تخطط وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية الأمريكية المتقدمة (DARPA) لتطوير نظام دفع غواصة “صامت”. الدافع الجديد ، المستوحى على ما يبدو من فيلم 1990 The Hunt for Red October ، لا يحتوي على أجزاء متحركة ويوفر قوة دفع باستخدام المغناطيس الكهربائي والماء.
استنادًا إلى مفهوم يسمى الديناميكا المائية المغناطيسية (MHD) ، فإن هذا النظام بسيط نسبيًا ولكنه قد يكون ثوريًا للغواصات المستقبلية.
حركة صامتة
تم اقتراح مفهوم الديناميكا المائية المغناطيسية لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي وكان محل اهتمام المهندسين البحريين لعقود. المفهوم نفسه هو مصدر إلهام لغواصة خيالية في فيلم “The Hunt for Red October”.
في المحرك المغنطيسي الهيدروديناميكي ، يتم شحن السائل بواسطة مجال كهرومغناطيسي ويتم تسريعه لإنشاء قوة دفع.
لا يحتوي هذا الجهاز على أجزاء متحركة وبالتالي يعمل بصمت. وبالتالي ، تستفيد الغواصات بشكل كبير من نظام الدفع الخفي الذي يسمح لها بالبقاء مخفية عن الحيوانات المفترسة وتحسين المراقبة وجمع المعلومات عن طريق إزالة التداخل الصوتي من بيانات السونار.
هناك سببان لعدم استخدام هذه التكنولوجيا في الغواصات لأكثر من 60 عامًا ، باستثناء عدد قليل من قوارب الاختبار.
أولاً ، يجب أن تكون الملفات الكهرومغناطيسية المستخدمة فيها قوية للغاية ، ومن الصعب صنع ملفات خفيفة بدرجة كافية وفعالة بدرجة كافية ليتم تثبيتها في الغواصة.
ثانيًا ، يجب أن تتحمل الأقطاب الكهربائية التآكل الشديد بسبب التآكل والتحلل المائي والتآكل الناجم عن التفاعل بين المجالات المغناطيسية والتيار الكهربائي والمياه المالحة.
في السنوات الأخيرة ، تم إحراز تقدم كبير في تطوير المغناطيس. ومع ذلك ، لا يزال هناك مجال للتحسين في العثور على المواد المناسبة لإنشاء مثل هذا القطب.
لمعالجة هذه المشكلة ، أطلقت DARPA برنامجًا مدته 42 شهرًا يسمى “مبادئ المضخات المغنطيسية الهيدروديناميكية تحت الماء” (PUMP) ، والتي تستخدم عدة طرق لتطوير جهاز MHD عسكري عملي.
قالت سوزان سويتينبانك ، مديرة برنامج PUMP في مكتب علوم الدفاع التابع لـ DARPA: “كان أفضل أداء تم إثباته على الإطلاق في نظام دفع مغناطيسي هيدروديناميكي في عام 1992 على سفينة بطول 30 مترًا تسمى Yamato-1 ، والتي استخدمت ما يعادل المجال المغناطيسي. قوة تصل إلى ما يقرب من 4 تسلا حققت سرعة 6.6 عقدة بكفاءة تبلغ حوالي 30٪.
في السنوات القليلة الماضية ، حققت صناعة الاندماج التجاري تقدمًا في مغناطيسات أكسيد الباريوم والنحاس (REBCO) النادرة التي أظهرت مجالات مغناطيسية واسعة النطاق تصل إلى 20 تسلا ، وهو تقدم يمكن أن يحقق كفاءة بنسبة 90 في المائة في إنشاء يجب البحث عن جهاز مغناطيسي هيدروديناميكي مفيد.
وتابع: الآن بعد أن تم الوصول إلى حدود إنتاج المجال المغناطيسي القوي ، يعتزم برنامج PUMP إحراز تقدم كبير في حل تحدي مواد الإلكترود.
المشكلة هي أن فقاعات الغاز تتشكل على أسطح الأقطاب الكهربائية ، مما يقلل من فعاليتها ويتلفها إذا غاصت فيها.
يمكن لنماذج الكمبيوتر ضبط القوى الهيدروديناميكية والكهروكيميائية والمغناطيسية لتقليل الضرر وزيادة الكفاءة.
يقول Sweetenbank: “نأمل في استخدام رؤى لطلاءات المواد الجديدة من صناعات خلايا الوقود والبطاريات لأنها تتعامل مع نفس مشكلة توليد الفقاعات”.
واختتم بالقول: “نحن نبحث عن الخبرة في جميع المجالات لتشكيل فرق من شأنها أن تساعدنا في نهاية المطاف على بناء محرك مغناطيسي هيدروديناميكي على نطاق عسكري.”
5858
.