Varje ny kunskap går vanligtvis genom tre steg: 1. "Nonsens!" 2. "Och om verkligen …" 3. "Vem vet inte det!"
Tillförlitlig och högkvalitativ radiokommunikation spelar en viktig roll för att garantera säkerheten för navigering och för framgångsrika fiender. En grupp specialister från den vetenskapliga avdelningen System Center Pacific, Space and Naval Warfare (SPAWAR), som ägnar sig åt forskning inom radiokommunikation, radar, meteorologi och oceanografi i den amerikanska marinens intresse, föreslog en originallösning för problem med överbelastning av fartyg med kommunikationssystem.
Den radioelektroniska utrustningen på ett modernt stridsfartyg av typen "Arlie Burke" innehåller cirka 80 antenner för olika ändamål. Mottagnings- och sändaranordningar skapar många ömsesidiga störningar under drift - ingenjörer krävde specialstudier för att bestämma schemat för deras rationella placering. Dessutom har konventionella skeppsantenner ett antal nackdelar - de är skrymmande, tunga, lätt sårbara i strid och under en storm kräver de höga master, vilket ökar fartygets radarsignatur. Vid varje given tidpunkt är minst hälften av dessa antenner avstängda och används inte, därav antyder slutsatsen att det är nödvändigt att skapa vikbara strukturer.
2007 utvecklade SPAWAR -specialister en teknik som använder elektrisk konduktivitet och magnetisk induktion av metallsalter i havsvatten för att ta emot och överföra radiovågor. Ja, om havsvatten är en bra elektrisk ledare, varför kan en vätskestrålare inte ersätta en traditionell metallantenn? En helt genial och enkel uppfinning.
Från teori till praktik var det bara ett steg: med hjälp av en vattenpump monterade forskarna en primitiv fontän - en enhet som spydde en ström av havsvatten genom en induktor ansluten till en bärbar sändare. Det finns gott om vatten utanför fartyget, så ingen kommer att uppleva brist på denna förbrukningsvara. Signaler överförs och tas emot från "vattenantennen" med hjälp av konventionell elektromagnetisk induktion. Och ingen nanoteknik!
Strålhöjden bestämmer frekvensen till vilken antennen är inställd. Till exempel kräver UHF -radiovågor en fontän som är cirka 0,6 meter hög och VHF 6 fot. För att ta emot HF -vågor behöver du en 80 fot vattenkolonn (24 meter!). En sådan stråle kan ta emot och överföra signaler i intervallet från 2 till 400 MHz. Strålens sektion bestämmer kanalens bredd (dvs. överföring av mer omfattande data, till exempel video kommer att kräva en tjockare vattenstråle). Hela systemet passar i ena handen. Med sin hjälp kunde SPAWAR -forskare ta emot en tydlig signal på flera tiotals kilometers avstånd.
Fördelen med sådana "vattenantenner" är det minsta utrymme som krävs för installationen. Antenner kan enkelt modifieras för användning vid vilken frekvens som helst genom att installera ytterligare kollektorspolar och sprutmunstycken. Vattenantennen kan formas till en minimal kostnad - enheten förbrukar mindre ström än en bordslampa.
Till skillnad från vanliga metallantenner är alla element i vattenantennen praktiskt taget viktlösa och lätta att demontera. Parametrarna för vattenpelarna kan ständigt ändras beroende på vilken typ av antenner som används för närvarande. Enligt SPAWAR -experter kan tio sådana antenner ersätta 80 traditionella antenner. Dessutom är den reflekterande effekten av havsvatten mindre än metallens, och om fartyget behöver maximal smyg behöver befälhavaren bara ge order om att helt enkelt ta bort alla vattenpelare.
Samtidigt måste forskarna lösa ett antal svåra problem innan de introducerar sin uppfinning i verkliga livet.
Till exempel är en vattenantenn extremt sårbar för vindbyar - strålens energi till toppen reduceras till noll, och då kommer även en svag vind att riva antennens duk och som ett resultat förstöra dess resonansegenskaper helt.
SPAWAR -forskare har återigen hittat en originallösning: det räcker med att innesluta en vattenström i ett plaströr med en stängd topp. Detta kommer inte bara att förhindra vindens skadliga effekter och bevara alla "vattenantennens" egenskaper, utan kommer också att tillåta samma volym vatten att återanvändas många gånger (forskarna tror att deras teknik kan användas på land och ersätta antennernas utskjutande grenar med vackra fontäner). När det gäller att placera vatten i ett plaströr är idén med SPAWAR inte ny - sådana antennalternativ finns när ett band placeras i ett flexibelt plastskal, självvridande under luft eller drivtryck, som ett band i ett måttband.
Det är också fortfarande oklart vad vinsten med vattenantenner är. På grund av att "vattenspelaren" inte har den bästa konduktiviteten, kommer effektiviteten sannolikt att drabbas och utsläpp utanför bandet är möjliga.
Principen för en vattenantenn är så dum och enkel att det helt enkelt är svårt att tro att ingen har gissat tidigare. SPAWAR -upptågarna måste ha spanat denna vackra idé från valarna: enligt vissa rapporter släckte valarna ut fontäner för att skicka varandra SMS -meddelanden. Jag kommunicerade på något sätt med dem - de säger att signalen är svag, bara 2 remsor …