出自己所在的位置。第二种方法是利用潜望镜、雷达、声呐、六分仪等观测设备,对海面上的岛屿和天空中的天体进行观测,根据这些参照物来确定自己的位置。第三种方法是导航法,由导航台发出无线电信号,潜艇接收到信号后就可以找到自己的位置了。

潜艇隐身衣

现代潜艇的外壳上都裹着一件隐身衣。它又黑又厚,像一件用来御寒的大棉袄,专家们称之为“消声瓦”。消声瓦,顾名思义,就是用来隔离潜水艇内部噪声往外辐射的设备。对于吨位比较大的潜艇,若是噪音很大,那么在很远的地方就会被敌人探明位置。但是包上厚厚的消声瓦后,就如同把音响的扬声器用大棉被裹住,再大的噪音也会变得很小了。事实上,消声瓦并不只有消声一种功能。由于消声瓦是由橡胶做成的,其内部是空腔,空腔和其中的填塞物可以改变敌方发射的声呐波的波形,使声能转化为热能散发掉,因此大大降低了潜水艇被敌人声呐探测到位置的可能性。

“空中铁鸟”的奥秘

1903年12月17日,美国莱特兄弟设计制造的“飞行者”号飞机试飞成功。这是世界上公认的第一架飞上天空的可操纵的载人动力飞机。此后,人类走进了辉煌的航空时代。你知道号称“空中铁鸟”的飞机是如何飞行的吗?又是谁来指挥飞机的交通秩序呢?

飞机怎样飞行

尽管飞机的尺寸、形状与引擎的布置几经变化,但现代飞机大部分都具有相同的基本元件:机翼、机尾与起落架。拥有这些基本元件的飞机在克服了各种力的制约后才得以飞行。飞机的发动机推动机身前进,但机翼可以使飞机在空中停留。机翼呈曲线型,上表面弯曲度较大,因此机翼上面的气流速度快,使得上部的气压较低,下部气压较高,机翼由此被升力吸住。机翼上的可移动表面可以为起飞产生更大的升力,在飞行中形成平滑的流线型使飞机高速前进。

空中交警

公路上川流不息的汽车都是由交通警察来指挥的,而飞机在空中的飞行也如同地上的汽车一样需要管制。实行飞行管制的“交通警察机关”就是空中交通管制中心。它每天都会借助计算机处理所有申请飞行的飞机计划,然后排列出每架飞机起飞的顺序和飞行的航线以及高度、飞行时间等所有的细枝末节,并且预先通知各个机场的空域管制中心实行指挥调度。地面上的雷达会时刻监视、掌握飞机的飞行情况。指挥中心还会定时向飞行员提出飞机标识和高度的询问。当飞机飞出一个管理区域时,就必须及时地被移交到下一个空域的航空管制中心。

GPS全球定位系统的奥秘

位于美国硅谷的一家无线电公司根据全球定位系统(GPS)的原理开发出一种新产品。他们将GPS接收器制作成适合儿童佩戴的塑料手表。只要孩子们戴上它,家长便可通过电话或上网随时获知孩子所在的具体位置,误差不会超过1米。那么,神奇的GPS系统究竟是什么呢?

什么是GPS

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位的新一代卫星导航与定位系统。这一系统在早期仅限于军方使用,由美国国防部计划发展,其目的针对军事用途,例如战机、船舰、车辆、人员、攻击目标的精确定位等。时至今日,GPS已开放给民间作为定位系统使用。GPS全球定位系统利用地球上空环绕在轨道上的24颗卫星,为地面上的使用者测定出精确的方位。通过GPS接收模块,人们可以确定目标的经度、纬度,如果是移动物体,还可以看到它运动的方位角及运动速度等信息。另外,与以前的导航系统比较,GPS系统不会受到阴天、下雨等天气状况的干扰。

GPS的应用领域

GPS系统卫星的分布使得在全球的任何地方,无论何时都可观测到4颗以上的卫星,并能保持良好的定位解析精度。根据“三角测量”原理,GPS信号接收机可以输出地面任何地点的位置信息。这些位置信息可广泛地用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、地壳运动监测、工程变形监测、精细农业、个人旅游及野外探险、紧急救生和车辆、飞机、轮船的导航与定位等许多领域,甚至有赶超计算机发展速度的趋势,GPS将很快成为人类社会中最基本的生活必需品。

机器人的奥秘

机器人是代替人工作的机器,能够完成许多常人难以想象的工作。大多数机器人完全不像我们在电影中看到的模样,它们只是作为一台机器在工厂里从事固定而有规律性的工作。机器人是如何进行工作的?它们拥有人的那种感知能力吗?

机器人的感知能力

机器人需要有一定的感知能力才能进行工作。例如,捡拾物体的机器人必须装置接触探测器,告诉计算机力度是否适中。否则,机器人可能把物件握碎,或者使物件掉下来。在生产线上,通常会有几台机器人一起工作,输送带上也会有探测器确保机器人正在加工的物件都在正确的位置上。所有机器人和传感器都是由计算机联系起来的,以确保各方面都动作顺畅。如果出现问题,计算机就命令机器人停止工作,并通知工程师处理。还有一些机器人身上装有摄影机以便能看到东西。这样,机器人就可以分辨物体的形状,知道自己身在何方。

工作领域的变化

代替人类工作的机器人已经渗入生产生活的各个领域里。旧一代机器人通常只是在装配线上埋头苦干,但新一代机器人将摆脱蓝领工人的角色,转而从事服务行业。现在,从事服务工作的机器人有半数是小型家庭机器人。另外,用于医学操作和海底研究的机器人所占的份额也很大。在扩散性不强的外科手术领域,机器人的研究与应用将会取得惊人的进步。用机器人做手术的好处是,能提高手术的精确度,降低手术后出现后遗症的危险性。