Welche Technologie aus dem Zweiten Weltkrieg könnte eine intelligente Unterwassermine herstellen?

Ich habe eine alternative Geschichtsgeschichte, die während eines verlängerten Endes des Zweiten Weltkriegs spielt.

Für Marineminen brauche ich sie, um sie zu entwaffnen, wenn ein "freundliches" Schiff (sagen wir Axis) auf sie stößt, aber explodiert, wenn das alliierte Schiff sie trifft.

Wir haben alle Arten von GPS usw., wenn wir heute Unterwasserminen bauen wollten; aber ich habe den leisen Verdacht, dass eine Mine mit Technologie von 1950 "intelligent" sein könnte (ja, mein Krieg wird verlängert). Zwischen dem Schiff und der Mine muss etwas sicherstellen, dass eine Mine der Achsenmächte nicht explodieren darf, wenn ein Schiff der Achsenmächte sie berührt; aber sonst explodieren, wenn ein anderes Schiff es berührt.

Es gibt zwei Teile der Frage, die gelöst werden müssen:

  • Was könnte eine Mine "intelligent" machen, um zu explodieren / nicht zu explodieren (Minen wurden einfach so gemacht, dass sie explodieren, wenn es Kontakt gab).
  • Wie konnte eine Mine erkennen, ob es sich um ein achsenfreundliches Schiff handelte?

Dies ist schwierig und wissenschaftlich fundiert, obwohl die beste Antwort möglicherweise ein wenig Technologie der "nahen Zukunft" verwendet, wie in, dies ist fünf Jahre später während des Zweiten Weltkriegs (1950), daher werde ich aufgrund der Schnelligkeit ein wenig zusätzliche Technologie akzeptieren Entwicklung während eines Krieges. Ich zögere, das Nah-Zukunft-Tag zu verwenden, denn Nah-Zukunft ist nach 5 weiteren Jahren rasanter Entwicklung, aber nur von 1945-1950.

Legen Sie Wert auf Erkennbarkeit? Eine Mine, die sendet, gibt ihren Standort preis. Ein Schiff, das an eine Mine sendet, gibt seinen Standort preis.
IFF wurde während des Zweiten Weltkriegs für den Einsatz in Flugzeugen entwickelt, um verbündete Einheiten zu identifizieren. Ich bin mir jedoch nicht ganz sicher, wie groß die Reichweite von funkbasiertem IFF unter Wasser wäre.
@Frostfyre - Die Erkennbarkeit macht mir nichts aus (sp?), Aber ich versuche, dies in die Verantwortung der Mine zu legen, nicht zu explodieren, wenn sie mit einem Achsenschiff kollidiert, sondern zu explodieren, wenn sie von etwas anderem getroffen wird.
@AmiralPatate - Sie haben dort vielleicht etwas vor, aber ich denke, es müsste an Wasser angepasst werden, wie Sie sagten.

Antworten (6)

Die IFF-Technologie wurde im Zweiten Weltkrieg entwickelt. Im Grunde fragt ein Sender nach der Identifizierung, der Empfänger antwortet und wenn er auscheckt, herzlichen Glückwunsch, Sie sind freundlich. Es erkennt nur freundliche Einheiten, der Rest wird wahrscheinlich als feindlich angesehen. Es scheint mir der beste Weg zu sein, dies anzugehen, ohne auf Zukunftstechnologie zurückzugreifen.

IFF in Flugzeugen verwenden Funkwellen zur Übertragung. Wasser ist jedoch nicht Luft und Funkwellen haben eine viel geringere Reichweite. Aus diesem Grund verwenden Schiffe eher Sonar (Schallwellen) als Radar zur Erkennung unter Wasser. Die Notwendigkeit eines Sonars besteht jedoch einfach darin, dass ein durchschnittliches Schiff andere Schiffe erkennen muss, die normalerweise weit entfernt sind oder zumindest viel weiter als die Reichweite eines Unterwasserradars.

In diesem Fall müssen Sie nur meine vor dem Kontakt erkennen, der möglicherweise nur wenige Meter beträgt. Die Wiederverwendung des Systems könnte also funktionieren. Ich kann Ihnen nicht wirklich helfen, wenn Sie technische Details zur zu verwendenden Wellenlänge benötigen, das liegt außerhalb meines Bereichs. Ich kann jedoch nicht verstehen, warum das System nicht für den Unterwassereinsatz angepasst werden konnte.

Denken Sie daran, dass Sie Ihr IFF irgendwie mit Strom versorgen müssten. Ich bin nicht auf dem Laufenden, was die Geschichte von Batterien oder Wellenkraft angeht, also sollten Sie auch nachschlagen.

Angenommen, Ihre Mine kann Freundschaftsspiele identifizieren, alles, was sie tun müsste, ist nicht zu explodieren, wenn sie ein IFF-Signal empfängt. Ich würde vorschlagen, eine Detonation zu verhindern, indem der Mechanismus physisch verriegelt wird. Das würde bedeuten, vor dem Kontakt einen Ausweis zu erhalten.

Es wäre jedoch nicht fehlerfrei.

  • Mechanische Fehlfunktionen verhindern das Einrasten des Verriegelungsmechanismus. Die Mine würde immer explodieren. Es wird passieren und du kannst nicht viel dagegen tun.

  • Mechanische Fehlfunktionen verhindern das Entriegeln des Verriegelungsmechanismus. Die Mine würde niemals explodieren. Es wird auch passieren und du kannst auch nicht viel dagegen tun.

  • Fehler bei der richtigen Identifizierung. Die Mine würde einen Freund nicht als solchen sehen und explodieren. Ebenso unvermeidlich.

  • Das Schiff bewegt sich zu schnell, so dass Kontakt vor jeder Hoffnung auf Identifizierung kam, Kaboom. Könnte durch Geschwindigkeitsbegrenzung in verminten Gewässern verhindert werden. Du solltest schließlich wissen, wo du deine Minen hingelegt hast.

  • Verbündete und feindliche Einheiten in Reichweite, die Mine würde sich verriegeln und nicht explodieren, wenn sie mit einer feindlichen Einheit in Kontakt kommt. Je nach Erfassungsbereich kann es aber auch gut sein. Sie möchten wahrscheinlich nicht, dass Ihre Mine Sie mit dem Feind ausschaltet.

  • Der Feind findet heraus, wie man IFF-Signale fälscht, Ihre Minen sind wertlos. Ich sehe keine Lösung dafür, außer die Minen regelmäßig zu ersetzen/aktualisieren.

Minen sollten auch mit Sprengfallen versehen sein, um zu verhindern, dass der Feind sie einfängt und untersucht.

In unserer Welt wurde der Transponder irgendwann in den 1950er Jahren erfunden, daher ist es nicht schwer, sich vorzustellen, dass er in Ihrem Szenario einer beschleunigten Entwicklung aufgrund eines ausgedehnten Krieges früher kommt. Ebenso wurde 1945 das Unterwassertelefon Gertrude entwickelt.

Zusätzlich zu ihrer Ladung Sprengstoff benötigt die Mine ein passives Sonar und ein kleines Gertrude-Funkgerät. Wenn das Sonar ein Schiff innerhalb der effektiven Reichweite der Mine hört, sendet die Gertrude alle paar Sekunden ein Signal. Dies ist im Wesentlichen ein elektronisches "Halt! Wer geht da?"

Jedes Schiff wiederum muss einen Gertrude-Transponder in seinem Rumpf tragen. Wenn dieser Transponder das Signal von einer Mine empfängt, muss er antworten: "Es ist ein Freund, und der heutige Passcode ist 123456."

Geben Sie nach mehreren Befragungen das falsche Passwort ein oder antworten Sie überhaupt nicht, und BOOM!

Traditionell explodieren Minen, wenn sie ein Schiff entdecken. Wenn die Mine nach der Erkennung eines Schiffes für eine Weile zu senden beginnt, hat das Schiff die Möglichkeit, den Gefahrenbereich zu verlassen, wodurch die Mine unbrauchbar wird.
@Frostfeuer. Zur Kenntnis genommen. Timing ist alles. Die Erkennung erfolgt typischerweise auf relativ kurze Distanz, möglich sogar innerhalb der eigenen Schiffslänge. Bei der Geschwindigkeit der Elektronik, selbst in der Zeit des Zweiten Weltkriegs, kann der Zyklus "mehrere Verhöre", auf den ich mich beziehe, in nur wenigen Sekunden ablaufen.
Marineminen werden fast per Definition unter Wasser eingesetzt. Meerwasser ist ein wirklich guter Absorber von Funkwellen. Vielleicht solltest du deinen Vorschlag noch einmal überdenken.
@WhatRoughBeast- Wie wäre es mit einer Gertrude? Bearbeitete Antwort zur Angabe. Außerdem sprechen wir von extrem kurzer Reichweite.

Seltsamerweise zeigte „The Wabbler“ von Murry Leinster, Astounding , 1942, eine Roboter-Marinemine mit einem Computergehirn in einem nicht identifizierten Konflikt, von dem viele Leser wahrscheinlich annahmen, dass er der aktuelle Zweite Weltkrieg sei, und sich so vorstellten, dass eine solche Technologie in ihrer nahen Zukunft stecken würde. Ich weiß nicht, ob jemals Diskussionen über die Machbarkeit geführt wurden.

hier ist eine Online-Kopie davon.

http://find-book.org/reader?file=253132[1]

Kein Radio

Das Problem bei der Funkverbindung mit der Mine besteht darin, dass die effektive Reichweite im Meerwasser sehr gering ist. Bei 1 MHz beträgt ein Dämpfungsverlust etwa 50 dB/M . Eine praktische HF-Kommunikation im Salzwasser

  • ist auf einige 1000-10000 Hz begrenzt,
  • immer noch nur im Bereich von wenigen Metern erhältlich, und
  • ist sehr langsam: Da die Dämpfung stark von der Frequenz abhängt, beträgt die Bandbreite bestenfalls einige hundert Baud/s. Die Übertragung eines aussagekräftigen Passcodes (mit Framing und ECC) dauert einige Sekunden.

Das Schlimmste ist, dass der Schiffstransponder für diese Sekunden nur wenige Meter von der Mine entfernt bleibt.

Passcode Hölle

Ein weiteres Problem ist, dass es keine Möglichkeit gibt, den Passcode zu ändern. Die Mine ist völlig autonom, und Sie möchten sich nicht auf die Uhr aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs verlassen, um genau zu bleiben. Der Hamilton-Marinechronometer (das Beste vom Besten, hergestellt mit 400 Einheiten/Monat) driftete mit 0,5 Sekunden pro Tag – wenn es richtig gewartet wurde. Eine durchschnittliche Uhr, die in der Mine verwendet wird, würde viel schneller driften, und in einem Monat würden Sie den richtigen Passcode nicht mehr kennen.

Das heißt, die Mine bleibt mit dem konstanten Passcode hängen. Dass alle Minen denselben Passcode haben, ist eine ernsthafte Sicherheitsbedrohung, daher muss jede Mine einen eindeutigen haben und daher eine eindeutige ID, die bei Kontakt übertragen werden kann. Das Schiff wiederum muss in der Lage sein, die ID mit dem Passcode abzugleichen. Angesichts der bloßen Anzahl der eingesetzten Minen glaube ich nicht, dass die Technologie des Zweiten Weltkriegs der Aufgabe gewachsen war.

Setzen Sie trainierte Tiere hinein, wahrscheinlich drei Fledermäuse, die mit einem Hydrophonsystem verbunden sind. Bringen Sie ihnen bei, an einem Schalter zu ziehen, wenn sie ein bestimmtes Geräuschprofil erkennen. Wenn zwei oder mehr Fledermäuse gleichzeitig auslösen, wird die Mine scharf gemacht. Fledermäuse können Audiosignale in erstaunlichem Maße verarbeiten, in manchen Fällen besser als moderne digitale Systeme.

BF Skinner trainierte bekanntermaßen Tauben, um Luftbomben zu führen, aber das Ende des Krieges und die elektronische Technologie machten die Waffe obsolet, bevor sie eingesetzt werden konnte.

Ich glaube nicht, dass es Fische gibt, die Akustik verwenden, aber die Seitenlinien-Sinnesorgane aller Fische können Vibrationsmuster erkennen. Die Mine könnte ein Hydrophon haben, das Schiffsgeräusche aufnimmt, verstärkt und dann über einen Unterwasserlautsprecher an trainierte Fische wiedergibt. Wessen Bewegung würde die Mine bewaffnen. Der Trick hier wäre, die Fische zu trainieren, weil ihr Verhalten ziemlich unflexibel ist.

Säugetiere oder Vögel sind Ihre beste Wahl. Fledermäuse sind eigentlich Heterotherme, dh sie haben nicht nur eine festgelegte Körpertemperatur, sondern mehrere, zwischen denen sie hin- und herspringen können. Sie können innerhalb weniger Minuten in den Winterschlaf versetzt und dann wieder aufgeweckt werden. Sehen Sie sich die Fledermausbombenexperimente aus dem Zweiten Weltkrieg an. Einige Fledermausarten gehen auch in den Winterschlaf, wenn die O2-Werte auf einen bestimmten Bereich fallen, und wachen dann auf, wenn sie zu niedrig werden. Ihre Mine wäre wahrscheinlich eine Kombination aus einem einfachen Geräuschdetektor, der auf metallische oder allgemeine Requisitengeräusche eingestellt ist, die die Fledermäuse aufwecken würden, damit sie beurteilen können, ob das Geräusch ein gültiges Ziel darstellt oder nicht. Wenn nicht, würde es sie wieder in den Winterschlaf versetzen.

Ein paar Pfund sauerstofferzeugende und CO2-absorbierende Chemikalien könnten drei mausgroße Fledermäuse mehrere Monate lang am Leben erhalten, selbst ohne Winterschlaf. Sie würden nicht viel Nahrung brauchen und keine, wenn sie die meiste Zeit im Winterschlaf verbringen würden. Das Abkühlen der Fledermäuse könnte mit einer beliebigen Anzahl endothermer chemischer Reaktionen erfolgen, die kein Gas erzeugen.

Ich schlage Tiere vor, weil die analoge Schaltung der Ära keine verschiedenen Sonarprofile verarbeiten konnte, ohne die Schaltung neu aufzubauen, und sie leicht mit Umgebungsgeräuschen verwechselt werden konnten, entweder natürlich oder von Menschen gemacht. Die Alliierten täuschten leicht fortschrittliche deutsche lärmsuchende Torpedos vor, indem sie zwei hohle Metallzylinder hinter das Schiff zogen, die zufällig von Wirbelschleppen aufschlugen.

Die zusätzliche Ausrüstung, um Fledermäuse für ein paar Monate am Leben zu erhalten und in den Winterschlaf zu wechseln, wird nicht komplexer sein als die Leistungsanforderungen analoger Schaltkreise der Ära. Es ist auch nicht besonders grausam für die Fledermäuse. Wenn die Mine verloren geht, driften sie einfach von der Hypoxie ab, wenn die Mine explodiert, spüren sie nichts.

Zweck einer Mine ist es, bis zum Auslösen verborgen zu bleiben. Es würde den Zweck, nachweisbare Minen zu bauen, untergraben. Freundlich oder feindselig spielt nur eine Rolle, wenn Feedback eingeht. ZB entdecke ich eine Mine, weiß aber nicht, ob sie freundlich ist, also ist sie feindselig, wenn sie nicht freundlich ist.