Il sottomarino silenzioso ad altissima velocità dell'Università di Ingegneria di Harbin con propulsione laser e velocità paragonabili a quelle dei motori a reazione

Recentemente, gli scienziati cinesi della Harbin Engineering University (HEDU) hanno annunciato il successo dello sviluppo di un sistema di propulsione laser che promette di inaugurare una nuova era della tecnologia sottomarina.
Questa tecnologia dirompente elimina i tradizionali alberi di propulsione e le eliche e utilizza invece impulsi laser avanzati e sottili fibre ottiche per generare una spinta sorprendente paragonabile ai motori a reazione commerciali.
Gli scienziati affermano che la tecnologia dovrebbe svolgere un'ampia gamma di applicazioni in settori come la propulsione sottomarina stealth.
Sorprendentemente, l’intero sistema funziona con soli 2 megawatt di potenza laser, che rientra ampiamente nei limiti di potenza di un sottomarino nucleare. 2 megawatt, da soli, possono generare fino a 70,{5}} newton di spinta, leggermente meno di un motore a reazione commerciale. Considerato in precedenza un sogno lontano, questo salto di efficienza è ora diventato realtà.
Salto quantico nella propulsione sottomarina
Formalmente conosciuta come "propulsione a onde d'urto al plasma indotta da laser a fibra subacquea", l'idea è ingegnosa: un laser genera plasma sott'acqua, che quindi crea una cosiddetta "onda di detonazione" per spingere il sottomarino in avanti. inoltrare.
Il potenziale è così grande che il sottomarino sarà in grado di viaggiare a una profondità superiore all’attuale limite di velocità. Ancora più sorprendente, questo sottomarino basato sul laser è completamente privo di vibrazioni meccaniche, che storicamente rappresentavano un pericolo fatale per i sottomarini per nascondere le proprie tracce.
Sebbene il concetto di propulsione laser subacquea non sia nuovo, già 20 anni fa gli scienziati giapponesi non sono stati in grado di raggiungere una svolta a causa dell'inefficienza della guida di propulsione. Tuttavia, un gruppo di ricerca guidato dalla Scuola di Ingegneria Elettromeccanica dell’Università di Ingegneria di Harbin ha superato questa sfida introducendo un meccanismo unico che focalizza e guida con successo il plasma generato dal laser in modo controllato.
Il principio fondamentale di questa innovazione risiede nell'uso di laser ad alta energia emessi da fibre ottiche più sottili di un capello, attraverso l'evaporazione dell'acqua di mare per produrre bolle note come "supercavitazione" (supercavitazione), che riducono notevolmente la resistenza dell'acqua. Allo stesso tempo, il laser crea plasma nell'acqua e innesca un'onda d'urto, e l'innovazione del team è che sono in grado di utilizzare questa impegnativa onda d'urto, che si estende in tutte le direzioni, per fornire al sottomarino una direzione specifica di guidare.
La soluzione prevede lo scarico di minuscole particelle metalliche sferiche e l'applicazione della forza dell'esplosione su di esse. Quando le particelle metalliche lasciano un'estremità del sottomarino, insieme all'impulso laser, il veicolo sottomarino viene spinto nella direzione opposta.
Un altro punto forte di questa tecnologia è che può essere applicata anche a sistemi d’arma sottomarini per aumentare significativamente la portata subacquea di proiettili, missili sottomarini o siluri generando il fenomeno della supercavitazione.
La superficie di un sottomarino che utilizza questa tecnologia sarebbe ricoperta di fibre ottiche ultrasottili e ultrasottili, ciascuna più sottile di un capello umano, che potrebbero emettere laser, hanno detto gli ingegneri in un recente articolo pubblicato sulla rivista cinese Acta Optica Sinica.
Sfide e applicazioni future
Tuttavia, nonostante questi notevoli progressi, ci sono ancora una serie di sfide da affrontare prima che la tecnologia possa essere pienamente applicata ai sottomarini militari. Questi includono come gestire efficacemente il calore generato dai laser, garantire la durabilità della fibra ottica in ambienti marini profondi estremi e come integrare perfettamente questo sistema con le strutture sottomarine esistenti come le piastrelle anecoiche.
Inoltre, per i sottomarini stealth, mentre la tecnologia laser è in grado di eliminare il rumore generato dalle vibrazioni meccaniche, le stesse bolle di cavitazione possono generare rumore acustico non trascurabile. Ciò potrebbe rendere il sottomarino un obiettivo ovvio per i sonar, sollevando dubbi sulla fattibilità di questa tecnologia per applicazioni militari.
Tuttavia, nonostante queste sfide, le prospettive civili della tecnologia rimangono promettenti. Si prevede che rivoluzionerà il modo in cui le navi vengono alimentate, contribuendo a viaggi marittimi più ecologici ed efficienti. Grazie agli sforzi continui dei ricercatori e al continuo miglioramento della tecnologia, abbiamo motivo di credere che il sistema di propulsione laser porterà un cambiamento radicale nella tecnologia sottomarina nel prossimo futuro.