ハルビン工程大学のジェットエンジンに匹敵するレーザー推進超高速静音潜水艦

最近、ハルビン工程大学（HEDU）の中国の科学者らは、潜水艦技術の新時代の到来を約束するレーザー推進システムの開発に成功したと発表した。
この破壊的テクノロジーは、従来の推進シャフトとプロペラを廃止し、代わりに高度なレーザー パルスと細い光ファイバーを使用して、商用ジェット エンジンに匹敵する驚異的な推力を生成します。
科学者らは、この技術はステルス潜水艦推進などの分野で幅広い応用が期待されると述べている。
驚くべきことに、システム全体はわずか 2 メガワットのレーザー出力で動作します。これは原子力潜水艦の出力制限内に十分収まります。 2 メガワットだけで、最大 70,000 ニュートンの推力を生成できますが、これは商用ジェット エンジンよりわずかに小さい値です。 以前は遠い夢と考えられていましたが、この効率の飛躍的な向上が今では現実になりました。
潜水艦推進における飛躍的な進歩
正式には「水中ファイバーレーザー誘起プラズマ爆発波推進」として知られるこのアイデアは独創的です。レーザーが水中でプラズマを生成し、それがいわゆる「爆発波」を生成して潜水艦を前進させます。 フォワード。
その可能性は非常に大きく、潜水艦は現在の速度制限よりも深くまで航行できるようになる。 さらに驚くべきことに、このレーザーベースの潜水艦には、歴史的に潜水艦にとって航跡を隠す致命的な危険であった機械的振動がまったくありません。
水中レーザー推進の概念は新しいものではなく、すでに20年前に日本の科学者によって開発されましたが、推進誘導の非効率性のため、画期的な進歩を達成することができませんでした。 しかし、ハルビン工程大学電気機械工学部が率いる研究チームは、制御された方法でレーザーで生成されたプラズマをうまく集束させ、誘導する独自のメカニズムを導入することで、この課題を克服しました。
この技術革新の中心原理は、髪の毛よりも細い光ファイバーから高エネルギーレーザーを照射し、海水の蒸発によって「スーパーキャビテーション」（スーパーキャビテーション）と呼ばれる気泡を発生させ、水の抵抗を大幅に低減することにある。 同時に、レーザーは水中にプラズマを生成し、爆風を引き起こします。チームのイノベーションは、全方向に広がるこの困難な爆風を利用して、潜水艦に特定の方向を提供できることです。ドライブ。
この解決策には、小さな球状の金属粒子を放出し、それに爆風の力を加えることが含まれます。 金属粒子がレーザーパルスとともに潜水艦の一端から離れると、水中ビークルは反対方向に押されます。
この技術のもう 1 つのハイライトは、水中兵器システムにも適用でき、スーパーキャビテーション現象を発生させることで発射体、水中ミサイル、魚雷の水中での射程を大幅に延長できることです。
この技術を利用した潜水艦の表面は、人間の髪の毛よりも細い超極細の光ファイバーで覆われ、レーザーを発することができると技術者らは中国の雑誌「Acta Optica Sinica」に掲載された最近の論文で述べた。
課題と今後の応用
しかし、この目覚ましい進歩にもかかわらず、この技術が軍用潜水艦に完全に適用されるまでには、まだ多くの課題が待ち構えています。 これらには、レーザーによって生成される熱を効果的に管理する方法、極度の深海環境で光ファイバーの耐久性を確保する方法、このシステムを無響タイルなどの既存の海底構造物とシームレスに統合する方法が含まれます。
さらに、ステルス潜水艦の場合、レーザー技術は機械的振動によって発生するノイズを除去できますが、キャビテーション気泡自体が無視できない音響ノイズを発生する可能性があります。 これにより、潜水艦がソナーの明らかな標的となる可能性があり、この技術が軍事用途に利用可能かどうか疑問が生じている。
しかし、これらの課題があっても、この技術の民間利用の可能性は依然として有望です。 これは船舶の動力供給方法に革命をもたらし、より環境に優しく、より効率的な海上旅行に貢献すると期待されています。 研究者の継続的な努力と技術の継続的な改善により、レーザー推進システムが近い将来、潜水艦技術に根本的な変化をもたらすと信じる理由があります。