Китайские подлодки оснастят «космическими двигателями»

В Поднебесной реализовали то, что что не смогли довести до конца во многих странах, в том числе и у нас
Дмитрий Капустин

Китайские исследователи из Харбинского инженерного университета заявили, что они совершили прорыв в технологии создания лазерных двигателей, которые могут быть использованы на подводных лодках и космических ракетах. Этот университет — один из главных мозговых центров китайской оборонки. И все его исследования глубоко засекречены. Пока официальный Пекин не спешит их обнародовать.

Для подводных лодок едва ли не главная характеристика — это их бесшумность, чтобы передвигаться незамеченными. По мере совершенствования гидроакустических систем минимизация шума всех бортовых компонентов стала решающей для предотвращения обнаружения субмарин. Это похоже на игру в кошки-мышки. Инженеры стремятся сделать все более тихими винты, генераторы и системы охлаждения ядерных реакторов.

Команда инженеров из Харбинского университета открыла технологию, каким образом можно сделать подлодки не просто абсолютно бесшумными, но и сверхбыстрыми, пишет научный журнал Acta Optica Sinica.

Вместо того, чтобы полагаться на ядерную энергию или мощные топливные элементы, китайские подлодки будут приводить в движение лазеры. Схема работы такого двигателя очень сложная. Она использует лазерные импульсы и волоконную оптику вместо традиционных силовых валов и винтов, обеспечивая высокую тягу, сравнимую с коммерческими реактивными двигателями.

Физический принцип, лежащий в основе нового двигателя, заключается в создании пузырьков за счет испарения морской воды. Называется это «суперкавитация». Высокоэнергетические лазеры, состоящие из множества оптических волокон, каждое из которых тоньше человеческого волоса, генерируют плазму в воде вместе с детонационной волной. Сферические частицы, выталкиваемые детонацией, создают тягу, заставляя подводный аппарат двигаться. Такую же технологию можно применять для торпед и беспилотных подводных аппаратов.

Подводная лодка на лазерном двигателе не будет производить механических вибраций, так что ее нельзя уловить. Вся система использует всего 2 мегаватта лазерной мощности — это примерно сопоставимо с мощностью атомной подводной лодки. Ранее для лазеров такой показатель считался недостижимым.

Двигатель мощностью 2 мегаватта создает тягу в 70 килоньютонов. И это столько же, сколько у коммерческого реактивного двигателя. Однако для перемещения огромной подводной лодки, подобной той, что используется военными, потребуется гораздо больше.

Эта технология уже использовалась в российских торпедах «Шквал» еще в семидесятые годы, только для создания реактивной тяги используются выхлопные газы ракет, а не мощность лазера. Технологию лазерной суперкавитации еще два десятилетия назад предложили японские ученые, но реализовать ее на практике они так и не смогли из-за неэффективности управления движущей силой.

Детонационная волна распространяется во всех направлениях и ее чрезвычайно сложно контролировать, для обеспечения движущей силы в определенном направлении. У японцев дазерный двигатель был способна создавать тягу лишь в одну миллионную ньютона. Как комариный укус.

И вот теперь исследователи под руководством профессора Ге Янга добились того, что научились фокусировать и направлять генерируемую лазером плазму. Исследователи утверждают, что они решают проблемы управления движущей силой, направляя плазму, сгенерированную лазером, с помощью механизмов фокусировки.

Несмотря на значительный прогресс, остаются многочисленные препятствия, прежде чем эта технология сможет быть полностью использована на военных подводных лодках. Нужно научиться отводить выделяемое лазерами тепло, обеспечить долговечность оптических волокон в экстремальных условиях.

Существует также проблема интеграции лазерных двигателей с существующими конструкциями подводных лодок. Кроме того, новый двигатель все равно создает некоторый шум (пусть и меньший, чем существующие движители) за счет кавитации. В то время как лазеры действительно устраняют шум от механических вибраций, схлопывающиеся пузырьки ни в коем случае не бесшумны.

Даже западные эксперты поражены разработками китайских инженеров. Внимательно изучил их, например, профессор Эндрю Хиггинс, который возглавляет группу в Университете Макгилла, разрабатывающую технологию лазерных двигателей для космических путешествий. Если лазерные двигатели позволяют двигаться под водой, то в безвоздушном пространстве (где сила сопротивления намного ниже) тем более они окажутся эффективны.

Американское издание Business Insider отмечает: китайские ученые за последние годы уже сделали реальными концепции, которые еще недавно казались научно-фантастическими. Для разработки полетов в Космос китайцы изучают сейчас антивещество, солнечные паруса и термоядерный синтез. Прорыв в этой области позволит создать космический корабль, чтобы отправиться за пределы Солнечной системы.