زیردریایی‌های بی‌صدا و مافوق صوت چین در آینده!

محققان چینی در حال ساخت یک پیشرانه لیزری هستند که می تواند زیردریایی ها را بدون هیچ سر وصدایی و با سرعت مافوق صوت به حرکت در آورد.

یکی از مشکلاتی که زیردریایی های چینی با آن مواجه هستند، تولید صداست. این صدا به خاطر وجود موتورهای پیشرانی است که از سوخت های فسیلی استفاده می کنند. بنابراین زیردریایی های فعلی مدت کمتری می توانند در زیر آب باقی بمانند و مجبور هستند برای سوخت گیری مجدد خود را به سطح آب برسانند. به همین علت شناسایی آنها کار راحتی است.

صنعت ساخت زیردریایی های چین به علت تحریم های شدید آمریکا نسبت به رقبا عقب مانده است. مهندسان چینی سعی دارند این شکاف را با توسعه پیشرانه های جدیدتر پر کنند. گروهی از محققان دانشگاه مهندسی هاربین در چین مشغول ساخت یک پیشرانه لیزری هستند که می تواند به نقطه عطفی در صنعت ساخت زیردریایی تبدیل شود. پیشرانه‌های لیزری از پرتوهای لیزری قوی برای گرم کردن و شتاب دادن سیال (آب دریا) برای ایجاد نیروی رانش استفاده می‌کنند. این نوع پیشرانه مزایای بیشتری نسبت به موتورهای دیزلی حال حاضر دارد که عبارتند از:

• پیشرانه‌های لیزری صدای خیلی کمی تولید می کنند. این ویژگی به زیردریایی‌ها اجازه می‌دهد تا بدون جلب توجه دشمن در زیر آب حرکت کنند.

• پیشرانه‌های لیزری می‌توانند سرعت زیردریایی را تا حد زیادی افزایش دهد. این ویژگی باعث می شود تا زیردریایی بتواند از دشمن فرار کنند یا به آنها حمله کنند.

• پیشرانه‌های لیزری قطعات متحرک کمتری نسبت به موتورهای سنتی دارند. بنابراین هزینه تعمیر و نگهداری آنها بسیار کمتر است به علاوه؛ از قابلیت اطمینان بیشتری برخوردار هستند.

با این حال، پیشرانه‌های لیزری هنوز در مراحل ابتدایی فاز توسعه به سر می برند. یکی از مشکلاتی که مهندسان در مراحل تولید با آن باید دست و پنجه نرم کنند، توسعه پرتوهای لیزری خیلی قوی است که بتوانند انرژی کافی برای رانش زیردریایی را تامین کنند. یکی دیگر از چالش‌های اصلی پیشرانه‌های لیزری، اتلاف انرژی است. بخشی از پرتوهای لیزر توسط سیال جذب نمی‌شود و به هدر می‌رود. این اتفاق به معنای هدر رفتن انرژی و کاهش کارایی پیشرانه است. محققان هاربین برای افزایش کارایی پیشرانه‌های لیزری از لایه های فیبرهای نوری استفاده کردند. این کار به معنای افزایش کارایی پیشرانه و حرکت زیردریایی‌ها با سرعت و مسافت بیشتر با همان مقدار انرژی است.

با تمام این مشکلات؛ پیشرانه‌های لیزری همچنان می توانند به انقلابی در فناوری زیردریایی تبدیل شوند. اگر محققان چینی بتوانند بر این مشکلات غلبه کنند، ناوگان زیردریایی‌های چین می‌تواند به یک نیروی بسیار قدرتمندتر و مخوف‌تر در منطقه اقیانوس آرام تبدیل شود. به گزارش SCMP، از این فناوری می توان در ساخت موشک‌ها و اژدرهای دریایی استفاده کرد.

نحوه کار پیشرانه لیزری در زیردریایی ها

در روش جدید، پرتوهای قدرتمند لیزر به داخل آب تابیده می‌شود. این انرژی اتم‌های آب را یونیزه می‌کند و باعث تشکیل پلاسما می شود. پلاسما بر اثرگرما انبساط پیدا می کند و در نهایت به مرحله انفجار می رسد. انرژی آزاد شده حاصل از انفجاری به بدنه زیردریایی نیرو وارد می‌کند و آن را به سمت جلو حرکت می دهد. بزرگترین مانع، نحوه پیاده سازی این روش بود. از آنجایی که انرژی حال از انفجار به همه جهات پرتاب می شود، هدایت این موج در یک جهت خاص برای دانشمندان غیر ممکن به نظر می رسید. به همین دلیل، سرعت پیشرفت ساخت پیشران کم شد تا اینکه پکن تصمیم گرفت بودجه‌ی قابل توجهی را به این پروژه اختصاص دهد.

تیم تحقیقاتی به رهبری گه یانگ، استاد دانشکده مهندسی هاربین، از روشی به نام «پیشرانه انفجار پلاسمای القایی لیزر فیبر زیرآبی» استفاده کردند. به عقیده آنها با این روش، موتور زیردریایی می تواند فقط با دو مگاوات انرژی لیزر، نیروی رانش معادل ۷۰،۰۰۰ نیوتن ایجاد کنند. این میزان نیروی رانش با نیروی رانش یک موتور جت تجاری برابری می کند.