Китай, возможно, приближается к Святому Граалю подводных лодок-невидимок – двигательной установке без механических движущихся частей. Такая технология устранит все заметные вибрации, обеспечивая беспрецедентные возможности скрытности под водой.
(SCMP) сообщил, что китайские ученые нашли способ значительно повысить эффективность лазерных приводов, которые однажды смогут питать подводные лодки.
В отчете говорится, что новая технология может создавать тягу почти в 70 000 ньютонов, используя мощность лазера мощностью 2 мегаватта, излучаемого через оптоволоконное покрытие подводной лодки, каждое из которых тоньше человеческого волоса.
В отчете SCMP отмечается, что технология работает за счет использования суперкавитации, генерируемой лазерными импульсами, испаряющими морскую воду, что может значительно снизить сопротивление воды. В нем утверждается, что «движение плазменной детонационной волны с помощью подводных волокон» устраняет обнаруживаемый механический шум, обеспечивая большую скрытность.
Конечно, технология лазерного движения не нова. Двадцать лет назад японские ученые представили концепцию использования лазеров для создания плазмы в воде и использования детонационной волны, возникающей в результате расширения плазмы, для приведения в движение.
Однако идея не получила развития, поскольку ученым было сложно создать направленную движущую силу, поскольку детонационная волна распространяется во всех направлениях из одной точки.
Несмотря на эту неудачу, Китай и ряд других стран профинансировали исследования по использованию небольших сферических металлических частиц для создания силы на подводных лодках.
Детонационные волны могут толкать частицы в определенном направлении, оказывая на подводную лодку противодействующую силу. Однако текущий КПД слишком низок, чтобы быть практичным: 1 Вт мощности лазера генерирует лишь одну миллионную ньютона тяги.
Однако в отчете SCMP говорится, что китайские ученые из Харбинского инженерного университета разработали лазерный двигатель, который повышает эффективность преобразования тяги лазеров на три-четыре порядка.
Они модифицировали волокна, добавив устройство, напоминающее ствол пистолета, с U-образным интерфейсом, и использовали пару стволов для бомбардировки частиц в рабочую среду. Они также добавили выпуклые конструкции внутри ствола, чтобы минимизировать взаимодействие и внутреннее трение между ударными волнами.
SCMP сообщает, что подводный ядерный реактор производит более 150 мегаватт, чего достаточно для лазерной двигательной установки. Он отметил различные проблемы проектирования, такие как отвод тепла от оптических волокон, надежность в условиях высокой мощности и высокой солености, а также выравнивание излучающих отверстий оптического волокна с безэховыми панелями подводной лодки.
Подводные лодки нового поколения с литий-ионными топливными элементами, оснащенные такими двигательными технологиями, как лазерные приводы и МГД, могут обладать исключительной долговечностью, невероятно тихой работой, быстрым ускорением и высокими скоростями. Однако стоимость и сложность по-прежнему являются проблемами для интеграции таких проектов.
