Новости

Feb 06, 2024

Военные США возрождают идею скрытной морской мощи

«Если вы думаете, что я участвую в «Охоте за Красным Октябрем», то ответ — да», — говорит Сьюзен Суизенбанк из Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов США (DARPA). В фильме 1990 года с Шоном Коннери в главной роли

«Если вы думаете, что я участвую в «Охоте за Красным Октябрем», то ответ — да», — говорит Сьюзен Суизенбанк из Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов США (DARPA).

В фильме 1990 года с Шоном Коннери в главной роли была показана советская подводная лодка «Красный Октябрь», у которой была практически бесшумная двигательная установка, поэтому ее было очень трудно обнаружить.

Сейчас, спустя 30 лет после фильма, Darpa работает над морской двигательной установкой, похожей на «гусеничный привод», описанный в фильме.

Названная магнитогидродинамическим (МГД) приводом, система вообще не имеет движущихся частей — только магниты и электрический ток.

Он работает путем создания магнитного поля под прямым углом к ​​электрическому току. Это создает силу, называемую силой Лоренца, которая действует на морскую воду и толкает судно вперед.

Без гребных винтов или приводного вала, взбалтывающего воду, работающий MHD-привод мог бы обеспечить быстрое и совершенно бесшумное путешествие.

Инженеры работали над MHD-приводами на протяжении десятилетий, а первоначальная концепция возникла еще в 1960-х годах.

В 1992 году Японский фонд кораблей и океанов построил «Ямато-1», корабль длиной 30 метров, на котором испытывался МГД-двигатель.

Однако ход был настолько тяжелым, что «Ямато-1» мог двигаться только со скоростью 6,6 узла. Это также потребляло много энергии.

Но исследователи говорят, что проект доказал, что такой привод может работать, и предоставил полезные данные.

«Достоверная информация о дефектах и ​​слабых местах, а также о том, что следует сделать… когда мы будем реализовывать «Ямато-2» в будущем», — говорит Хиромицу Китагава, приглашенный научный сотрудник Института исследований океанической политики, входящего в состав японского корабля. и Ocean Foundation теперь является его частью.

Проект Ямато показал, что потребуются гораздо более мощные магниты, а также более прочные электроды — части привода, контактирующие с водой.

По словам г-жи Свитенбанк, первая из этих проблем вполне может быть легко решена сейчас, с помощью магнитов нового поколения, разработанных в индустрии ядерного синтеза.

Синтез — это реакция, которая питает звезды. Но чтобы это произошло здесь, на Земле, часто требуются чрезвычайно мощные магниты, удерживающие кружащиеся облака горящей горячей плазмы.

Силу, создаваемую этими новыми магнитами, можно сравнить с удвоенным давлением на дне самой глубокой океанской впадины.

Хотя сейчас доступны более мощные магниты, вторая проблема — как защитить электроды — все еще требует проработки.

Металл корродирует при помещении в морскую воду, а электрический ток ускоряет этот процесс. Некоторые типы магнитного поля оказывают такое же коррозионное воздействие.

На «Ямато-1» выяснилось, что электроды теряли около 3% своей массы в год.

Джеффри Лонг, химик-исследователь из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США (NRL), является специалистом по батареям и планирует принять участие в программе Darpa вместе со своим коллегой Закари Нилом.

«Если вы когда-нибудь помещали скрепки для бумаг в чашку с соленой водой, подключенную к 9-вольтовой батарее, вы заметили, что вода меняет цвет, потому что металл ржавеет», - говорит он.

«По сути, нам нужны электроды, которые не подвергаются коррозии, но при этом поддерживают высокую плотность электрического тока, необходимую для эффективной работы».

Однако улучшения в покрытиях, произошедшие в последние годы в индустрии топливных элементов и аккумуляторов, означают, что эта проблема вполне может быть решена.

Хотя это важные достижения, остаются и другие проблемы.

Прохождение тока через морскую воду разрывает водородно-кислородную связь, создавая пузырьки газа на электродах, что создает сопротивление и снижает эффективность МГД.

Предстоит опробовать потенциальные решения, в том числе газодиффузионные электроды, созданные промышленностью топливных элементов. Другие методы сметают пузырьки до того, как они начнут накапливаться.

Наконец, существует проблема эрозии, когда схлопывающиеся пузыри создают питтинг. «Это похоже на наждачную бумагу на электроде», — говорит г-жа Суизенбанк. Однако и здесь многообещающе выглядит работа в других отраслях.