Сверхскоростная бесшумная подводная лодка Харбинского инженерного университета со скоростью, сравнимой с реактивными двигателями

Недавно китайские ученые из Харбинского инженерного университета (HEDU) объявили об успешной разработке лазерной двигательной установки, которая обещает открыть новую эру подводных технологий.
Эта революционная технология покончила с традиционными гребными валами и пропеллерами и вместо этого использует передовые лазерные импульсы и тонкие оптические волокна для создания невероятной тяги, сравнимой с коммерческими реактивными двигателями.
Ученые говорят, что эта технология, как ожидается, будет иметь широкий спектр применений в таких областях, как малозаметные двигатели подводных лодок.
Удивительно, но вся система работает с мощностью лазера всего в 2 мегаватта, что вполне соответствует ограничениям по мощности атомной подводной лодки. Только 2 мегаватта могут генерировать тягу до 70000 ньютонов, что немного меньше, чем у коммерческого реактивного двигателя. Ранее считавшийся далекой мечтой, этот скачок в эффективности теперь стал реальностью.
Квантовый скачок в подводных двигателях
Формально известная как «движение плазменной взрывной волны, индуцированной подводным волоконным лазером», идея гениальна: лазер генерирует плазму под водой, которая затем создает так называемую «детонационную волну», продвигающую подводную лодку вперед. вперед.
Потенциал настолько велик, что подводная лодка сможет двигаться глубже, чем ее текущий предел скорости. Еще более удивительно то, что эта подводная лодка с лазерным двигателем полностью лишена механической вибрации, которая исторически представляла собой смертельную опасность для подводных лодок, желающих скрыть свои следы.
Хотя концепция подводного лазерного движителя не нова, еще 20 лет назад японские ученые, но из-за неэффективности наведения движителя, не смогли добиться прорыва. Однако исследовательская группа под руководством Школы электромеханической инженерии Харбинского инженерного университета преодолела эту проблему, представив уникальный механизм, который успешно фокусирует и направляет генерируемую лазером плазму контролируемым образом.
Основной принцип этой инновации заключается в использовании высокоэнергетических лазеров, излучаемых оптическими волокнами тоньше волоса, за счет испарения морской воды с образованием пузырьков, известных как «суперкавитация» (суперкавитация), что значительно снижает сопротивление воды. В то же время лазер создает плазму в воде и запускает взрывную волну. Инновация команды заключается в том, что они могут использовать эту сложную взрывную волну, которая распространяется во всех направлениях, чтобы обеспечить подводной лодке определенное направление движения. водить машину.
Решение заключается в выбросе крошечных сферических металлических частиц и воздействии на них силой взрыва. Когда металлические частицы покидают один конец подводной лодки вместе с лазерным импульсом, подводный аппарат толкается в противоположном направлении.
Еще одной особенностью этой технологии является то, что ее также можно применять в подводных системах вооружения, чтобы значительно увеличить подводную дальность полета снарядов, подводных ракет или торпед за счет создания явления суперкавитации.
Поверхность подводной лодки, использующей эту технологию, будет покрыта ультратонкими, сверхтонкими оптическими волокнами, каждое из которых тоньше человеческого волоса, которые смогут излучать лазеры, сообщили инженеры в недавней статье, опубликованной в китайском журнале Acta Optica Sinica.
Проблемы и будущие применения
Однако, несмотря на этот замечательный прогресс, еще предстоит решить ряд проблем, прежде чем эту технологию можно будет полностью применить на военных подводных лодках. К ним относятся, как эффективно управлять теплом, выделяемым лазерами, обеспечивать долговечность оптического волокна в экстремально глубоководных условиях и как легко интегрировать эту систему с существующими подводными конструкциями, такими как безэховые плитки.
Кроме того, в случае подводных лодок-невидимок, хотя лазерная технология способна устранить шум, создаваемый механическими вибрациями, сами кавитационные пузырьки могут создавать немаловажный акустический шум. Это может сделать подводную лодку очевидной целью для гидролокаторов, что поставит под вопрос жизнеспособность этой технологии для военного применения.
Однако даже несмотря на эти проблемы, гражданские перспективы этой технологии остаются многообещающими. Ожидается, что он произведет революцию в способах привода судов, способствуя более экологичному и эффективному морскому путешествию. Благодаря постоянным усилиям исследователей и постоянному совершенствованию технологий у нас есть основания полагать, что лазерная двигательная установка приведет к радикальным изменениям в подводных технологиях в ближайшем будущем.