Ultrahitra tiha podmornica Harbinske inženirske univerze na laserski pogon s hitrostmi, primerljivimi z reaktivnimi motorji

Pred kratkim so kitajski znanstveniki na Harbinski inženirski univerzi (HEDU) napovedali uspešen razvoj laserskega pogonskega sistema, ki obljublja začetek nove dobe podmorske tehnologije.
Prelomna tehnologija odpravlja tradicionalne pogonske gredi in propelerje ter namesto tega uporablja napredne laserske impulze in tanka optična vlakna za ustvarjanje neverjetnega potiska, primerljivega s komercialnimi reaktivnimi motorji.
Znanstveniki pravijo, da naj bi tehnologija imela široko paleto aplikacij na področjih, kot je prikriti pogon podmornic.
Presenetljivo je, da celoten sistem deluje s samo 2 megavati laserske moči, kar je precej znotraj omejitev moči jedrske podmornice. 2 megavata - sama - lahko ustvarita do 70000 newtonov potiska, nekoliko manj kot komercialni reaktivni motor. Ta skok v učinkovitosti, ki je prej veljal za oddaljene sanje, je zdaj postal resničnost.
Kvantni preskok v pogonu podmornic
Zamisel, ki je uradno znana kot "pogon s plazemskim udarnim valom, induciran z laserjem podvodnih vlaken", je genialna: laser pod vodo ustvari plazmo, ki nato ustvari tako imenovani "detonacijski val", ki požene podmornico naprej. naprej.
Potencial je tako velik, da bo podmornica lahko potovala globlje od trenutne omejitve hitrosti. Še bolj presenetljivo je, da je ta laserska podmornica popolnoma brez mehanskih tresljajev, ki so bili v preteklosti smrtna nevarnost za podmornice, da bi skrile svoje sledi.
Čeprav koncept podvodnega laserskega pogona ni nov, že pred 20 leti japonski znanstveniki, vendar zaradi neučinkovitosti vodenja pogona, še niso uspeli doseči preboja. Vendar pa je raziskovalna skupina, ki jo vodi Šola za elektromehanski inženiring na Inženirski univerzi v Harbinu, premagala ta izziv z uvedbo edinstvenega mehanizma, ki uspešno fokusira in nadzorovano vodi lasersko ustvarjeno plazmo.
Osrednji princip te inovacije je uporaba visokoenergijskih laserjev, ki jih oddajajo optična vlakna, tanjša od lasu, z izhlapevanjem morske vode, da nastanejo mehurčki, znani kot "superkavitacija" (superkavitacija), kar močno zmanjša upor vode. Hkrati laser ustvarja plazmo v vodi in sproži udarni val, inovacija ekipe pa je, da znajo s tem zahtevnim udarnim valom, ki se širi v vse smeri, podmornici zagotoviti točno določeno smer pogon.
Rešitev vključuje praznjenje drobnih sferičnih kovinskih delcev in uporabo sile udarca nanje. Ko kovinski delci zapustijo en konec podmornice, skupaj z laserskim impulzom, podvodno vozilo potisne v nasprotno smer.
Še en poudarek te tehnologije je, da jo je mogoče uporabiti tudi za podvodne oborožitvene sisteme za znatno povečanje podvodnega dosega projektilov, podvodnih projektilov ali torpedov z ustvarjanjem pojava superkavitacije.
Površina podmornice, ki uporablja to tehnologijo, bi bila prekrita z ultratankimi, ultra finimi optičnimi vlakni, vsako tanjše od človeškega lasu, ki bi lahko oddajala laserje, so povedali inženirji v nedavnem članku, objavljenem v kitajski reviji Acta Optica Sinica.
Izzivi in ​​prihodnje aplikacije
Toda kljub temu izjemnemu napredku so pred nami še številni izzivi, preden bo mogoče tehnologijo v celoti uporabiti na vojaških podmornicah. Ti vključujejo, kako učinkovito upravljati toploto, ki jo ustvarjajo laserji, zagotoviti vzdržljivost optičnih vlaken v ekstremnih globokomorskih okoljih in kako brezhibno integrirati ta sistem z obstoječimi podmorskimi strukturami, kot so brezehoične ploščice.
Poleg tega pri nevidnih podmornicah lahko laserska tehnologija odpravi hrup, ki ga povzročajo mehanske vibracije, vendar lahko sami kavitacijski mehurčki ustvarjajo nezanemarljiv akustični hrup. Zaradi tega bi podmornica lahko postala očitna tarča za sonar, kar bi sprožilo vprašanja o izvedljivosti te tehnologije za vojaške namene.
Vendar pa kljub tem izzivom civilni obeti tehnologije ostajajo obetavni. Pričakuje se, da bo spremenil način napajanja ladij in prispeval k bolj okolju prijaznemu in učinkovitejšemu potovanju po morju. Z nenehnim prizadevanjem raziskovalcev in nenehnim izboljševanjem tehnologije imamo razlog za domnevo, da bo laserski pogonski sistem v bližnji prihodnosti prinesel korenito spremembo v tehnologiji podmornic.