DARPA работи върху безшумен двигател за подводници

В американския трилър от 90-те години „Ловът на Червения октомври“ се появи подводница с експериментален двигател с изключително ниско ниво на шум. Управлението за напреднали изследователски проекти на Министерството на отбраната на САЩ (DARPA) е на път да създаде нещо подобно – възможно най-тихата подводница с двигател без движещи се части, генериращ тяга чрез магнити и електричество.

От края на 50-те години на миналия век инженерите се занимаван с идеята за използване на магнитохидродинамиката, за да създават генератори или помпи. В магнитохидродинамичния задвижващ механизъм флуидът получава електрически заряд и се ускорява от електромагнитно поле, като по този начин създава тяга. Той се състои от куха тръба с електроди в единия край и магнитна намотка, навита отгоре. Тъй като няма валове, зъбни колела, витла, турбини или струи, той издава съвсем малко шум, а звуците, които издава, могат да бъдат възприети като от естествени източници.

За подводниците, които се крият от вражеското наблюдение, подобен двигател би бил много полезен. Но в продължение на 60 години той така и не бе реализиран, пише New Atlas. Първо, защото електромагнитните намотки трябва да бъдат много мощни, но леки. Второ, електродите би трябвало да издържат на големи натоварвания, дължащи се на корозия, хидролиза и ерозия, причинени от взаимодействието на магнитните полета, електрическия ток и солената вода.

В опит да намери решение на тези проблеми DARPA създаде програмата Underwater MHD Pumping Principles (PUMP). Интердисциплинарен екип от учени разполага с 42 месеца, за да проектира и създаде прототип на военен магнитохидродинамичен двигател.

„Най-добрата демонстрация на ефективност на MHD двигател към днешна дата е Yaamato 1 през 1992 г., 30-метров кораб, който развива 6,6 възела с около 30% ефективност, използвайки магнитно поле от около 4 Тесла“, казва Сюзън Суитенбанк, ръководител на програмата PUMP. „През последните няколко години комерсиалната индустрия за термоядрен синтез направи голям скок напред със свръхпроводящитете магнити ReBCO, които създават големи магнитни полета до 20 Тесла и могат да осигурят 90% ефективност в един MHD двигател. Това е цел, която си заслужава да бъде преследвана“.

Що се отнася до електродите, основният проблем е, че на повърхността им се образуват газови мехурчета, които намаляват производителността и разрушават електродите. Решението би могло да бъде създаването на компютърни модели за оценка на въздействието на магнитното поле, ефектите на хидродинамиката и електрохимичните реакции в различни дължини и времеви мащаби. Изследователите възнамеряват да успеят да използват най-новото в сферите на хидродинамиката, електрохимията и магнитоелектрониката, за да неутрализират повредите, които възникват на тези електроди.