利用噪声成像

人类大约在400年前找到了扩展自己视觉的方法——望远镜,但在听觉的扩展上,一直到本世纪早期,才发明了声音接收器——声纳。那是在第一次世界大战时,为了防范潜艇的袭击,使用了这种在水下的声波定位系统。现在声纳的应用已远远越出了军事目的,就其工作原理,可分主动和被动两种。所谓主动,是指它能向目标发出声波,然后接收来自目标反射出的回波,由于声波的速度是已知的,这样即可测出目标的距离;直接接收目标发出的声波,即谓被动。声纳接收员全神贯注地倾听着来自目标的声音信号:乒、乒、乒……声纳找到目标,发出回波的声响。且慢高兴,不要以为已找到了目标,此时接     

纳米机器人在行动

一艘纳米潜艇在人体血液中艰难地航行着,血流内比潜艇大得多的细胞正在无情地碰撞着潜艇。这是美国科幻影片《奇异的航行》中的一个镜头。再过几十年,融纳米技术与分子生物学为一体的分子仿生学之成果,将使人类的梦想成真,这就是纳米生物机器人。     

未来的外科医生

未来的外科医生把一艘装有极其微小机组人员的微型潜艇注入人体的血液。并输送到人体的内部来完成一项难以置信的任务──实行精细的外科手术。这听起来好象是１９６６年美国科幻片“奇异的航行”的剧情。但这令人惊奇的一幕将成为科学事实。日本的研究人员正在设计一种微...     

潜艇声呐——海里作战的导航灯

声呐是利用水中声波进行探测、定位和通信的电子设备。潜艇声呐主要用于对水面舰艇、潜艇和其他水中设备进行搜索、识别、跟踪和水面通信等。声呐侦察也称水声侦察,是指使用被动式声呐进行的声学侦察。主要任务是:截收敌方各种主动式水声设备及原发性声场的声信号,并测定其技术参数及方位、距离,以掌握敌舰动态,或为进行水声干扰和舰艇使用武器提供可靠依据。核动力攻击潜艇装备的声呐种类繁多、性能优良,有的装备各种声呐达15部左右。核动力战略导弹潜艇和常规动力攻击潜艇装备声呐5～10部。     

百慕大神秘失踪事件

美国《海军时报》披露，2007年3月13日晚-14日凌晨，一艘满载核武器的美国核攻击潜艇“圣胡安号”在著名的百慕大邻近水域神秘地中断了联络，美国紧急出动航母战斗群展开搜救，同时向国际潜艇救援机构求助。就在各方陷入绝望之际，该潜艇意外恢复与外界的联系，而且人艇安好。美国海军潜艇指挥部发表声明中指出这只是“虚惊一场”，但是外界称整个事件扑朔迷离。也因为事件发生在著名的“魔鬼三角”区，失踪事件再次引起人们对这个为人熟知的神秘地域的关注。     

3D打印细菌墨水

正近日,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员开发出了一种生物相容墨水,用于活细菌的3D打印。他们的研究发表在《科学进展》杂志上。科学家们把这材料称为"Flink",意思是多功能的"墨水"。这种墨水是由一种水凝胶和细菌混合而成的,这种水凝胶既能保     

声波武器

任何人,只要是看过汤姆·克鲁斯在《绝密情报》中使用那把声波枪向追踪者射击这一幕,都会认为这种武器只会出现在科幻小说中。但是,运用现代科技确实可以制造出这样的武器,只是样子有点不同罢了。乌迪·诺里斯——美国科学技术有限公司的首席执行官以及超声技术领域的先驱者,发明了一种不会取人性命的声波武器。据诺里斯说:“对大多     

潜艇艇员水下脱险法——从“库尔斯克”号核潜艇全休艇员遇难说起

2000年8月21日,一个谁也不愿意听到的消息传向了全世界:救援俄罗斯“库尔斯克”号的3名挪威潜水员于当天清晨7时45分成功地打开了“库尔斯克”号潜艇后部外舱,发现舱内早已进满了海水。这一消息无疑宣布了“库尔斯克”号核潜艇上118名官兵无一幸免于难,给善良的盼望着能出现奇迹的全世界人民以当头一棒。 潜艇在海战过程中受损以及在日常航行中出现各种各样的失误而造成潜艇遇难是不可避免的,据不完全统计,从1900年至1989年的90年间,国外潜艇就发生了495起非战斗海损事故,导致84艘潜艇沉没,其中核潜艇7艘。为此,各国海军在不断提高潜艇作战技术能力的同时,都十分重视潜艇救生技术,并使水下脱险成为每个潜艇艇员必须     

潜艇事故与逃生技术

潜艇是海军作战的主力之一,以出其不意地攻击杀伤敌舰在海上称雄,对航空母舰的威胁相当大。它在昏暗的海底世界游弋,一旦遇上被击伤、机械事故、错误操作,甚至卡在洞穴、礁石之中失去了自行上浮的能力,这对于每一个潜艇兵都是一场噩梦。这个噩梦并不是从1776年潜艇诞生的那一刻起就开始的,而是在100多年以后,才引起了人们的重视。这主要是由两个原因造成的:一是早期潜艇的数量、应用规模还不大,很多问题还没有暴露出来;二是早期潜艇一旦被击中或者失事,在很短的时间内便艇毁人亡,艇内有生还者的情况非常罕见,也就没有潜艇水下脱险之说。事情…     

接踵问世的瑞典新式潜艇

几年来,瑞典海军大力研 制各种新型潜艇,先后推 出独具匠心的“西约特兰” 级、“哥特兰”级,并正在全力研制“2000”级潜艇,真可谓“好艇连台”。 “哥特兰”级潜艇和将于21世纪初加入海军序列的“2000”级潜艇无论与以往的潜艇相比,还是与其他发达国家潜艇相比,都有许多重大的甚至是划时代意义的突破。 别出心裁的动力装置 首先是潜艇的动力装置。传统的常规动力潜艇主要动力采用蓄电池组和柴油机,在水下以高速航行时,只能持续航行很短的时间;即使以低速航行,也才维持数十小时至少上百小时。瑞典研制的这两级潜艇,都属于常规动力潜艇,但其动力装置却别出心裁,即在柴电动力装置的基础上加装了一斯特林发动机系统,从而大大提高了潜艇时间。     

“印第安纳波利斯”号悲剧揭秘

1945年7月,美国"印第安纳波利斯"号巡洋舰运送原子弹"小男孩"到提尼安岛之后,驶往菲律宾的莱特湾。途中,该舰被日军潜艇击沉。全舰千余名官兵除316人幸存外,其余均葬身海底。多年来,有关人士一直对此事件百思不得其解——美舰雷达事先根本没有发现日军潜艇,而日军潜艇是怎么发现美舰并准确发射鱼雷的?日前,得州州立大学的天文学家唐纳德.奥尔森,利用他发明的"超时空天文学研究程序",使这一被"疑团"笼罩了半个多世纪的故事大白于天下。     

当今最先进的常规动力潜艇——德212型潜艇

自从潜艇一出现,人类就期望能研究出一种不依赖于空气的推进系统,使潜艇能够真正长期在水下遨游。第二次世界大战期间,德国曾研究过一种不依赖于空气的动力,然而,当其头角初展时便因德国法西斯的战败而被停止了研究的步伐。 第二次世界大战之后,核潜艇的诞生再一次使常规不依赖空气动力装置的研制步伐减慢了。直到80年代之后,这一研究才取得了突破     

为什么下雪天很宁静

我们也许会有这种感觉．就是当下雪的时候，觉得天地之间宁静了许多。为什么人们会有这种感觉呢？原来这里面暗藏着一些物理学和心理学的科学道理呢。首先，从物理学的角度讲，一方面，柔软的雪会吸收声波．本来在地表反射的声波被吸收了；另一方面，落雪形成的帷幕会阻挡高频的声音，让远方传来的声音变得低沉：而且，踩雪的“吱吱”声也会盖住一些其他的杂声。     

科学家利用计算机制造出“虚拟细菌”

美国斯坦福大学的科学家克雷格·文特尔领导的科研小组在《细胞》杂志上撰文指出,他们首次利用计算机制造出了"虚拟细菌",能模拟微生物的生命轨迹及其一举一动。科学家们表示,这项研究或许有助于改进人类对疾病的理解,并为疾病找到新的疗法。《每日电讯报》在报道中指出,生物学和计算机科学的联姻让科学家们能借用计算机脚本模拟生命,这将让人类大大受益,并有助于回答人     

科学家首次精准编辑线粒体基因

正线粒体是细胞关键的能量产生结构。借助一种特殊的细菌酶,研究人员实现了对线粒体基因组的定向改变。此前,即使是流行的CRISPRCas9基因组编辑工具也无法做到这一点。相关论文2020年7月8日发表于英国《自然》。这项技术建立在一种被称为碱     

蝙蝠新探

随着对蝙蝠研究的不断深入,生物学家又发现了不少新的奥秘。一、蝙蝠最令科学家青睐的是它的超声波定位能力,这是它捕食的绝妙武器。但是,现在科学家发现,有的蝙蝠并没有这种     

水声超材料研究进展

水声材料的应用是潜艇等水下航行器实现声隐身及提升声探测性能的关键所在.近年来,随着声学超材料的蓬勃发展,各种类型的水声超材料也被提出.相比空气声,水中声波波长更长,传播损耗却小得多,故水声比同频率空气声更难以控制;此外,水介质的密度和声阻抗比空气介质大得多,常规金属不能再被视为刚性而变成弹性体,且水对结构的流体负载不能忽略,故水声超材料的设计和性能预测更为复杂.本文综述了近年来水声超材料的发展历程,主要针对吸收型、去耦型、聚焦型三类与潜艇声隐身和声探测密切相关的水声超材料,对其分类、基本特性、物理机理、研究动态等进行了详尽归纳和总结,并对其发展中面临的难题和趋势进行了探讨和展望.相比传统材料,水声超材料展现出众多超常声学特性,但仍存在低频宽带声波调控能力有限、不能有效兼顾大静压等环境要素、加工制造工艺不足等问题.未来研究中应着力克服上述不足,朝着低频宽带、全向、大平面尺度、亚波长厚度、轻量化、大耐压及多功能复合、环境适应性等方向发展,以更好地实现工程化应用.     

到机器内部做一次“神奇之旅”

在1966年由拉奎尔·韦尔奇(R·Welch)和唐纳德·普莱森斯(D·Pleasence)主演的科幻电影《神奇之旅》中,一支医疗团队和他们的潜艇被缩小为如同人的细胞般大小,并被注射到科学家的体内以清除其大脑中的血块。影片获得了很大的成功,潜艇在人体内部航行的壮观场面以及部分镜头——如向血液中的白细胞所发起的攻击——令人非常难忘。一次在法国原子能委员会(CEA)下属的磁聚变研究所(IRFM)内,由本岛主任率领的一群来自于国际热核聚变试验反应堆(ITER)的访客,受邀作了一次     

利用反射差频参量阵进行生物组织B/A值的层析成像

在有限振幅插入取代法的基础上,提出了利用反射模式的差频参量阵对生物组织的非线性声参量B/A值进行层析成像的理论和实验方法;测量了差频声波的指向性,并对若干生物样品进行了实验成像,获得了满意的结果,为医学超声提供了一个新的成像方法.     

拖曳线列阵声纳

在浩瀚大海上,一艘苏联潜艇故意撞击正在游弋的英国潜艇,致使后者拖曳的“长尾巴”被扯断。这条“长尾巴”被苏联潜艇劫掠而去。苏联潜艇为什么对这条“长尾巴”如此感兴趣呢?原来,这神秘的“长尾巴”不是别的,正是为适应反潜战的需要而专门设计的拖曳线列阵声纳(towed array sonar systom)。如今,在美国、英国海军一些舰艇尾部,都能发现它的