Harbinas Inženieru universitātes lāzerpiedziņas īpaši ātrgaitas klusā zemūdene ar ātrumu, kas ir salīdzināms ar reaktīvo dzinēju

Nesen Ķīnas zinātnieki no Harbinas Inženierzinātņu universitātes (HEDU) paziņoja par veiksmīgu lāzera piedziņas sistēmas izstrādi, kas sola uzsākt jaunu zemūdeņu tehnoloģiju ēru.
Traucējošā tehnoloģija atceļ tradicionālās piedziņas vārpstas un dzenskrūves un tā vietā izmanto progresīvus lāzera impulsus un plānas optiskās šķiedras, lai radītu pārsteidzošu vilci, kas ir salīdzināma ar komerciālajiem reaktīvo dzinējiem.
Zinātnieki saka, ka ir sagaidāms, ka šī tehnoloģija darbosies daudzos pielietojumos tādās jomās kā slepena zemūdens piedziņa.
Pārsteidzoši, ka visa sistēma darbojas tikai ar 2 megavatiem lāzera jaudu, kas atbilst kodolzemūdenes jaudas ierobežojumiem. Tikai 2 megavati var radīt līdz 70,000 ņūtoniem vilces jaudu, kas ir nedaudz mazāk nekā komerciālais reaktīvais dzinējs. Iepriekš uzskatīts par tālu sapni, šis efektivitātes lēciens tagad ir kļuvis par realitāti.
Kvantu lēciens zemūdens piedziņā
Formāli pazīstama kā "zemūdens šķiedru lāzera izraisīta plazmas sprādziena viļņa piedziņa", ideja ir ģeniāla: lāzers ģenerē plazmu zem ūdens, kas pēc tam rada tā saukto "detonācijas vilni", lai virzītu zemūdeni uz priekšu. uz priekšu.
Potenciāls ir tik liels, ka zemūdene spēs ceļot dziļāk par pašreizējo ātruma ierobežojumu. Vēl pārsteidzošāk ir tas, ka šī lāzera zemūdene ir pilnīgi brīva no mehāniskās vibrācijas, kas vēsturiski ir bijusi nāvējoša bīstamība zemūdenēm, lai slēptu pēdas.
Lai gan zemūdens lāzera piedziņas jēdziens nav jauns, jau pirms 20 gadiem japāņu zinātnieki to izmantoja, taču vilces vadības neefektivitātes dēļ nav izdevies panākt izrāvienu. Tomēr pētnieku grupa, kuru vadīja Harbinas Inženierzinātņu universitātes Elektromehāniskās inženierijas skola, ir pārvarējusi šo izaicinājumu, ieviešot unikālu mehānismu, kas veiksmīgi fokusē un kontrolē lāzera radīto plazmu.
Šīs inovācijas pamatprincips ir augstas enerģijas lāzeru izmantošana, ko izstaro optiskās šķiedras, kas ir plānākas par matu, iztvaicējot jūras ūdeni, veidojot burbuļus, kas pazīstami kā "superkavitācija" (superkavitācija), kas ievērojami samazina ūdens pretestību. Tajā pašā laikā lāzers rada plazmu ūdenī un izraisa sprādziena vilni, un komandas inovācija ir tāda, ka viņi spēj izmantot šo izaicinošo sprādziena vilni, kas izplatās visos virzienos, lai nodrošinātu zemūdeni ar noteiktu virzienu. braukt.
Risinājums ietver sīku sfērisku metāla daļiņu izvadīšanu un sprādziena spēka pielietošanu tām. Kad metāla daļiņas atstāj vienu zemūdenes galu, kopā ar lāzera impulsu zemūdens transportlīdzeklis tiek stumts pretējā virzienā.
Vēl viens šīs tehnoloģijas akcents ir tas, ka to var izmantot arī zemūdens ieroču sistēmās, lai ievērojami palielinātu zemūdens lādiņu, zemūdens raķešu vai torpēdu diapazonu, radot superkavitācijas fenomenu.
Zemūdenes virsma, kas izmanto šo tehnoloģiju, būtu pārklāta ar īpaši plānām, īpaši smalkām optiskām šķiedrām, kas katra ir plānāka par cilvēka matu, kas varētu izstarot lāzerus, teikts inženieri nesenajā rakstā, kas publicēts Ķīnas žurnālā Acta Optica Sinica.
Izaicinājumi un turpmākie pielietojumi
Tomēr, neskatoties uz šo ievērojamo progresu, vēl joprojām ir priekšā vairāki izaicinājumi, pirms tehnoloģiju varēs pilnībā izmantot militārajās zemūdenēs. Tie ietver to, kā efektīvi pārvaldīt lāzeru radīto siltumu, nodrošinot optiskās šķiedras izturību ekstremālās dziļūdens vidēs un kā nemanāmi integrēt šo sistēmu ar esošajām zemūdens konstrukcijām, piemēram, bezatbalss flīzēm.
Turklāt slepenām zemūdenēm, lai gan lāzera tehnoloģija spēj novērst mehānisko vibrāciju radīto troksni, paši kavitācijas burbuļi var radīt nenozīmīgu akustisko troksni. Tas varētu padarīt zemūdeni par acīmredzamu sonāra mērķi, radot jautājumus par šīs tehnoloģijas dzīvotspēju militāriem lietojumiem.
Tomēr pat ar šiem izaicinājumiem tehnoloģijas civilās izredzes joprojām ir daudzsološas. Paredzams, ka tas mainīs kuģu darbināšanas veidu, veicinot videi nekaitīgākus un efektīvākus jūras braucienus. Ar nepārtrauktiem pētnieku centieniem un nepārtrauktu tehnoloģiju uzlabošanu mums ir pamats uzskatīt, ka lāzera piedziņas sistēma tuvākajā nākotnē radīs radikālas izmaiņas zemūdens tehnoloģijās.