Следующее поколение китайских атомных подводных лодок может быть оснащено лазерными двигателями. В теории это позволит подводным кораблям двигаться со скоростью свыше скорости звука в воде и делать это бесшумно. Для этого в корпус будут встроены тысячи оптических излучателей, а 2-МВт лазера будет достаточно для создания тяги в 70 тыс. Н — как у двигателя реактивного самолёта.
Источник изображений: Acta Optica Sinica
О продвижении в разработке лазерных двигателей для подлодок сообщила группа учёных с факультета машиностроения и электроники Харбинского инженерного университета в провинции Хэйлунцзян. Статья опубликована в журнале Acta Optica Sinica и на китайском языке свободно доступна по ссылке.
Саму идею лазерного двигателя для передвижения в воде предложили около 20 лет назад японские учёные. Принцип работы такого двигателя достаточно простой — лазерный луч создаёт плазму на конце излучателя, а та, в свою очередь, создаёт детонационную ударную волну в среде. Вскоре технология была улучшена. Создаваемая плазмой ударная волна должна была воздействовать на микросферы из металла или других материалов. Отстрел микросфер приводил в движение корабль с таким двигателем. Но вскоре энтузиазм иссяк. Эффективность предложенных решений оказалась настолько низкой, что не сулила никакой практически ценной реализации.
По словам китайских учёных, они не сдались. Они разработали теорию и модель лазерного двигателя для подводных лодок, который на три–четыре порядка превзошёл иностранные разработки. Теория и лабораторные эксперименты доказали, что лазер мощностью 2 МВт сможет обеспечить двигателю тягу до 70 тыс. Н (ньютон). Это примерно равно тяге двигателя реактивного самолёта, с чем уже можно работать. При этом двигатель лишается сложных механических частей и становится почти чисто электрическим.
Добиться высочайшей эффективности лазерного двигателя учёные смогли с помощью разработки специальных сопел или «стволов» на концах оптических излучателей. Внутренняя структура сопел позволяет эффективно распространять детонационную ударную волну и отстреливать микросферы наиболее контролируемым образом. Эта технология также обеспечивает вскипание воды по контуру подводной лодки, после чего в действие вступает суперкавитация, которая резко снижает коэффициент сопротивления корпуса воде.
Предложенные двигатели могут использоваться не только для подводных лодок. Они могут стать двигателями для торпед или иного вооружения, а также применяться на гражданских судах. Сейчас всё это кажется какой-то фантастикой. Но если всё работает в лаборатории, то почему бы этому не проявить себя на практике? Вряд ли такое появится через 10 или даже 20 лет, но в чуть более отдалённой перспективе такие двигатели уже не кажутся чем-то невозможным.