Okręty podwodne napędzane plazmą. USA tak się wystraszyły, że wycelowały w Chiny swoją “broń handlową”
Uczynienie okrętów podwodnych “niewidzialnymi” dla przeciwnika wymaga przede wszystkim zadbania o to, aby dźwięki i wibracje z wewnątrz nie przedostawały się na zewnątrz. Za ich generowanie, a tym samym wystawianie okrętu podwodnego na działanie sonaru, odpowiada głównie napęd i powiązane z nim generatory. Walkę z tym można podjąć albo z wykorzystaniem specjalnych powłok anechoicznych na zewnętrznej części kadłuba, albo poprzez ulepszanie samego układu napędowego. Tak się składa, że w to drugie celowali naukowcy z Harbin Engineering University, zapewniając Chinom rozwiązanie jednego z problemów, z którymi mierzą się dzisiejsze marynarki wojenne.
Czytaj też: Królowie przestworzy USA mogą padać, jak muchy. Chiny nie zrobią sobie nic ze stealth na F-22
Jeśli idzie o sam schemat działania, niszczenie okrętów podwodnych nie różni się od zwalczania innego sprzętu na wojnie. Przynajmniej na tym najwyższym szczeblu, bo niezmiennie taki okręt najpierw trzeba wykryć, a dopiero później zaatakować. Tyle tylko, że to pierwsze jest znacznie trudniejsze od wykrycia sił naziemnych czy powietrznych i wcale nie pomaga w tym fakt, że okręty podwodne są w porównaniu do myśliwców niczym żółwie. Oceaniczne i morskie wody ukrywają je tak skutecznie, że zwykle tylko sonary, czyli urządzenia wykrywające fale dźwiękowe, są w stanie je wykryć i zlokalizować.
Czytaj też: Chiny oraz ich sekretny dron. Bez wielkiego bombowca nawet nie podchodź
Sonary dzielą się z kolei na dwie główne grupy – pasywne i aktywne. W większości przypadków marynarki używają tych pierwszych, które tylko i wyłącznie nasłuchują, w ogóle nie dając podwodnemu światu o sobie znać. Trudno się temu dziwić, bo sama aktywacja aktywnego sonaru jest równoznaczna ze zdradzeniem swojej pozycji, a tym samym danie wrogom okazji do wystrzelenia torped. W obu przypadkach takie wykrywanie generuje różnego rodzaju problemy (m.in. konieczność rozpoznawania sygnatury akustycznej konkretnych wrogich okrętów) i potencjalne taktyczne rozwiązania (umyślne używanie wabików), które są znane od dekad. Jednak mimo ciągłego rozwoju technologii, ciągle jedna zasada nie uległa zmianie – im okręt podwodny jest cichszy, tym lepiej.
Potencjalny nowy napęd okrętów podwodnych już w laboratoriach Chin
Naukowcy z Harbin Engineering University w Chinach opracowali technikę napędu laserowego, która może zrewolucjonizować technologię okrętów podwodnych, zapewniając cichą, a jednocześnie naddźwiękową zdolność do wprawiania podwodnych maszyn w ruch. Pomysł ten sprowadza się do wykorzystania laserów w celu generowania plazmy w wodzie. Ekspansja plazmy tworzy falę detonacyjną, która może napędzać okręt, drona lub broń pokroju torpedy. Taki sposób napędu jest wprawdzie niczym nowym, ale chińscy naukowcy rozwiązali jego największą wadę – kwestię problematycznego ukierunkowywania ciągu. Dokonali tego poprzez zastosowanie nowatorskiego podejścia z wykorzystaniem powłoki z włókien optycznych. Zaprojektowali też urządzenie podobne do lufy pistoletu, które minimalizuje straty energii, dostosowując jego kształt i wewnętrzną strukturę, co samo w sobie pomaga zarządzać wewnętrznym tarciem między falami uderzeniowymi, zwiększając tym samym efektywność systemu napędu laserowego.
Tak oto naukowcy dali życie “napędowi falą detonacyjną plazmy indukowanej laserem światłowodowym pod wodą”, który znacznie zwiększa wydajność tego typu napędów. Dzięki zastosowaniu tej innowacyjnej technologii zespół badawczy twierdzi, że może generować około 70000 niutonów ciągu, używając tylko dwóch megawatów mocy laserowej, a więc tyle, ile mogą zapewnić np. silniki odrzutowe, których generowany ciąg zależnie od wariantu waha się w przedziale od 50000 do 130000 niutonów. Na tym jednak nie kończy się innowacyjność “plazmowego napędu podwodnego”, bo wykorzystywany w procesie laser także wyparowuje wodę morską w pobliżu statku, tworząc zjawisko znane jako superkawitacja. Proces ten zmniejsza opór wody przez tworzenie bąbelków wzdłuż powierzchni okrętu podwodnego, potencjalnie umożliwiając mu podróżowanie z prędkościami przekraczającymi prędkość dźwięku pod wodą. Do takich prędkości jest jeszcze długa droga.
Czytaj też: Szybujący Smok w powietrzu. Chiny sprawdziły swojego sekretnego drona
Najważniejsze jest to, że taki napęd nie obejmuje żadnych mechanicznych ruchów, co pozytywnie wpływa na jego sygnaturę akustyczną w porównaniu do tradycyjnych systemów napędowych okrętów podwodnych, które polegają na mechanicznych śrubach lub turbinach. Zapotrzebowanie energetyczne również nie jest specjalnie wysokie, a to zwłaszcza w połączeniu z okrętami podwodnymi z reaktorem jądrowym, który może zapewniać grubo ponad setkę megawatów energii elektrycznej. Co ciekawe, choć nadal naukowcy muszą wykonać sporo pracy, aby rozwiązać np. problem rozpraszania ciepła we włóknach optycznych i trwałości sprzętu w środowiskach o wysokim zasoleniu, to USA już zareagowały, nakładając sankcje i ograniczenia na cały uniwersytet w obawie skutków potencjalnych zastosowań wojskowych takiej technologii. Trudno się temu dziwić, bo ta technologia może stanowić podstawę dla okrętów podwodnych i torped nowej generacji o ogromnym potencjale.