Aplicaciones de la supercavitación
Ya en la década de 1970, la antigua Armada soviética desarrolló el torpedo supercavitante "Storm" propulsado por cohete, con una velocidad de 370 km/h (unos 200 nudos). . Las burbujas generadas a velocidades ultrarrápidas guían los gases de escape del motor torpedo hacia adelante y los liberan. También se informa que Estados Unidos también ha lanzado un plan integral para desarrollar armas de supercavitación; Francia siempre ha tenido un gran interés en la tecnología de supercavitación, compró varios torpedos "Snowstorm" de Rusia para su evaluación y está implementando "operaciones coordinadas de cavitación". Plan para llevar a cabo un experimento con una bomba supercavitante antiminas aerotransportada. Alemania cooperó con el Departamento de Investigación Naval de los EE. UU. para llevar a cabo un proyecto conjunto sobre el diseño de un nuevo generador de cavitación y el modelado de un sistema de guiado de torpedos, y también completó un proyecto supercavitante. Prototipo de torpedo, a punto de ser probado.
El torpedo ruso propulsado por cohetes Buran es mundialmente famoso y es un arma supercavitante conocida. Después de más de 10 años de investigación y desarrollo secretos, la antigua Armada soviética equipó a sus tropas en 1997. El torpedo "Buran" fue desarrollado por el Instituto Ucraniano de Hidrodinámica y mide 8,23 metros de largo y pesa 2.697 kilogramos. Su carcasa se estrecha desde la cola hasta la cabeza, que alberga la ojiva. En el centro de la cola hay una tobera de motor de cohete sólido de gran diámetro, rodeada por 8 pequeños cohetes de arranque cilíndricos, que aceleran el "Blizzard" a velocidad de supercavitación, y luego el motor principal comienza a funcionar. También hay un carrete de alambre guía al final. A medida que el torpedo viaja por el agua, libera cables que se utilizan para controlar el movimiento del torpedo y la detonación de la ojiva.
La BLU-82, conocida como el "Rey de las Bombas", o la Moab, conocida como la "Madre de las Bombas", y otras bombas de penetración terrestre, utilizan cuerpos de misiles aerodinámicos, que parecen de madera. tablas cuando penetran el suelo en los clavos. La última nueva "súper" bomba de penetración terrestre desarrollada por los Estados Unidos utiliza tecnología de supercavitación y su profundidad de penetración será más de 9 veces mayor que la de la bomba de penetración terrestre GBU-28.
Carcasa:
El proyectil de artillería supercavitante es un arma transportada por helicóptero que se puede adquirir y que se puede utilizar para destruir minas superficiales y cercanas a la superficie. Disparado desde un cañón de disparo rápido modificado, el proyectil de punta plana está diseñado para una navegación fluida en el aire y el agua con capacidades avanzadas de orientación. La Marina de los EE. UU. está considerando desplegar un sistema aleatorio de armas de corto alcance en las cubiertas de los barcos de superficie para destruir los mortíferos torpedos que apuntan a la estela. El siguiente paso en la tecnología de proyectiles supercavitantes será el desarrollo de un sistema de artillería totalmente submarino que utilice municiones submarinas adaptativas de alta velocidad (AHSUM). El sistema está equipado en el casco submarino de un submarino, barco de superficie o dispositivo de contramedidas de minas remolcado y tiene una torreta aerodinámica y un comando de sonar. Al igual que el sistema de armas de fuego rápido de corto alcance "Phalanx" de la Marina de los EE. UU., dirigido por radar, protege a los barcos de superficie de los ataques con misiles antibuque, un HSUM puede construir una línea de defensa submarina para los barcos.
Barcos estadounidenses:
Barco de supercavitación estadounidense "Ghost"
No hace mucho, la compañía estadounidense Juliet Ship Systems publicó oficialmente un documento emitido previamente por la Marina de los EE. UU. Oficina de Patentes. Se dio a conocer el barco secreto "Ghost" y se publicaron fotografías del "Ghost". Este es el primer barco del mundo que utiliza el principio de supercavitación para ser divulgado al público. Tiene la forma de un murciélago gigante. La parte delantera del casco consta de varias piezas de cristal de cabina y paneles plegables. Hay un "gran pico de pato" ligeramente inclinado en la proa y los guardabarros plegables a ambos lados se insertan diagonalmente en el mar.
El diseñador de Juliet Ship Systems Company dijo que el barco utiliza tecnología de supercavitación y puede navegar a gran velocidad en el agua: la velocidad máxima puede alcanzar los 97 kilómetros por hora. Tiene un rendimiento sigiloso de ondas de radar y puede transportar. torpedos. El sonado anuncio de "Ghost" por parte de Estados Unidos ha vuelto a atraer la atención de la gente sobre las armas fabricadas con tecnología de supercavitación.
El submarino experimental estadounidense "Underwater Express"
El "Phantom" anunciado por Juliet Marine Systems combina hábilmente en su diseño las características relevantes de aviones y barcos, convirtiéndolo en una cavidad de aire. Se forma entre la superficie del barco y el agua, lo que hace que la resistencia a la fricción del barco sea 900 veces menor cuando navega que en el agua. La tecnología "fantasma" se puede utilizar ampliamente en vehículos tripulados/no tripulados, de superficie/submarinos. En comparación con los barcos convencionales, tiene ventajas incomparables en cuanto a rápida maniobrabilidad y sigilo. Si se pone en uso, puede reducir en gran medida la demanda de la Armada de buques de combate en alta mar y liberar una gran cantidad de recursos de destructores y cruceros.
Submarinos franceses y alemanes:
Francia y Alemania, que cuentan con tecnología avanzada de fabricación de submarinos, están desarrollando un nuevo tipo de submarino que utilizará la potencia de un "fluido magnético de chorro de agua" para moverse. El ruido de la hélice del submarino se reduce a cero y es indetectable por el sonar. Los propulsores de fluido magnético provocarán una revolución antisubmarina.
El llamado "propulsor de fluido magnético" consiste en establecer un campo magnético en un canal que discurre a través de agua de mar. Este campo magnético puede generar fuerza electromagnética sobre el agua de mar conductora, provocando que se mueva dentro del canal. Si la dirección del movimiento es hacia la popa del barco, la fuerza de reacción empujará al barco hacia adelante.
Según cálculos teóricos, un nuevo submarino equipado con una hélice de fluido magnético puede alcanzar una velocidad de 150 nudos, lo que es imposible para cualquier hélice giratoria mecánica. La mayoría de los torpedos en servicio perderían su efecto. El submarino ruso clase Priest tiene la velocidad submarina más rápida de 44 nudos, y el submarino estadounidense Poseidon tiene la velocidad de superficie más rápida de 27 nudos. La velocidad de los torpedos ordinarios es de 40 a 60 mph (34 a 52 nudos), que es más que suficiente para enfrentarlos, pero muy por detrás de los 150 nudos de los nuevos submarinos.
Solo los torpedos que utilizan tecnología de supercavitación pueden hacer frente a este último submarino propulsado por agua fluida magnética. Sólo Rusia está equipada con el torpedo supercavitante Torpedo. El último Gale II tiene una velocidad de 450 millas por hora (391 nudos) y un alcance de 96 kilómetros.
El 2 de abril de 2006, cuando Irán realizó un ejercicio militar a gran escala en el Golfo Pérsico, lanzó un torpedo de alta velocidad llamado "Whale" ("Hout" en persa). El torpedo fue lanzado desde un barco de superficie y logró hundir un barco objetivo a una velocidad extremadamente rápida (100 m/s) después de entrar al agua. A juzgar por la forma, la velocidad, la llama de la cola y la trayectoria de la burbuja del torpedo, también se utiliza la tecnología de supercavitación. El aumento masivo ha compensado hasta cierto punto la falta de dragones luchadores.
Submarino Chino:
A principios de los años 1990, el Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Academia de Ciencias de China y el Instituto de Investigación de Construcción Naval de China implementaron un proyecto llamado "Pez Espada" (Proyecto 99) Su esencia es la Investigación sobre la aplicación de la tecnología superconductora en buques de guerra. Pasaron más de diez años desde el comienzo del desarrollo hasta la depuración exitosa actual.
1. Apariencia: Al principio, el modelo de túnel de viento del nuevo barco se basó en el barco ruso clase K ("Kilo" 877-636), el submarino nuclear estadounidense clase "Virginia". y el submarino nuclear francés "Ruby". Pero bajo la central eléctrica anterior, estas formas eran conocidas como los mejores diseños en forma de lágrima del mundo. En experimentos en túneles de viento impulsados por fluido magnético superconductor, la proa roma del barco formará una barrera de agua similar a una barrera de sonido con el agua de mar cuando viaja a alta velocidad, lo que afecta en gran medida la velocidad. Como resultado, surgió la apariencia en forma de pez que encarna la sabiduría y el poder de los diseñadores chinos y pasó la prueba del túnel de viento casi a la perfección. Hay un par de elevadores en la nariz y la cola. En uso, el primer ascensor se utiliza principalmente para generar sustentación positiva y negativa para cambiar o estabilizar la profundidad de navegación. El elevador de cola se utiliza para producir cabeceo o mantener un ángulo de cabeceo existente. Se utiliza acero plástico de alta resistencia en ambos lados, brazolas y carcasa interior del timón. Su capacidad de carga es más de tres veces mayor que la del acero submarino, y su profundidad de inmersión más profunda puede alcanzar los 800-1000 metros. El casco está cubierto con una "piel" elástica hecha de un material especial llamado "piel anecoica" que hace que el casco apenas refleje las ondas del sonar.
2. Energía: La "propulsión de fluido magnético superconductor" es un tema muy complejo y consta de varias partes: a. Cabina de batería: como fuente de energía de respaldo, el propulsor de fluido magnético aún debe estar equipado con una determinada. número de La batería está ubicada cerca del espacio inferior del módulo de comando central del barco. b. Cabina del reactor nuclear: requiere gran potencia de salida, buen rendimiento silencioso y larga duración. Los reactores termoiónicos pueden convertir energía eléctrica y simplificar la estructura de la cabina. Los reactores termoiónicos no producen altas temperaturas ni altas presiones, lo que ahorra materiales y energía. c. Sala de generadores: Esta sala de máquinas se encuentra detrás de la sala del reactor nuclear. Se instalan dos generadores principales para alimentar los propulsores de fluido magnético y dos generadores auxiliares para alimentar el equipo y la iluminación; hay un silenciador en la parte trasera de la sala de máquinas y hay tanques de combustible y lubricante, bombas de agua de mar de refrigeración y agua de lastre; tanques debajo de la cubierta. d. Cabina de control y cabina del propulsor de fluido magnético: La cabina de control está equipada principalmente con un dispositivo de refrigeración de helio líquido, un dispositivo de control directo o de respaldo del propulsor, un panel de instrumentos de medición, un gabinete, etc. En la cabina del propulsor de fluido magnético, se instala un conjunto de propulsores de fluido magnético superconductores en espiral de CC de seis anillos. Los extremos delantero y trasero del canal de fluido magnético están equipados respectivamente con tubos guía de succión de agua de mar y tubos guía de descarga de agua de mar. Los tubos de succión tienen forma ovalada y están "cortados" en el casco, y la salida de la boquilla pasa a través del casco. Su principio de funcionamiento es: bajo la acción de una fuerte fuerza electromagnética, el agua de mar gira y retrocede a alta velocidad, y luego se convierte en un flujo de agua paralelo a través del deflector de salida, y luego se rocía hacia la popa del barco a través de la boquilla, empujando al submarino hacia adelante. . Dado que los seis propulsores de fluido magnético en espiral son independientes entre sí, al cambiar el empuje de algunos de ellos a voluntad, puede cambiar el estado de navegación del submarino y lograr acciones como girar a la izquierda, girar a la derecha, flotar y hundirse.
3. Velocidad: el nuevo submarino tiene un mejor rendimiento energético debido a su principio de propulsión único y su alta tasa de utilización de energía.
Según cálculos teóricos, la velocidad de los submarinos superconductores de ultra alta velocidad puede alcanzar más de 150 nudos. Sin embargo, debido al dominio preliminar de la tecnología, la velocidad de inmersión de Luo Shen es de 60 nudos en condiciones normales del mar. Sin embargo, a medida que el barco esté finalizado, la tecnología superconductora de alta velocidad madurará a través de aplicaciones prácticas, y se espera que su velocidad máxima alcance los 70 nudos en los próximos tres años.
4. Armas a bordo: cuando el proyecto 99 se finalizó gradualmente, el plan de torpedos impulsado por la miniaturización superconductora de alta velocidad también estaba maduro, debido a los problemas técnicos encontrados en el proceso de superconducción de alta velocidad. miniaturización. Como resultado, el tamaño final del barco de Long Bo fue mucho mayor de lo esperado. Por lo tanto, cada "Luoshen" sólo puede transportar hasta dos torpedos "Dragon Strike" (lanzados de forma similar a un submarino). Sin embargo, esto no afectó el coeficiente de potencia de fuego de Luo Shen. Porque la reducción del tamaño del sistema de energía ha reducido el número de municiones convencionales que lleva el submarino