צוללת שקטה מהירה במיוחד של אוניברסיטת חרבין הנדסה עם הנעת לייזר במהירות גבוהה עם מהירויות דומות למנועי סילון

לאחרונה הכריזו מדענים סינים מאוניברסיטת חרבין להנדסה (HEDU) על פיתוח מוצלח של מערכת הנעה בלייזר שמבטיחה לפתח עידן חדש של טכנולוגיית צוללות.
הטכנולוגיה המשבשת מבטלת את צירי ההנעה והמדחפים המסורתיים, ובמקום זאת משתמשת בפולסי לייזר מתקדמים ובסיבים אופטיים דקים כדי ליצור דחף מדהים הדומה למנועי סילון מסחריים.
מדענים אומרים שהטכנולוגיה צפויה למלא מגוון רחב של יישומים בתחומים כמו הנעת צוללות חמקנית.
למרבה הפלא, המערכת כולה פועלת עם 2 מגה וואט בלבד של כוח לייזר, וזה בהחלט בתוך מגבלות ההספק של צוללת גרעינית. 2 מגה וואט - לבד - יכול לייצר עד 70,000 ניוטון של דחף, מעט פחות ממנוע סילון מסחרי. בעבר נחשב לחלום רחוק, קפיצת מדרגה זו ביעילות הפכה כעת למציאות.
קפיצה קוונטית בהנעת צוללת
המכונה באופן רשמי "הנעת גל פיצוץ פלזמה המושרה על ידי סיבים תת-מימיים", הרעיון הוא גאוני: לייזר מייצר פלזמה מתחת למים, אשר לאחר מכן יוצר מה שנקרא "גל פיצוץ" כדי להניע את הצוללת קדימה. קָדִימָה.
הפוטנציאל כה גדול עד שהצוללת תוכל לנוע עמוק יותר מהמהירות המותרת הנוכחית. למרבה הפלא, צוללת מבוססת לייזר זו נקייה לחלוטין מרטט מכני, אשר היסטורית היווה סכנה קטלנית לצוללות להסתיר את עקבותיהן.
אמנם הרעיון של הנעת לייזר תת-מימית אינו חדש, כבר לפני 20 שנה על ידי מדענים יפנים, אך בשל חוסר היעילות של הנחיית ההנעה, לא הצליח להשיג פריצת דרך. עם זאת, צוות מחקר בראשות בית הספר להנדסה אלקטרומכנית באוניברסיטת חרבין הנדסה התגבר על אתגר זה על ידי הצגת מנגנון ייחודי הממקד בהצלחה ומנחה את הפלזמה שנוצרת בלייזר בצורה מבוקרת.
עיקרון הליבה של חידוש זה טמון בשימוש בלייזרים עתירי אנרגיה הנפלטים מסיבים אופטיים דקים משערה, באמצעות אידוי מי ים ליצירת בועות הידועות בשם "סופרקוויטציה" (supercavitation), אשר מפחיתה מאוד את התנגדות המים. במקביל, הלייזר יוצר פלזמה במים ומפעיל גל פיצוץ, והחידוש של הצוות הוא שהם מסוגלים להשתמש בגל הפיצוץ המאתגר הזה, שמתפשט לכל הכיוונים, כדי לספק לצוללת כיוון ספציפי של נהיגה.
הפתרון כולל פריקת חלקיקי מתכת כדוריים זעירים והפעלת כוח הפיצוץ עליהם. כאשר חלקיקי המתכת עוזבים קצה אחד של הצוללת, יחד עם דופק הלייזר, הרכב התת-ימי נדחק לכיוון ההפוך.
גולת הכותרת נוספת של טכנולוגיה זו היא שניתן ליישם אותה גם על מערכות נשק תת-מימיות כדי להגדיל באופן משמעותי את טווח התת-מימי של טילים, טילים תת-מימיים או טורפדו על ידי יצירת תופעת העל-קוויטציה.
פני השטח של צוללת המשתמשת בטכנולוגיה זו יהיו מכוסים בסיבים אופטיים דקים במיוחד, כל אחד דק יותר משערת אדם, שעלולים לפלוט לייזרים, אמרו המהנדסים במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת הסיני Acta Optica Sinica.
אתגרים ויישומים עתידיים
עם זאת, למרות ההתקדמות המדהימה הזו, עדיין יש מספר אתגרים שצפויים לפני שניתן יהיה ליישם את הטכנולוגיה במלואה על צוללות צבאיות. אלה כוללים כיצד לנהל ביעילות את החום שנוצר על ידי הלייזרים, הבטחת עמידות הסיב האופטי בסביבות קיצוניות של ים עמוק, וכיצד לשלב בצורה חלקה את המערכת הזו עם מבנים תת ימיים קיימים כגון אריחים אנקויים.
בנוסף, עבור צוללות חמקניות, בעוד שטכנולוגיית הלייזר מסוגלת לחסל רעש שנוצר על ידי רעידות מכניות, בועות הקוויטציה עצמן עשויות ליצור רעש אקוסטי לא זניח. זה יכול להפוך את הצוללת למטרה ברורה לסונאר, ולעורר שאלות לגבי כדאיות הטכנולוגיה הזו ליישומים צבאיים.
עם זאת, גם עם אתגרים אלה, הסיכויים האזרחיים של הטכנולוגיה עדיין מבטיחים. זה צפוי לחולל מהפכה באופן שבו ספינות מופעלות, ולתרום לנסיעות ימיות ירוקות ויעילה יותר. עם המאמצים המתמשכים של החוקרים והשיפור המתמיד של הטכנולוגיה, יש לנו סיבה להאמין שמערכת הנעת הלייזר תביא לשינוי קיצוני בטכנולוגיית הצוללות בעתיד הקרוב.