صوت الصمت: فرص وظيفية في العلوم والهندسة الصوتية - عالم الفيزياء

علم الصوت له أهمية خاصة في عالم البحار. تنتقل الموجات الصوتية في الماء أسرع وأبعد منها في الهواء ، مما جعل السونار تقنية حيوية للملاحة وكذلك لتحديد مواقع الأجسام والهياكل الموجودة تحت سطح البحر. لكن كفاءة الانتشار الصوتي في الماء تمثل مشكلة للسفن والغواصات التي ترغب في تجنب الكشف ، مما يعني أن الهدف الرئيسي للعديد من المتخصصين في الصوتيات في QinetiQ - شركة الدفاع والأمن العالمية التي يقع مقرها الرئيسي في المملكة المتحدة - هو جعل هذه المنصات البحرية هادئة قدر الإمكان.

"إنها لعبة اختباء" ، كما يقول Dave Steele ، الرئيس التقني لفريق يصمم ويطور المواد الصوتية التي تخنق الصوت المنعكس من السفن والغواصات والهياكل المائية الأخرى. "الصوت يرتد عن أي شيء في الماء ، ولذا لأي شيء يريد أن يظل مخفيًا ، نحتاج إلى التحكم في هذه الطاقة."

يبحث المتخصصون في الصوتيات في QinetiQ عن طرق مختلفة مختلفة لقمع الضوضاء الناتجة عن المنصات البحرية. في فريق توبي هيل ، على سبيل المثال ، الهدف هو تصميم أنظمة الدفع التي تمكن السفن والغواصات من التحرك في الماء بصمت قدر الإمكان. يوضح هيل: "تولد محطات الطاقة الضخمة والمراوح في أنظمة الدفع هذه الكثير من الطاقة التي تُلقى في البحر". "هدفنا هو تقليل كمية الضوضاء التي تنتجها من خلال تطوير أشكال تتفاعل بشكل أكثر كفاءة مع تدفق المياه."

البحث والابتكار

في معظم هذه الأنشطة ، العميل الرئيسي لشركة QinetiQ هو وزارة الدفاع البريطانية (MoD) ، والتي جددت في أبريل 2023 عقدًا طويل الأجل ، يسمى اتفاقية القدرة الاستراتيجية البحرية (MSCA) ، والتي تلتزم بحوالي 260 مليون جنيه إسترليني للبحث والابتكار. في QinetiQ على مدى السنوات العشر القادمة. في حين أن تجديد MSCA سيحافظ على المهارات والمرافق الرئيسية عبر العديد من مواقع QinetiQ في المملكة المتحدة - مع الهدف النهائي المتمثل في الحفاظ على قدرة وزارة الدفاع على تصميم وبناء وتشغيل أسطول البحرية الملكية السطحي وتحت السطحي - فإنه يوفر أيضًا فرقها الفنية مع نقطة الانطلاق التي يحتاجون إليها للتخطيط للمستقبل.

يعلق ستيل قائلاً: "لدينا الآن أساس تجاري يسمح لنا بالبدء في استكشاف حلول طويلة المدى". "إنه وقت مثير ، لأننا سنكون قادرين على تعزيز قدراتنا الأساسية مع الاستفادة أيضًا من مهاراتنا وخبراتنا لاستكشاف فرص جديدة مع مجموعة من العملاء المختلفين."

يقود هذا الرأي طويل المدى الحاجة إلى تدفق جديد لعلماء ومهندسين الصوت. يقول هيل: "نحتاج إلى المزيد من الأشخاص لأن لدينا الكثير من العمل ، ونحن بحاجة إلى تعزيز قدرتنا". "MSCA هو عقد طويل الأمد ، لكن العملاء من وزارة الدفاع أو القطاع التجاري يأتون إلينا أيضًا بمشاكل محددة تحتاج إلى حل في إطار زمني أقصر."

سواء كان تطوير مواد إلغاء الضوضاء أو تقليل الصوت الناتج عن أنظمة الدفع ، فإن علماء الفيزياء الصوتية مثل Hill و Steele يستغلون عادةً مزيجًا من التقنيات العددية والتحليلية والتجريبية لأخذ حلولهم من الفكرة الأولية إلى التكامل والاختبار الكاملين. يوضح ستيل: "قد نحدد بعض المواد المرشحة لكل مشروع بناءً على معرفتنا وخبرتنا السابقة ، ثم نستخدم تقنيات تحليلية ونمذجة العناصر المحدودة لتحسين أداء المواد للتطبيق المحدد". "نقوم بعد ذلك بإنشاء عينات صغيرة الحجم لتقييم سلوكهم مقابل تنبؤاتنا العددية ، وإذا تحقق ذلك ، فإننا نزيد تدريجياً من نظام الاختبار لدينا نحو الحل الشامل."

يتمتع العلماء والمهندسون في QinetiQ بإمكانية الوصول إلى بعض المرافق التجريبية الفريدة لجمع بيانات العالم الحقيقي التي يحتاجون إليها ليكونوا واثقين في تصميماتهم. بالنسبة إلى هيل وفريقه ، يعني ذلك قياس الضوضاء والاهتزاز والاضطراب الناتج عن كل من الهياكل النموذجية والحلول الشاملة في أنفاق المياه الكبيرة ومرافق الاختبار الهيدروميكانيكية الأخرى. يقول: "يستغرق بناء هذه المنصات البحرية خمس سنوات ومليارات الجنيهات على الأقل". "يحتاج عملاؤنا إلى اتخاذ قرارات تصميم بملايين الجنيهات ، ومن المنطقي بالنسبة لهم الاستثمار في المرافق التجريبية اللازمة لإثبات أن التصميم سيعمل كما هو متوقع".

تعد التجارب الميدانية حيوية أيضًا للتحقق من أداء حلول التصميم في البيئة القاسية تحت الماء ، حيث تخضع الغواصات على وجه الخصوص لتغيرات كبيرة في درجة الحرارة والضغط. تعمل الفرق الفنية بشكل وثيق مع عملائها لترجمة نتائج المختبر والبيانات الرقمية إلى تمارين واقعية تعالج التحديات المحددة لكل تطبيق. يوضح ستيل: "لدينا القدرة على اختبار أداء المواد عند تطبيقها على المنصة النهائية". "نحن بحاجة إلى إثبات التصميم في سيناريو واقعي للتخلص من مخاطر الحل التكنولوجي للعميل."

تتخلل هذه المشاريع الإستراتيجية طويلة الأجل طلبات تشغيلية أكثر إلحاحًا تتطلب معرفة صوتية متخصصة. غالبًا ما يشارك أعضاء الفريق أيضًا في مشاريع تعاونية ، داخل QinetiQ ومع الشركات الخارجية التي قد تقوم بتطوير ونشر منصات متكاملة. "المزيج غير العادي من المهارات والخبرة داخل الفريق يضعنا في وضع فريد لحل مجموعة متنوعة من المشكلات." يقول ستيل. "غالبًا ما يأتي العملاء إلينا لأنهم يدركون أن لدينا هذه المعرفة الأساسية المدهشة عبر مجموعة واسعة من المواد."

التدريب المقدم

ومع ذلك ، يدرك كل من ستيل وهيل أنه من غير المرجح أن يقدم المجندون الجدد مثل هذا المزيج المتخصص من المعرفة والمهارات منذ البداية - لا سيما عندما تقيد الطبيعة السرية للعمل بشكل عام الأدوار على مواطني المملكة المتحدة. يقول هيل: "لا نتوقع أن يكون لدى أي شخص خبرة فيما نقوم به". "نحن نقدم التدريب اللازم للأعضاء الجدد في الفريق لتطوير المهارات المحددة اللازمة للعمل في الصوتيات البحرية."

ينضم عدد قليل من الأشخاص ، مثل هيل ، إلى QinetiQ من ذوي الخبرة ذات الصلة من الصناعة أو الأوساط الأكاديمية ، ولكن في معظم الحالات ، يكون المجندون الجدد من العلماء والمهندسين الشباب الذين بدأوا للتو حياتهم المهنية. يقول هيل: "بشكل عام ، نحن نبحث عن خريجين أو دكتوراه أو ما بعد الدكتوراه ممن يهتمون بمجال ذي صلة بنا وربما طوروا بعض المهارات القابلة للتحويل". "من المرجح أن يتمتع الأشخاص من مجتمع الفيزياء بالمهارات العددية أو التجريبية التي نبحث عنها ، وقد يكونون مهتمين بحل نوع المشكلات التي نعمل عليها."

يتمتع الخريجون الجدد بخيار الانضمام إلى برنامج التدريب لمدة عامين في QinetiQ ، حيث يقيمون في شركة "منزلية" بينما يأخذون سلسلة من المواضع لمدة ستة أشهر في مجالات أخرى ، أو يبنون مهاراتهم وخبراتهم في مجال تقني محدد. استضاف فريق ستيل أيضًا طلابًا جامعيين يقضون عامًا في الصناعة كجزء من شهادتهم ، مما أدى في بعض الحالات إلى الحصول على منصب دائم. يقول: "يشارك طلاب التنسيب والخريجون الجدد في أعمال المشروع منذ البداية". "نوفر لهم السياق والتدريب والدعم ، ولكننا نضعهم أيضًا في العمل ونوفر لهم الفرصة للقيام ببعض العلوم الحقيقية."

تركيز قوي على التعاون

بمجرد انضمامهم إلى المؤسسة ، يتمتع علماء ومهندسو QinetiQ بالكثير من الفرص لتطوير مهاراتهم وخبراتهم ، سواء قرروا البقاء في نفس الفريق أو الانتقال إلى جزء آخر من العمل. في كلتا الحالتين ، يوفر النطاق المتنوع من المشاريع والتركيز القوي على التعاون تنوعًا كافيًا وتحديًا علميًا لإبقاء الأمور ممتعة. يقول ستيل: "يعمل الجميع في عدة مشاريع في نفس الوقت ، مما يعني أنه لا يوجد يومان متماثلان". "إنها ليست مجرد حزام ناقل لتصميم مواد جديدة - علينا تحديد المشكلة ، والتحقيق فيها ، والتوصل إلى حل ، ثم التفكير في كيفية استخدام الحل في بيئة أخرى."

يدرك علماء الصوتيات والمهندسون في QinetiQ جيدًا أيضًا أن معرفتهم ومهاراتهم المتخصصة توفر فائدة ملموسة ، سواء بالنسبة لعميل خارجي أو للأمن القومي للمملكة المتحدة. يقول ستيل: "نحن نعمل كمستشار ، ونستخدم خبرتنا للعمل في شراكة مع عملائنا لابتكار حل وتحسينه". "الأشخاص الذين ينضمون إلينا من الأوساط الأكاديمية يقدرون سياق عملهم والغرض منه ، مع العلم أنه يسفر عن نتيجة مفيدة حقًا لعملائنا."

إلى جانب الفرص المتنوعة داخل QinetiQ ، يقول ستيل إن المتخصصين التقنيين داخل المنظمة يتمتعون عمومًا بمهنة طويلة ومتنوعة. يقول ستيل: "تنعم QinetiQ بقوة عاملة ذكية ومتفاعلة ومحفزة ، مما يجعلها مكانًا رائعًا للعمل". "يميل الناس إلى البقاء من أجل تنوع العلوم وتحديها ، وللأشخاص الآخرين الذين يعملون معهم."

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• تمويل EVM. واجهة موحدة للتمويل اللامركزي. الوصول هنا.
• مجموعة كوانتوم ميديا. تضخيم IR / PR. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/the-sound-of-silence-career-opportunities-in-acoustic-science-and-engineering/