Když se v dějovém roce 1984 americké námořnictvo honí za fiktivní ponorkou „Rudý říjen,“ které velí Sean Connnery, všechno se točí kolem tajuplného „housenkového pohonu“ (Caterpillar drive), který nelze detekovat pomocí pasivního sonaru. Ponorka s takovým pohonem by byla pro dnes používané technologie jen velmi obtížně viditelná.
Connery ve filmu z roku 1990 nakonec zakotví s Rudým říjnem na řece Penobscot ve státě Maine a svět je zachráněn, přinejmenším pro tentokrát. Stín housenkového pohonu ale nezmizel. Ve skutečnosti byl založen na sice exotické, ale jinak velmi reálné technologii magnetohydrodynamického pohonu.
Inženýři se tento pohon zajímají už od konce 50tých let. Jeho princip je vlastně velmi jednoduchý. V tomto pohonu se nejprve elektricky nabije nějaká kapalina, typicky voda, a pak se urychluje v elektromagnetickém poli. Magnetohydrodynamický pohon typicky tvoří trubice s elektrodami na jednom konci, obklopená elektromagnetickými cívkami.
Tahle technologie nemá žádné pohyblivé části. Žádné hřídele, ozubená kola, lodní šrouby, turbíny či výtrysky, prostě nic. Proto vytváří jenom nepatrné zvuky, které lze snadno zaměnit se zvuky přírodního původu, jakých je oceán plný. Stealth pohon tohoto typu by byl pro ponorky nesmírně užitečný.
Nejen proto, že takovou ponorku je téměř nemožné vystopovat, ale i kvůli tomu, že její sonar a další zařízení nejsou rušené vlastním pohonem. Pro průzkumné mise je to neocenitelné.
Když je „housenkový pohon“ tak skvělý, proč už ho ponorky dávno nepoužívají? V cestě stojí dva zásadní technologické problémy. Elektromagnetické cívky takového pohonu musejí být extrémně výkonné – a zároveň dost malé a lehké na to, aby se vešly na ponorku. A za druhé, elektrody musejí vydržet vpravdě ďábelské podmínky prostředí, včetně trvalého působení mořské vody, silných magnetických polí a elektrického proudu.
Od sepsání příběhu Rudého říjnu Tomem Clancym se dostupné technologie velmi zlepšily, ale stále to ještě není ono. Americká agentura pro plnění snů na počkání DARPA se s tím rozhodla něco udělat. Spustili tříletý program s výmluvným názvem Principles of Undersea Magnetohydrodynamic Pumps, čili PUMP, jehož cílem je vytvořit prakticky použitelný pohon pro ponorky.
Podle manažerky programu PUMP Susan Swithenbankové už v podstatě není nutné moc řešit magnety. Nové magnety ze vzácných zemin typu REBCO (Rare-Earth Barium Copper Oxide) vytvářejí magnetická pole s indukcí 20 tesla a slibují magnetohydrodynamický pohon s 90procentní účinností. Program PUMP se proto soustředí na průlom v materiálech pro elektrody zmíněného pohonu. Hlavní překážkou je tvorba nežádoucích bublin na povrchu elektrod. Podle Swithenbankové to bude chtít vhled z magnetických polí, hydrodynamiky a elektrochemie, plus hodně počítačového modelování. Jakmile budou vhodné elektrody, je „housenkový pohon“ na dohled.
Video: Magnetohydrodynamic (MHD) Propulsion - What Is It?
Literatura
Čínský kvantový detektor ponorek může uzavřít Jihočínské moře
Autor: Stanislav Mihulka (30.08.2017)
Americká armáda vyvíjí GM mikroby pro detekci ponorek
Autor: Stanislav Mihulka (04.12.2018)
Kvůli pokrokům v detekci se ponorky mohou stát zbytečnými
Autor: Stanislav Mihulka (16.03.2023)
Diskuze:
Kavitace
Pavel Pelc,2023-06-12 16:43:23
V některým ze starších článků zde na Oslu lze najít informaci, že i když máte pohon bez pohyblivých součástí, prozradí se ponorka kavitací.
Deja vu
Radoslav Pořízek,2023-06-11 20:00:39
Mne pride, ze som o hydrodynamickom pohone pocul uz velmi davno, nie je to ziadna novinka.
Co by znamenalo, ze sa tuto technologiu za desiatky rokov nepodarilo posunut do fungujuceho stavu, a teda sa to s vlekou pravdepodobnostou nepodari ani teraz.
Re: Deja vu
Radoslav Pořízek,2023-06-11 20:02:32
Celkom by ma zaujimalo, ako daleko je technologia gravitacneho "videnia" ponorky - ak to teda nie je utajene...
Detekce
Jirka Naxera,2023-06-09 18:48:19
Zrovna pred relativne nedavnem (v souvislosti s Ukrajinsou valkou) jsem nekde cetl o detekci ruske ponorky na zaklade zmeny geomagnetickeho pole, proste tim, ze se pod vodou pohybuje velky kus neceho feromagnetickeho.
Nebude nakonec vetsi problem tady nez u hlucnosti motoru?
Re: Detekce
Vít Výmola,2023-06-09 19:32:56
Takto se detekovaly ponorky už za druhé světové války. Ale funguje to jenom na několik set metrů, možná i nějaký ten kilometr, zatímco hluková stopa se dá sledovat na stovky i tisíce kilometrů.
Re: Re: Detekce
Jirka Naxera,2023-06-09 19:51:05
No me na tom prave prekvapilo to, ze slo o celkem (uz asi ten prispevek bohuzel nedohledam, bylo to nekdy kolem zacatku valky :-( ) odhad na zaklade 2 mericich stanic vzdalenych stovky km, tusim jedna v Recku, druha v Turecku.
Ale opravdu jisty si nejsem nicim a ruku do ohne za to nedam.
Re: Re: Re: Detekce
Tomáš Černák,2023-06-09 23:14:42
zcela vyloučeno.
Stačí zapojit logiku a vyjde ti, že ten příběh je nereálný. Ponorka není nijak zásadně velká loď. Navíc i když je z oceli, je to nízkomagnetická ocel. Mezi Řeckem a Tureckem je nejen obrovská plocha, ale hlavně masivní provoz a to včetně megatankerů, které obsahují násobně více oceli a navíc obyčejné. Tyto lodě tak s přehledem vytvoří "bílý šum" v magnetickém poli země, že ponorku v tom šumu nelze realisticky detekovat.
MAD se ve skutečnosti nepoužívá jako přehledová detekce, ale jako cílená. Vyžaduje aby letadlo letělo ve výšce jen několika desítek metrů a ponorka nebyla hlouběji, nežli 100-200 metrů (ta druhá hodnota je už spíše jen hypotetická). Používá se tedy zejména k lovení rybek v pobřežních vodách, kde ponorka nemůže hluboko kvůli obecně nízké hloubce.
Re: Detekce
Pavel Procho,2023-06-09 22:48:15
Ten magnet bude odstíněný, jinak by se ponorka ani nepohnula. Nicméně taková detekce je možná, ale magnetické pole takových těles je malé. Magnetická pole klesají s třetí mocninou vzdálenosti. Letouny musí být nízko. Je to těžké zařízení s malým dosahem, letoun drahý, nad hladinou má velkou spotřebu. Pasivní bóje mají dlouhý dosah, pracují automaticky dlouhé roky. Případně lze shazovat dočasné bóje atd. Ponorky s tímto počítají a potápějí se mnohem hlouběji než za 2SV.
Silné a "pohyblivé" magnetické pole
František Kroupa,2023-06-09 15:54:08
Nebude to ponorku demaskovat?
Re: Silné a "pohyblivé" magnetické pole
Tomáš Černák,2023-06-09 16:33:47
Ne nezbytně nutně. Magnetické pole se dá velice dobře kontrolovat a stínit.
Spíše ta mizerná účinnost je problém. Ta je sotva 20% a teoretická do 50%. Je proto nutné mít nukleárně-elektrický pohon a ne nukleárně-parní, jak to má většina ponorek nyní.
Rusové na svých ponorkách mají vysouvací přídavné elektromotory se šrouby o výkonu pár stovek kW, které krmí z přidružených generátorů a případně i z baterií, když chtějí být extra tiší.
Američané nic takového nemají a jsou tak odkázáni na používání hlavního pohonu za všech okolností.
První logický krok by tak pro Američany byl přechod na jaderně-elektrický pohon, který pak mohou při tichém chodu krmit třebas z baterií.
Martin Zeithaml,2023-06-09 09:42:46
Dělají v té DARPĚ také nějací lidé co mají alespoň základní vzdělání? Pokud bude slanou vodou procházet el. proud, vždy dojde k elektrolýze i kdyby elektrody z bůh ví čeho.
Re:
Daniel Slovák,2023-06-09 13:59:12
Ale veď k to ide. Škodlivá slaná voda ktorá sa dostane do útrob motora sa rozloží a ejaký úžasný hyper-super hi-tech mechanizmus následne odstráni soľ z útrob, takže nebudú škodiť. To máte ako z prúdovým motorom. Všetky komponenty(ložiská,prevodovky) sa musia chladiť , avšak je problém čo s prepáleným olejom , a tak sa vymyslel hyper hi-tech systém-olejový filter. Zrejme niečo podobné chcú urobiť na tej ponorke.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
