Китай тества технология за свръхзвукови… подводници

Китай вече може да се чувства с една стъпка по-близо напред по пътя към създаването на мечтаната от години свръхзвукова подводница, която ще бъде способна да измине разстоянието от Шанхай до Сан Франциско за по-малко от два часа. Ако сте пътували през океана с кораб, добре ще разберете какво означава това, да се „клатушкате“ с дни от едно пристанище до друго.

Нова технология, над която работи екип от учени от технологичния институт на университета в Харбин, Китай, обещава да направи истинска революция в областта на корабоплаването и по-специално по отношение на начина, по който се придвижват подводните лодки – подводниците. Досега никоя държава не е успявала да постигне реален успех в тази област, като единствено по отношение на невъзможните за управление торпеда руските военни са успели да приложат по-високи скорости - чрез използване на различни техники като например суперкавитацията. Ето за какво става дума...

Суперскоростното плуване е трудна задача

Професорът по флуидна механика Ли Фенчен обяви наскоро резултатите от работата на своя екип, които определя като иновативни и революционни, въпреки че ефектът на суперкавитацията е известен от много години насам. Азиатските учени са успели да създадат и поддържат сложна система, създаваща специална въздушна обвивка (bubble), която помага за скоростните подводни маневри.

Тъй като водата е доста по-плътно вещество спрямо въздуха, логично e, че предизвиква много по-голямо триене и съпротивление върху обектите, които се движат в нея. Това, разбира се, води и до съответния резултат - традиционните подводници не могат да се движат толкова бързо, колкото успяват да го направят летящите машини. Въпреки това още по времето на Студената война (дори буквално още след Втората световна) съветските военни инженери започват да разработват технология, наречена „суперкавитация“, която има за цел буквално да „обвие“ подводната лодка във въздушен мехур, който намалява значително ефекта на триенето и съпротивлението при движение под водата. По този начин обектът буквално се „плъзга“ между водните слоеве и скоростта му се повишава значително.

В резултат съветските учени създават суперкавитационното торпедо, наречено „Шквал“, което действа съвсем реално и е способно да развива скорости от 370 км/ч и дори повече, което е много, много по-бързо от традиционните торпеда. След успеха си те съвсем разбираемо много години наред се опитват да създадат подобен тип подводница, но… безуспешно.

Теоретично един истински суперкавитационнен подводен съд, благодарение на силно намаленото триене и съпротивление може да развие свръхзвукови скорости под водата – до цели 5800 км/ч! Ако такава фантастична скорост наистина бъде постигната, това може да намали времето за пътешествие през океана драстично – като например да преминете разстоянието от Китай до САЩ за около 100 минути.

Проблемите на свръхзвуковото плаване

Ако си задавате въпроса, защо досега никоя държава не е създала подобен тип подводница, то отговорът е, че съществуват два изключително сериозни проблема. Първият е, че потопената във водата подводница трябва да стартира движението си с много висока начална скорост, след което вече да бъде способна да създава въздушната обвивка около себе си и да постига ефекта на суперкавитация. Тоест – трябва да разполагате с някакъв сериозен катапулт, който да засили подводницата до необходимата стартова скорост.

Вторият проблем, който фактически е и най-сериозният, е, че е изключително трудно, ако не и невъзможно да управлявате морския съд, използвайки традиционните механизми, като рул например. Защото той се намира ВЪТРЕ във въздушния мехур, а не извън него и де факто не осъществява директен контакт с водата. В резултат на това употребата на суперкавитацията от години насам е ограничена само до… неуправляеми и безпилотни машини, като торпеда например. И на всичко отгоре почти всички те се изстрелват в точно определена посока, след което са буквално неуправляеми или имат страхотно ограничени възможности за промяна на посоката.

Решението на китайците

Според професор Ли екипът китайски учени е намерил нов начин, съвсем иновативно решение и за двата посочени по-нагоре проблема. Разбира се, точни подробности не се разкриват, тъй като всички такива проекти обикновено са спонсорирани от военните, а това ще рече – сериозна военна тайна. Но ето какво посочват пред световната общественост учените.

Веднъж потопена във водата, китайската суперподводница започва бързо да се обгръща със специална течна мембрана, която облива и покрива цялата и повърхност. И въпреки че тази мембрана по време на движението бива постепенно отмивана от водата, тя може да намали значително водното съпротивление за известно време и за по-ниски скорости.

След като скоростта на подводницата е достигнала повече от 75 км/ч, тя се подготвя за навлизане в състояние на суперкавитация. Създадената от учените течна мембрана върху корпуса на плавателното средство може да помогне в случая и с управлението, защото при прецизното и контролиране могат да се създават различни нива на триене в различни части на подводницата. И по този начин да се контролира нейната маневреност.

Методът на учените от Харбин се различава от всякакви други опити, като например векторната реактивна тяга или пък тягата създаване от някакъв вид двигател. Комбинирането на технологията на течната мембрана със суперкавитацията може значително да намали влиянието на сериозните проблеми и да подобри управлението.

Все пак освен тези проблеми има и други за решаване, които вероятно скоро ще бъдат отметнати. Например – дори проблемът с управлението да бъде разрешен, то все още екипажът ще има нужда от мощен подводен ракетен двигател, който да позволи на подводницата да пътува дълго. Защото, ако сравним ефективния обхват на руските суперкавитационни торпеда, ще останем крайно разочаровани – те могат да изминат едва между 11 до 15 км!

Макар и да работи за военните, професор Ли споделя, че тази технология не би трябвало да е ограничена само за тези цели. Той е убеден, че в бъдеще гражданският транспорт също ще може да се възползва от такъв тип подводно придвижване, както дори и при спортните фрегати и състезания.

Супер учени в надпревара

Освен китайските постижения в никакъв случай не бива да забравяме че много други държави, начело с Русия (където този ефект е приложен за първи път), работят над създаването на суперкавитационни плавателни средства. Според някои учени, включително китайският екип, дори е възможно създаването на плавателен костюм за хора, който да може да създава и поддържа миниатюрни въздушни мехурчета във водата. По този начин плуването и леководолазният спорт могат да се превърнат в нещо толкова леко, като реенето във въздуха.

Освен Русия държави като Германия, Иран и САЩ в момента работят над създаването на морски съдове и оръжия, използващи суперкавитационна технология. По повод международното сътрудничество в тази област друг китайски учен – професор Уанг Гьоу, ръководител на лабораторията по флуидна механика в Пекинския технологичен институт, споделя, че „глобалната научна общност е забавена с години в това отношение не само заради липсата на иновативни идеи, но и заради липсата на комуникация и споделяне на постиженията“.

Същият професор споделя, че на практика контролирането на големината на мехура, обгръщащ морския съд, е изключително трудно за контрол и затова насочването е почти невъзможна задача. На всичко отгоре, ако по някаква причина по време на суперкавитацията и огромната скорост корпусът се допре до водата, мигновеното нарастване на съпротивлението може да го пречупи като кибритена клечка заради много по-голямата плътност на водата.

В крайна сметка истината докъде точно са стигнали разработките в тази област, не може да бъде напълно оповестена заради факта, че над нея работят предимно военните и информацията е засекретена. Но споделянето на дори само тези факти е достатъчен сигнал за това, че напредък явно е постигнат, а до създаването на свръхзвукови подводници, порещи водите на Световния океан, вероятно ни делят само броени години.