A kínai Harbin Mérnöki Egyetem kutatói olyan lézerhajtóművet fejlesztettek ki, amivel nem csak csendesebbek lehetnek a tengeralattjárók, de jóval gyorsabbak is – a hírről a South China Morning Post nyomán az Interesting Engineering számolt be.

A technológia alapelve, hogy lézerek segítségével plazmát hoznak létre a vízben. Ez a plazma ezután detonációs hullámot generál, amely előrelendíti a tengeralattjárót. Korábban a lézeres meghajtással kapcsolatban a legnagyobb kihívást épp ezeknek a detonációs hullámoknak az irányítása jelentette – mivel hajlamosak voltak minden irányba szétszóródni, nem pedig egy meghatározott irányba haladni. A Ge Yang professzor vezette harbini csapat azonban túljutott ezen egy olyan módszer kifejlesztésével, amely lehetővé teszi, hogy a detonációs hullám immár irányított erőt generáljon. Ezzel a módszerrel körülbelül 70 ezer newton tolóerőt lehet előállítani, amihez két megawatt lézerteljesítmény szükséges.

A kontextus kedvéért: ez a 70 ezer newton egy utasszállító repülő sugárhajtóműjének a tolóerejéhez hasonlítható.

Az egyik legfontosabb újítás a szuperkavitáció nevű jelenség kialakulása a tengeralattjáró teste körül: amikor a lézer felmelegíti a tengeralattjáró körüli vizet, az intenzív hőhatásra a víz gyorsan gőzzé alakul, és nagy buborékokat képez. Ezek a buborékok körülveszik a tengeralattjárót, így egyfajta “légburok” jön létre a hajó és a víz között – ezt nevezzük szuperkavitációnak. A szuperkavitáció csökkenti a víz ellenállását, mivel a hajó már nem közvetlenül a vízzel érintkezik, hanem ezzel a légburokkal, a csökkentett vízellenállás miatt pedig a tengeralattjáró sokkal gyorsabban tud haladni – elméletben akár hangsebesség feletti, azaz szuperszonikus sebességgel is.

A technológia nem csak a tengeralattjárók sebességét növeli jelentősen, de halkabbá is teszi őket, mivel a lézeres hajtómű nem produkál olyan mechanikus zajokat, mint a hagyományos motorok. Így a szuperkavitációval felvértezett tengeralattjárók nehezebben észlelhetők, ami különösen fontos lehet katonai alkalmazások során.

A leírt technológia alapja egy ágyúcsőhöz hasonlítható eszköz, ami tehát segít összpontosítani és irányítani a lézer által keltett sokkhullámokat, amivel növelhető a rendszer hatékonysága. Az ágyúcső-szerű eszköz ugyanis tulajdonképpen egy “csatorna”, ami segít a lézer energiáját egy adott irányba fókuszálni. Az eszköz belső szerkezete úgy van megtervezve, hogy minimalizálja az energiaveszteséget és csökkentse a belső súrlódást is.

Ennek köszönhető, hogy a lézer energiája koncentráltan és hatékonyan hajtja a tengeralattjárót, átugorva az először több mint két évtizeddel ezelőtt megálmodott technológia eddigi legnagyobb akadályát.

Energiaforrásként elég lenne egy 150 MW teljesítményű atomreaktor is, amit a nukleáris tengeralattjárók használnak, de jelenleg kihívást jelent még az optikai szálak hőelvezetésének optimalizálása, valamint úgy általában egy ehhez hasonlóan fejlett, de tartós berendezést építeni ebben az amortizáció szempontjából ismerten kihívást jelentő sós vizes közegben.

A hajtóművet viszont a tengeralattjárókon kívül víz alatti rakétákhoz és torpedókhoz is fel lehetne használni.

Mindez talán sci-finek hangzik, de a technológiát, és ennek az ígéretét, tehát a tengeralattjárók új generációját, többen elég komolyan veszik. Az Egyesült Államok például aggodalmát fejezte ki a technológia katonai felhasználásának a lehetséges veszélyei miatt, és válaszul szankciókat és korlátozásokat vezetett be a Harbin Műszaki Egyetem több ezer diákja és munkatársa ellen.

(A cikkhez használt kép illusztráció, a DALL-E generálta)