第五百二十九章 历史：我要加速啦！
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“多普勒效应？” 听到徐云嘴里冒出的这个词。 老郭整个人顿时一愣。 作为曾经在国外留学多年的物理学家，老郭对于多普勒效应自然谈不上陌生。 这是克里斯蒂安·多普勒在1842年发现一种物理现象，说白了就一句话： 物体辐射的波长会因为波源和观测者的相对运动而产生变化。 例如当站在原地，一辆救护车迎面驶来的时候，听到的声音比原来高。 而车离去的时候声音比原来低，这就是多普勒效应。 这个现象的实质是当救护车驶向人时连续发射声波，声波的发射位置与人越来越接近。 所以每个声波到达的时间都比上个声波更短，波峰之间的距离...也就是波长会因此缩短。 所以人体感知到的声波的频率增大，音调升高。 同样地。 当救护车离开时。 发出的声波的音源越来越远，使得波长增大、频率减小及音调降低。 这是一个提出时间与得出结论都很早的物理现象，本身并不存在什么奥秘或者运用价值。 可以这样说。 截止到目前。 这个效应几乎没有任何配套的运用技术落地。 因此在徐云说出这个词后。 老郭脸上的表情非但没有释然分毫，反倒愈发迷湖了起来： “韩立同志，多普勒效应我倒是略有了解，但是它和增加数据采样又有什么关系呢？” “我们需要的是更多的样本数据，与声学多普勒似乎没什么交集吧？” 徐云闻言点了点头，倒也不怎么着急，而是耐心说道： “没错，现有物理的多普勒效应主要出现在宏观领域，比如说救护车之类的情况。” “但您别忘了，多普勒效应的真正核心却并非宏观，而是.....相对运动。” 老郭顿时一愣。 徐云则没怎么关注老郭的表情，又继续说了下去： “在宏观世界中，人和车的相对运动体现在车动人不动——这也是所有人潜意识里的认知，因为这个例子太好懂了。” “但多普勒效应的实质是接受频率的变化，也就是宏观情况可以是车鸣笛但不动，人慢慢向车走去.....” 这一次。 老郭轻轻点了点头。 就像说起触手怪大家会想到新手钓鱼人这个作者一样，在生活中，大家经常会用某个最经典的事例去代替某个概念来做释义。 但实际上。 事例和概念并不能完全对等，就像除了新手钓鱼人外，起点还有诸如老鹰之类的触手怪等等。 多普勒效应也是同理。 救护车这个例子可以清晰的解释多普勒效应，但它终究不是效应本身的实质原因。 不知为何。 在听到徐云这番话的时候，他的心中隐隐冒出了某个庞然大物的轮廓...... 接着徐云努力从被子里抽出手，食指在空中画了个圈，示意道： “郭工，您应该知道，根据多普勒效应的原理解析，这个现象同样在微观领域成立。” “也就是这些向静止救护车移动的人，其实可以换成各种不同的粒子，比如说降水粒子和降雨粒子。” “另外每种粒子的介电常数是不同的，比如说水是0.93，冰是0.18等等......” 说罢。 徐云将左手握拳放在高处，右手在下方竖起一根手指，说道： “那么郭工，假设...我是说假设啊。” “如果有这么一种仪器，它在运作的时候呢，可以时不时就biu的一下，朝天上发射一些特殊波段的电磁波。” “而在它发射波段的同一时间，介电常数不同的粒子也都在云层上进行着运动。” “这些运动是不规则的，可能有的上有的下，有的左移有的右飘，有的画个s有的画个b，但总之它们相对仪器会发生相对位移。” “那么这样一来，您说电磁波在和它们接触以后，会发生什么情况呢？” 轰—— 徐云的一番话如同天降惊雷，霎时在老郭的心中轰然炸响。 这个问题对于物理专业的老郭而言，简直是一个送分题，简单到了不能再简单。 但也正因如此。 老郭才愈发不敢做出论断。 “......” 过了一会儿。 老郭方才用颤抖着的左手扶了扶眼镜，缓缓给出了一个答桉： “如果目标的粒子向仪器靠近，那么......反射波的频率会比发射波的频率高。” “如果目标粒子在远离仪器，反射波的频率会比发射波的频率低。” “同时由于介电常数的差异，不同粒子会发生不同程度的散射，反馈到仪器上的便是不同程度的......频移。” “而通过这种频移，便能反演出实时的大气湍流情况.......” 说道最后。 老郭整个人忽然靠到了椅子上，深深的呼出了一口气，整个人沉默不语。 过了良久。 老郭才再次抬头，缓缓看向了徐云，表情微妙的问道： “韩立同志，这个仪器可有名字？” 徐云这次没再卖关子了，直接答道： “有，叫做气象多普勒雷达。” 没错。 气象多普勒雷达。 这便是徐云在拿出阻尼器之初，便想好的一个大杀器！ 多普勒效应。 这是一个距离眼下这个时代提出已经有近百年的经典物理现象。 当初徐云在1850副本收尾的时候，还曾经在剑桥大学中遇到过它的提出者克里斯蒂安·多普勒。 这个效应在后世的运用范围也同样很广，涉及到了大量的军事和民用领域。 例如气象多普勒雷达、彩超、多普勒成像仪等等。 还有经常超速被开罚单的同学，检测你们超速记录的测速雷达靠的也是多普勒效应。 但另一方面。 这些后世普及到不能再普及的多普勒技术，却几乎都要到上个世纪70年代后才会发展起来。 也就是从1842-1970年这130年左右的时间里，多普勒效应几乎没有什么对标的物理技术落地。 这里之所以用‘几乎’，主要原因在于声呐探测算是与多普勒效应有关。 但它并不是靠着多普勒效应而出现的，只能算是勉强沾亲带故。 而人类历史上最早的多普勒效应仪器，便是...... 气象多普勒雷达。 气象多普勒雷达的原理上头已经介绍过一次，此处便不再赘述。 它的概念提出于60年代初期，实际运用则要在接近70年代的某个时段，具体时间过于敏感便也不再详述。 总之在眼下这个时间段，气象多普勒雷达连海对面都还没拥有实物，甚至设计过程才进行到了40%左右。 至于国内的第一台气象多普勒雷达就更晚了。 国内要直到上个世纪80年代末，才会由国家气象局和蓉城的784厂合作，成功研制第一部s波段714sd和第一部c波段714cd型多普勒天气雷达样机。 没错，这还只是样机。 至于第一台真正投入使用的气象多普勒雷达，则还要一直晚到1992年。 在气象多普勒雷达雷达面世之前。 气象领域的气象雷达只能通过回波作定性分析，否则也不会晚到1954年才出现人类史上的第一次数值天气预报了。 视线再回归现实。 此时此刻。 老郭整个人背靠在医院配备的木头椅子上，喃喃的重复着着这个名字： “气象多普勒雷达......” 说话的同时，他的内心更是感慨万千。 作为一名专业的物理从业者。 老郭如今虽然没有见到徐云所说的实物。 但光凭徐云描述的原理便可以确定，他所说的仪器大概率是可运作且可取得成效的。 而且这种雷达可以采集到的数据，何止十万倍那么简单？ 毕竟太气层中的粒子可是太多太多了...... 只要条件合适，百万倍甚至千万倍的数据都可以收集到手——那时候计算反倒会成为一个大问题了。 更重要的是..... 这是一种气象雷达！ 要知道。 在目前的科研领域中。 无论是国内还是国外，即便是毛熊还有海对面，它们有关气象雷达的发展水平也就那样。 人类第一台气象雷达出现在1943年，距离现在大概二十年不到。 当时麻省理工学院设计出了一台风暴雷达，主要用于风暴的位置，原理极其原始，而且现在还在运行。 又比如目前国内的气象雷达。 国内的第一台常规气象雷达落地于三年前，由老郭的好友保铮通过军用843测高雷达改制而成，全名为703型雷达。 它的主要目的只有一个： 用于预测台风。 可以这样说。 如今全球范围内的气象雷达基本上都是用于观测大型气象灾害，比如说台风、飓风等等。 除此以外。 普通的降雨啦、降雪啦、沙尘暴啥的它们压根预测不了，某种意义上来说就相当于一个大型的望远镜。 可眼下徐云所说的气象多普勒雷达，却仿佛在老郭的面前开出了一条通天的新路..... 很多很多年以后。 老郭和徐云见面的这一天被赋予了许多特殊的色彩，二人的交流也被冠以了很多莫名的光环。 比如稳重的有【改变人类历史的一次对话】。 整活的则是【同志，这是你们加速器的密码】等等。 还有人戏称这是【鸡兔同笼】，所以将其称为【笼中对】...... ......... 过了片刻。 老郭将内心的震撼彻底‘消化’完毕，随后才再次将目光投向了徐云： “韩立同志，这个气象...气象多普勒雷达，组装起来需要哪些流程和零件？” 老郭没问徐云能不能给出组装方案，毕竟此前徐云曾经说过一件事： 整个设备的投入大概要几万块钱，时间快则三四天，慢则七八天。 也就是说徐云肯定清楚具体的步骤，甚至知道一些更加详细的内幕。 “零件啊......” 果不其然。 徐云很快摸了摸下巴，慢慢说道： “从结构上来说，一台气象多普勒雷达基本上可以分成八个环节。” “也就是天线、天线罩、信号处理器、伺服系统、发射机、接收机、波导管和显示器......” “韩立同志，你先等等。” 不等徐云说完，老郭便打断了他。 只见老郭从公文包里取出了纸和笔，将它们放在桌上，方才示意道： “请继续吧，韩立同志。” 徐云对此倒也不以为意，点了点头便继续说道： “其中最简单的是天线罩和显示器，天线罩就不说了，显示器只要能显示出回波和垂直剖面即可。” “至于发射机和接收机都可以用医院的x光机临时改良——前提是领导们能说服林宇医生。” “天线的话正馈线用抛物面天线就行，口径1米左右，馈线也只要水平线极化......” 与发动机一样。 小型多普勒探测雷达，同样是后世diy圈中很常见的一种设备。 当年徐云在成飞的时候，就鼓捣过很多次这玩意——虽然搞的是小型的小功率测风多普勒雷达，接受灵敏度只有-60dbm，但原理上还是相通的。 考虑到眼下这个时代兔子们的工业水准较低，加之此时的时间较为紧迫。 因此徐云也一如既往的用上了一个老思路： 不搞正式版设备，只搞性价比最高的乞丐...咳咳，青春版气象多普勒雷达。 毕竟老郭他们需要的也只是五千万组的数据罢了。 后世一台普通的气象多普勒雷达每次收集的数据非常夸张，往往可以达到上百亿甚至上千亿组。 例如酒泉那座非常有个性的‘海豚式’雷达塔楼，单次采集的数据量甚至可以达到3000亿组。 没办法。 大气中的粒子实在是太多太多了。 因此无论是需求还是实际情况，都不需要徐云拿出正式版的气象多普勒雷达。 在徐云的设计中。 显示器可以只考虑回波和垂直剖面，对于221厂的大牛来说只需要把电视屏幕拿来改进一下就行了。 发射机、接收机、波导管则都可以从医院就地取材： 医院的x光机自带x波频，可以提供发射机和接收机需要的x波段双偏振效果。 波导管则来自他身边的那台心电监护仪——这玩意儿的弦线电流计和波导管几乎就是一个原理。 至于伺服系统也不难。 后世的伺服系统主要使用的是伺服放大器和脉宽调制器，比如smpr-v1啥的。 不过这辈子是多普勒雷达的同学应该都知道。 气象雷达中伺服放大器的本质，其实就是驱动分机 俯仰开关。 至于脉宽调制器就更简单了，施加两个方向的力起到动态润滑就行。 所以后者只要请三分厂的大老设计出一个igbt模块即可，前者则需要一个现成的rc吸收电路。 对，rc吸收电路。 看到这里。 想必有部分聪明的同学已经意识到了。 没错！ 现在放在瞭望塔上的那台热电偶湿度计，正好就能提供一个完好的rc吸收电路。 “.......” 几分钟后。 看着写满了纸面的文字，老郭忍不住眨了眨眼，对徐云问道： “韩立同志，我有个问题想确认一下。” “按你之前所说，一台气象多普勒雷达的造价成本大概要两三万起步，没错吧？” “不过从这些零部件看起来，成本应该连五千块都不用，这部分的差值去哪儿了呢？” 作为一名长期从事航空工程研究的专家，老郭对于设备成本方面的信息非常敏感。 刚才他简单心算过一遍，徐云所说的所有零件加在一起，成本至多就四五千块钱。 遑论像rc吸收电路之类的部件，在用完后还可以装回到原先设备上。 所以实际成本甚至还要比他计算出来的数值小一点。 四五千对两三万。 这显然不太符合徐云此前所说的情况，而且也很难用不了解行情的理由解释过去。 看着一脸茫然的老郭。 床上的徐云不由笑了笑，伸手指了指老郭的笔记本，说道： “郭工，您恐怕没注意到，我刚才提到的八个环节里头，还有一个没说完呢。” “还有一个？” 老郭顿时一愣。 他之前光顾着记录了，在项目方面只记了个大概，闻言不由重新扫了几眼笔记： “天线....天线罩....发射机....波导管......” 过了片刻。 老郭慢慢抬起头，确认道： “一共七个零件，确实少了一个......信号处理器。” 说完老郭便意识到了什么，追问道： “韩立同志，莫非这个零部件的成本很高？” 徐云看了他一眼，眼中露出了一丝玩味： “郭工，我跟您说实话吧。” “这个零件它不是成本高不高的问题，而是......” “你们敢不敢用的问题。” ...... 注： 明天老家祭祖，请假一天，三年没祭祖了必须得去，而且大概率要撕逼（我家祖祠是那种古民居，地皮很值钱，大伯伯那房从十年前就开始想要把祖祠卖一部分大家分钱了，我们其他几家不同意，我爸说今年估计要再吵一架）