Tiha podmornica ultra-velike brzine sa laserskim pogonom Univerziteta Harbin sa brzinama usporedivim s mlaznim motorima

Nedavno su kineski naučnici sa Harbin inženjerskog univerziteta (HEDU) objavili uspješan razvoj laserskog pogonskog sistema koji obećava početak nove ere podmorske tehnologije.
Disruptivna tehnologija ukida tradicionalna pogonska vratila i propelere i umjesto toga koristi napredne laserske impulse i tanka optička vlakna za stvaranje nevjerovatnog potiska uporedivog s komercijalnim mlaznim motorima.
Naučnici kažu da se očekuje da će tehnologija imati širok spektar primjena u područjima kao što je propulzija stelt podmornica.
Nevjerojatno, cijeli sistem radi sa samo 2 megavata laserske snage, što je sasvim unutar ograničenja snage nuklearne podmornice. 2 megavata - sama - može proizvesti do 70,000 njutna potiska, nešto manje od komercijalnog mlaznog motora. Ranije se smatrao dalekim snom, ovaj skok u efikasnosti sada je postao stvarnost.
Kvantni skok u podmorničkom pogonu
Formalno poznat kao "podvodni laserski inducirani plazma eksplozijski talas", ideja je genijalna: laser generiše plazmu pod vodom, koja zatim stvara takozvani "detonacioni talas" da pokrene podmornicu naprijed. naprijed.
Potencijal je toliki da će podmornica moći putovati dublje od trenutnog ograničenja brzine. Još nevjerovatnije, ova podmornica zasnovana na laseru potpuno je bez mehaničkih vibracija, što je kroz povijest predstavljalo fatalnu opasnost za podmornice da sakriju svoje tragove.
Iako koncept podvodnog laserskog pogona nije nov, još prije 20 godina od strane japanskih naučnika, ali zbog neefikasnosti pogonskog navođenja, nije uspio postići iskorak. Međutim, istraživački tim predvođen Školom elektromehaničkog inženjerstva na Harbinskom inženjerskom univerzitetu je prevazišao ovaj izazov uvođenjem jedinstvenog mehanizma koji uspješno fokusira i vodi laserski generiranu plazmu na kontroliran način.
Osnovni princip ove inovacije leži u upotrebi visokoenergetskih lasera koji se emituju iz optičkih vlakana tanjih od dlake, kroz isparavanje morske vode kako bi se proizveli mjehurići poznati kao "superkavitacija" (superkavitacija), što uvelike smanjuje otpor vode. Istovremeno, laser stvara plazmu u vodi i pokreće udarni val, a inovacija tima je u tome što su u mogućnosti da iskoriste ovaj izazovni udarni val, koji se širi u svim smjerovima, kako bi podmornici pružili određeni smjer kretanja. voziti.
Rješenje uključuje pražnjenje sitnih sferičnih metalnih čestica i primjenu sile eksplozije na njih. Kada metalne čestice napuste jedan kraj podmornice, zajedno s laserskim impulsom, podvodno vozilo se gura u suprotnom smjeru.
Još jedan vrhunac ove tehnologije je da se može primijeniti i na podvodne sisteme oružja kako bi se značajno povećao podvodni domet projektila, podvodnih projektila ili torpeda generiranjem fenomena superkavitacije.
Površina podmornice koja koristi ovu tehnologiju bila bi prekrivena ultra-tankim, ultra-finim optičkim vlaknima, od kojih je svako tanje od ljudske kose, koje bi mogle emitovati lasere, rekli su inženjeri u nedavnom radu objavljenom u kineskom časopisu Acta Optica Sinica.
Izazovi i buduće primjene
Međutim, uprkos ovom značajnom napretku, još uvijek postoji niz izazova koji su pred nama prije nego što se tehnologija može u potpunosti primijeniti na vojnim podmornicama. To uključuje kako efikasno upravljati toplinom koju stvaraju laseri, osiguravajući izdržljivost optičkog vlakna u ekstremnim dubokim morskim okruženjima i kako neprimjetno integrirati ovaj sistem sa postojećim podmorskim strukturama kao što su anehoične pločice.
Osim toga, za stelt podmornice, dok laserska tehnologija može eliminirati buku koju stvaraju mehaničke vibracije, sami kavitacijski mjehurići mogu stvoriti nezanemarljivu akustičnu buku. Ovo bi moglo učiniti podmornicu očiglednom metom za sonar, što bi dovelo do pitanja održivosti ove tehnologije za vojnu primjenu.
Međutim, čak i uz ove izazove, civilni izgledi tehnologije i dalje obećavaju. Očekuje se da će revolucionirati način na koji se brodovi pokreću, doprinoseći zelenijem i efikasnijem putovanju morem. Uz kontinuirane napore istraživača i kontinuirano unapređenje tehnologije, imamo razloga vjerovati da će laserski pogonski sustav donijeti radikalnu promjenu u podmorničkoj tehnologiji u bliskoj budućnosti.