Υπερηχητικά Υποβρύχια;

Αξονοσυμμετρική αεριζόμενη υπερσπηλάιωση: ο αερισμός αυξάνεται και ο δείκτης σπηλαίωσης μειώνεται από πάνω προς τα κάτω

Κινέζοι ερευνητές εξελίσσουν μια τεχνολογία που θα επιτρέπει στα υποβρύχια να ταξιδεύουν με ταχύτητα μεγαλύτερη των 1.207 χ.α.ω.! Αυτό σημαίνει ότι θα κινούνται πιο γρήγορα απ' ότι τα επιβατικά αεροσκάφη στον αέρα και - ναι - είναι δυνατόν.

Η τεχνολογία ονομάζεται υπερσπηλαίωση και είναι γνωστή εδώ και δεκαετίες. Η ιδέα είναι να αυξηθεί η ταχύτητα ενός αντικειμένου, όπως ας πούμε ενός υποβρυχίου ή μιας τορπίλης, δημιουργώντας μια φυσαλίδα γύρω του, μειώνοντας έτσι την αντίσταση καθώς κινείται μέσα στο νερό. Η μύτη του οχήματος είναι συνήθως σχεδιασμένη να δημιουργεί τη φυσαλίδα και συχνά χρησιμοποιείται αέριο για τη διαμόρφωση του σχήματος της φυσαλίδας. Οι Σοβιετικοί χρησιμοποίησαν αυτό το κόλπο στην τορπίλη Shkval το 1960 και 1970, με αποτέλεσμα να κινείται με ταχύτητα 370 χ.α.ω. αλλά για μόλις μερικά χιλιόμετρα.

Προφανώς η αρχή λειτουργίας έχει αποδειχτεί, αλλά υπάρχουν μερικά πρακτικά προβλήματα. "Ο διάβολος βρίσκεται στις λεπτομέρειες", λέει ο δόκτωρ Roger Arndt, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα, ο οποίος εργάζεται στην Ομάδα Έρευνας Σπηλαίωσης και Ροής Φυσαλίδων.

Μια από τις δυσκολίες είναι το να κατευθύνεις εκεί που θέλεις ένα υποβρύχιο σκάφος που δεν έχει σχεδόν καμία επιφάνεια ελέγχου του μέσα στο νερό. Ένα παραδοσιακό υποβρύχιο ελέγχεται με το πηδάλιο, όπως και ένα συνηθισμένο πλοίο. Η οδήγηση ενός υπερσπηλαιωμένου σκάφους απαιτεί επιφάνειες ελέγχου που θα τρυπάνε τη φυσαλίδα παράγοντας μεγάλη αντίσταση. Αυτές οι επιφάνειες θα δέχονται επίσης τρομερή δύναμη και πίεση λόγω της ταχύτητας και θα πρέπει να είναι πάρα πολύ ανθεκτικές.

Άλλο ένα πρόβλημα είναι ότι απαιτούνται υψηλές - για υποβρύχια κίνηση - ταχύτητες για να διατηρείται η φυσαλίδα, περίπου γύρω στα 72 χ.α.ω. , αν και αυτό εξαρτάται κυρίως από το μέγεθος και τη σχεδίαση του υποβρυχίου. Είναι δηλαδή δύσκολο ακόμα και να φτάσουμε την αρχική ταχύτητα στην οποία μπορεί να δημιουργηθεί η φυσαλίδα. Οπότε, ακόμη και αν οι Κινέζοι ερευνητές στο Εργαστήριο Σύνθετης Ροής και Μεταφοράς Θερμότητας του Ινστιτούτου Τεχνολογίας Harbin έχουν κάνει μια επαναστατική ανακάλυψη στην υπερσπηλαίωση, τα όρια της σημερινής τεχνολογίας υποβρύχιας προώθησης θα τους καθυστερήσουν - ειδικά να σκοπεύουν να κατασκευάσουν ένα πραγματικό υποβρύχιο. Δεν υπάρχει σήμερα μια υποβρύχια ρουκέτα που να μπορεί να δώσει μεγάλη ακτίνα δράσης σε ένα υπερσπηλαιωμένο όχημα. Η κατασκευή μιας μικρής τορπίλης και ενός υποβρυχίου ικανού να διασχίσει τον Ειρηνικό Ωκεανό είναι τελείως διαφορετικό πράγμα.

Ένα πτερύγιο σε σχήμα σφήνας τρυπάει μερικά μια υπερσπηλαίωση. Προσέξτε τη μερική σπηλαίωση που δημιουργείται από το άκρο του πτερυγίου

Οι Κινέζοι ερευνητές είπαν στην εφημερίδα South China Morning Post ότι έχουν εξελίξει μια υγρή μεμβράνη που αντιμετωπίζει και τα δύο θέματα. Ψεκαζόμενη συνεχώς στο σκάφος, μπορεί να μειώσει την αντίσταση και να βοηθήσει να επιτευχθεί η ταχύτητα που απαιτείται για τη δημιουργία της φυσαλίδας. Η μεμβράνη μπορεί να επιτρέψει διαφορετικούς βαθμούς τριβής σε κάθε πλευρά του σκάφους, δημιουργώντας ένα κατευθυντικό φαινόμενο. "Συνδυάζοντας την τεχνολογία υγρής μεμβράνης με την υπερσπηλαίωση, μπορούμε να μειώσουμε σημαντικά τις προκλήσεις εκτόξευσης του σκάφους και να κάνουμε ευκολότερο τον έλεγχο του ταξιδιού" λέει ο καθηγητής Li Fengchen.
Ετοιμαστείτε!