Submarinul silențios de ultra-înaltă viteză propulsat de laser al Universității de Inginerie Harbin, cu viteze comparabile cu motoarele cu reacție

Recent, oamenii de știință chinezi de la Universitatea de Inginerie Harbin (HEDU) au anunțat dezvoltarea cu succes a unui sistem de propulsie cu laser care promite să inaugureze o nouă eră a tehnologiei submarinelor.
Tehnologia disruptivă elimină arborii și elicele tradiționale de propulsie și, în schimb, utilizează impulsuri laser avansate și fibre optice subțiri pentru a genera o forță uimitoare comparabilă cu motoarele cu reacție comerciale.
Oamenii de știință spun că tehnologia este de așteptat să joace o gamă largă de aplicații în domenii precum propulsia submarină stealth.
În mod uimitor, întregul sistem funcționează cu doar 2 megawați de putere laser, ceea ce se încadrează cu mult în limitele de putere ale unui submarin nuclear. 2 megawați - singuri - pot genera până la 70,000 newtoni de tracțiune, ceva mai puțin decât un motor cu reacție comercial. Considerat anterior un vis îndepărtat, acest salt în eficiență a devenit acum realitate.
Salt cuantic în propulsia submarină
Cunoscută oficial sub denumirea de „propulsie subacvatică a undelor de explozie cu plasmă indusă de laser cu fibre”, ideea este ingenioasă: un laser generează plasmă sub apă, care apoi creează o așa-numită „undă de detonare” pentru a propulsa submarinul înainte. redirecţiona.
Potențialul este atât de mare încât submarinul va putea călători mai adânc decât limita de viteză actuală. Și mai uimitor, acest submarin bazat pe laser este complet lipsit de vibrații mecanice, ceea ce a reprezentat în trecut un pericol fatal pentru submarine de a-și ascunde urmele.
Deși conceptul de propulsie cu laser subacvatică nu este nou, încă de acum 20 de ani de către oamenii de știință japonezi, dar din cauza ineficienței ghidării propulsiei, nu a fost capabil să realizeze o descoperire. Cu toate acestea, o echipă de cercetare condusă de Școala de Inginerie Electromecanică de la Universitatea de Inginerie Harbin a depășit această provocare prin introducerea unui mecanism unic care concentrează și ghidează cu succes plasma generată cu laser într-un mod controlat.
Principiul de bază al acestei inovații constă în utilizarea laserelor de înaltă energie emise din fibre optice mai subțiri decât un fir de păr, prin evaporarea apei de mare pentru a produce bule cunoscute sub numele de „supercavitație” (supercavitație), care reduce foarte mult rezistența apei. În același timp, laserul creează plasmă în apă și declanșează o undă de explozie, iar inovația echipei este că sunt capabile să folosească această undă de explozie provocatoare, care se extinde în toate direcțiile, pentru a oferi submarinului o direcție specifică de conduce.
Soluția implică descărcarea micilor particule de metal sferice și aplicarea forței de explozie asupra acestora. Când particulele de metal părăsesc un capăt al submarinului, împreună cu pulsul laser, vehiculul subacvatic este împins în direcția opusă.
Un alt punct culminant al acestei tehnologii este că poate fi aplicată și sistemelor de arme subacvatice pentru a crește semnificativ raza de acțiune subacvatică a proiectilelor, rachetelor subacvatice sau torpilelor prin generarea fenomenului de supercavitație.
Suprafața unui submarin care utilizează această tehnologie ar fi acoperită cu fibre optice ultra-subțiri, ultrafine, fiecare mai subțire decât un păr uman, care ar putea emite lasere, au spus inginerii într-o lucrare recentă publicată în jurnalul chinez Acta Optica Sinica.
Provocări și aplicații viitoare
Cu toate acestea, în ciuda acestui progres remarcabil, există încă o serie de provocări care urmează înainte ca tehnologia să poată fi aplicată pe deplin pe submarinele militare. Acestea includ modul în care se gestionează eficient căldura generată de lasere, asigurând durabilitatea fibrei optice în medii extreme de adâncime și cum să integreze perfect acest sistem cu structurile submarine existente, cum ar fi plăcile anecoice.
În plus, pentru submarinele stealth, în timp ce tehnologia laser este capabilă să elimine zgomotul generat de vibrațiile mecanice, bulele de cavitație în sine pot genera zgomot acustic de neneglijabil. Acest lucru ar putea face din submarin o țintă evidentă pentru sonar, ridicând semne de întrebare cu privire la viabilitatea acestei tehnologii pentru aplicații militare.
Cu toate acestea, chiar și cu aceste provocări, perspectivele civile ale tehnologiei rămân promițătoare. Este de așteptat să revoluționeze modul în care navele sunt alimentate, contribuind la călătoriile maritime mai ecologice și mai eficiente. Cu eforturile continue ale cercetătorilor și îmbunătățirea continuă a tehnologiei, avem motive să credem că sistemul de propulsie cu laser va aduce o schimbare radicală în tehnologia submarinelor în viitorul apropiat.