超高速静音潜艇!中国科学家突破划时代技术:等离子体爆轰推进

我们的平凡之路 2024-05-21 12:48:52

南华早报报道,中国的科学家们已经开发出一种新型潜艇推进技术,称为“等离子体爆轰推进”。这项技术能够使潜艇实现超高速且极为静音的航行,彻底改变了过去西方对中国潜艇噪音大的负面评价,使中国在这一领域大大领先。

等离子体爆轰推进一听就觉得复杂,感觉它应该是航天飞行器上才会使用的技术,但竟然被应用到了潜艇上。《南华早报》的报道让人难以置信,因此查阅了国内顶尖学术期刊《光学学报》上的原始论文,结果令人震惊:真的是这样。

这种技术正式名称为“水下光纤激光诱导等离子体爆轰波推进”,核心是使用极高功率的激光,通过光纤传输到推进点。当激光波长适当时,会在水界面上释放出巨大能量,使水瞬间气化并等离子化,这一转变过程中的剧烈膨胀产生巨大推力。据论文数据,2兆瓦的激光能产生70000牛顿的推力,足以使潜艇高速前进。

这项技术最初由日本科学家在2000年代初期提出。他们的研究显示,虽然产生的推力效率不错,但推力在四周均等,实际上并不能推动物体前进,因此难以实际应用。

为解决这一问题,后来的科学家尝试改用激光炸裂金属或其他材料的小球,使其向特定方向爆炸,从而推动潜艇。但这种方法产生的推力极低,远低于空间推进器的离子引擎,几乎无实际用途。

中国科学家通过在光纤末端设计一种U型结构,创新地解决了这一难题。这种设计允许精确控制等离子体的爆炸和推力产生过程,将激光的推力效率提高了10000倍,使得这种推进器成为可能。

潜艇推进的主要难题在于所需的高功率。尽管激光推进在理论上效率较高,但光纤激光转换效率目前大约只有30%,这实际上使得它的效率回到了常规螺旋桨的水平。但现代光纤激光器的效率可以达到60%,使得使用相同功率下的推力是螺旋桨的两倍,速度提高约26%。

此外,等离子体爆轰推进还可以生成空泡,降低潜艇的水动阻力。类似于俄罗斯的超空泡鱼雷,这种技术通过生成前部到中部及尾部的空泡,降低阻力和噪音,增加速度。

超空泡技术的应用在潜艇上面临难题,因为需要多组空泡生成结构,并且可能需要根据潜艇姿态临时调整。光纤激光技术以其快速响应能力,显示出巨大的潜力。

潜艇的常规推进技术包括螺旋桨推进、喷水推进和磁流体推进。螺旋桨推进是最传统的,其噪音较低但占用空间大。电动推进虽减少了噪音,但仍然存在涡流问题。无轴泵推技术和磁流体推进则提供了新的可能,尤其是磁流体推进,因为其结构简单,噪音极低,但效率仍待提高。

喷水推进适用于高速船只,特别是转弯性能非常优秀。然而,低速下效率不佳,且由于管道损失,推力减小,噪音也较大。

目前,潜艇的主要推进方式依旧是大侧斜螺旋桨。虽然无轴泵推技术正在快速发展,并已在部分潜艇上使用,但“等离子体爆轰推进”和“磁流体推进”被视为未来的发展方向。

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评论列表
  • 2024-05-22 01:06

    南瓜早报整天放卫星,拉大旗[笑着哭][笑着哭]

  • 2024-05-21 23:17

    空谈误国[得瑟]

  • 2024-05-21 19:49

    马院士功不可没[点赞][点赞]

  • 2024-05-21 20:00

    多年前就听说过有这一技术[笑着哭]

  • 2024-05-22 00:08

    埋伏一波,专打漂亮国航空母舰[加油][加油][加油]

  • 又又又又又世界第一了?

  • 2024-05-22 08:10

    [笑着哭]这是继南天门计划后的龙宫计划么?

  • 2024-05-22 05:20

    赶快造收台湾打美国日本用处大

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