제트 엔진과 비슷한 속도를 자랑하는 하얼빈 공과대학의 레이저 추진 초고속 무음 잠수함

최근 하얼빈 공과대학(HEDU)의 중국 과학자들은 잠수함 기술의 새로운 시대를 열게 될 레이저 추진 시스템의 성공적인 개발을 발표했습니다.
이 파괴적인 기술은 기존의 추진 샤프트와 프로펠러를 없애고 대신 고급 레이저 펄스와 얇은 광섬유를 사용하여 상업용 제트 엔진에 필적하는 놀라운 추력을 생성합니다.
과학자들은 이 기술이 스텔스 잠수함 추진과 같은 분야에서 폭넓게 응용될 것으로 기대한다고 말합니다.
놀랍게도 전체 시스템은 단 2메가와트의 레이저 전력으로 작동하는데, 이는 핵잠수함의 전력 한계 내에 있습니다. 2메가와트만으로도 최대 70000뉴턴의 추력을 생성할 수 있는데, 이는 상업용 제트 엔진보다 약간 적은 수치입니다. 이전에는 먼 꿈으로 여겨졌던 이러한 효율성의 도약이 이제 현실이 되었습니다.
잠수함 추진의 비약적인 도약
공식적으로 "수중 광섬유 레이저 유도 플라즈마 폭발파 추진"으로 알려진 이 아이디어는 독창적입니다. 레이저는 수중에서 플라즈마를 생성한 다음 소위 "폭발파"를 생성하여 잠수함을 앞으로 추진합니다. 앞으로.
잠재력이 너무 커서 잠수함은 현재 제한 속도보다 더 깊은 곳까지 이동할 수 있습니다. 더욱 놀랍게도 이 레이저 기반 잠수함에는 기계적 진동이 전혀 없습니다. 이는 역사적으로 잠수함이 궤도를 숨기는 데 치명적인 위험이 되었습니다.
수중 레이저 추진의 개념은 새로운 것은 아니지만, 20년 전 일본 과학자들은 추진 유도의 비효율성으로 인해 획기적인 발전을 이루지 못했습니다. 그러나 하얼빈 공과대학 전자기계공학부 연구팀은 레이저로 생성된 플라즈마를 제어된 방식으로 성공적으로 집중시키고 안내하는 독특한 메커니즘을 도입하여 이러한 문제를 극복했습니다.
이 혁신의 핵심 원리는 머리카락보다 얇은 광섬유에서 방출되는 고에너지 레이저를 사용하여 해수의 증발을 통해 "슈퍼캐비테이션"(슈퍼캐비테이션)으로 알려진 기포를 생성함으로써 물의 저항을 크게 줄이는 것입니다. 동시에 레이저는 물 속에서 플라즈마를 생성하고 폭발파를 유발하며 팀의 혁신은 모든 방향으로 퍼지는 이 도전적인 폭발파를 사용하여 잠수함에 특정 방향을 제공할 수 있다는 것입니다. 운전하다.
해결책은 작은 구형 금속 입자를 방출하고 폭발력을 적용하는 것입니다. 금속 입자가 레이저 펄스와 함께 잠수함의 한쪽 끝을 떠나면 수중 차량은 반대 방향으로 밀려납니다.
이 기술의 또 다른 특징은 수중 무기체계에도 적용해 초공동 현상을 발생시켜 수중 발사체, 수중 미사일, 어뢰의 수중 사거리를 대폭 늘릴 수 있다는 점이다.
이 기술을 사용하는 잠수함의 표면은 인간의 머리카락보다 얇은 초박형 초미세 광섬유로 덮여 레이저를 방출할 수 있다고 중국 저널 Acta Optica Sinica에 발표된 최근 논문에서 엔지니어들이 밝혔습니다.
과제와 향후 적용
그러나 이러한 놀라운 발전에도 불구하고 이 기술이 군용 잠수함에 완전히 적용되기까지는 여전히 해결해야 할 과제가 많이 남아 있습니다. 여기에는 레이저에서 발생하는 열을 효과적으로 관리하는 방법, 극한의 심해 환경에서 광섬유의 내구성을 보장하는 방법, 무반향 타일과 같은 기존 잠수함 구조물과 이 시스템을 원활하게 통합하는 방법이 포함됩니다.
또한, 스텔스 잠수함의 경우 레이저 기술은 기계적 진동으로 인해 발생하는 소음을 제거할 수 있지만 캐비테이션 기포 자체는 무시할 수 없는 음향 소음을 발생시킬 수 있습니다. 이로 인해 잠수함이 소나의 확실한 표적이 될 수 있으며, 군사 응용 분야에서 이 기술의 실행 가능성에 대한 의문이 제기됩니다.
그러나 이러한 과제에도 불구하고 이 기술의 민간 전망은 여전히 ​​밝습니다. 선박의 동력을 공급하는 방식에 혁명을 일으켜 더욱 친환경적이고 효율적인 해상 여행에 기여할 것으로 기대됩니다. 연구자들의 지속적인 노력과 기술의 지속적인 개선을 통해 우리는 레이저 추진 시스템이 가까운 미래에 잠수함 기술에 급격한 변화를 가져올 것이라고 믿을 이유가 있습니다.