Chiny przodują w superkawitacji

Chiny budują ponaddźwiękową łódź podwodną opartą na zjawisku superkawitacji 

Chiny Ludowe kontynuują zaawansowane badania w dziedzinie superkawitacji. Artykuł w South China Morning Post o trwających w Instytucie Technologii w Harbinie badaniach nad superkawitacją wzbudził szerokie zainteresowanie światowych mediów. Szczególną uwagę zwrócono na oświadczenie chińskich naukowców na temat możliwości stworzenia superszybkich okrętów podwodnych, potencjalnie zdolnych do osiągania pod wodą prędkość dźwięku. Trwające prace w dziedzinie superkawitacji świadczą o tym, że Chiny najwyraźniej nadal inwestują znaczne środki w stworzenie systemu broni z wykorzystaniem technologii opracowanych podczas prac nad radzieckimi torpedami „Szkwał”. Najnowsze doniesienia z 2014 roku mogą wywoływać wrażenie, że chińscy naukowcy pracują nad kolejnym fantastycznym projektem, który przyniesie konkretne rezultaty w najbliższej przyszłości, gdyż cele tego projektu są bardzo praktyczne. Nowa technologia dotychczas znana jest tylko z filmów fantastycznych i pogłoskach o UFO latających przez oceany, jednak pierwszy projekt łodzi podwodnej opisał 

Zjawisko superkawitacji - chińska łódź podwodna

Chiny nie są już tylko krajem z największą populacją świata, lecz mocarstwem, które rozwija się na potęgę i co chwilę pokazuje na co je stać. A stać je na wiele, chińska armia bowiem właśnie pochwaliła się, że pracuje nad technologią, która umożliwi budowę okrętów podwodnych poruszających się z prędkościami naddźwiękowymi. Takie łodzie mogłyby dosłownie "teleportować się" z baz znajdujących się na terytorium Chin do wybrzeży Stanów Zjednoczonych, przy np. San Francisco, w czasie krótszym niż 2 godziny. Chińczycy wspominają tu o niesamowitych prędkościach dochodzących do nawet 5800 km/h. W wodzie dźwięk porusza się prawie 5 razy szybciej niż w powietrzu, stąd na takiej łodzi podwodnej sonar także będzie działać. Nowoczesne atomowe okręty podwodne typu Virginia rozwijają prędkość do 25 węzłów, co odpowiada 46 km/h. Na więcej nie pozwalają oczywiście opory wody oraz napęd. Teraz wyobraźmy sobie, że w przyszłości maszyny te będą w stanie przekroczyć barierę dźwięku. 

Zjawisko prawie całkowitego wykluczenia kontaktu z wodą, które wykorzystują poduszkowce, można zastosować także pod wodą. Ruch w wodzie przy prędkości ponad 180 kilometrów na godzinę prowadzi do wytworzenia pęcherzyka kawitacyjnego, który w całości zabezpiecza poruszające się ciało przed kontaktem z wodą zmniejszając jej opór. Zjawisko to nazywane jest superkawitacją. Jeszcze w latach 90-tych XX wieku. Chiny zdobyły w Kazachstanie 40 radzieckich pocisków podwodnych WA-111 „Szkwał” wykorzystujących zjawisko superkawitacji i zdolnych do osiągania pod wodą prędkość 200 węzłów (około 370 km/h). W tym samym czasie prowadzono negocjacje ze stroną rosyjską w sprawie nabycia odpowiednich technologii. Rozpoczęto prace nad stworzeniem chińskiego odpowiednika „Szkwału”. Publikowane wcześniej po chińsku internetowe materiały wskazują na to, że nie później niż w 2006 roku Chinom udało się stworzyć własny analog podwodnego pocisku „Szkwał”, który ma lepsze wyniki w porównaniu z radzieckim oryginałem. Dane techniczne chińskiego systemu, który przeszedł przez wszystkie próby, były zadowalające, jego twórcom przyznano nagrody. 

W tym samym czasie informacje o masowej produkcji i przyjęciu danego systemu na zbrojenie nie są dostępne. Nie jest to zaskakujące. „Szkwał”, mimo jego unikalnych cech, miał dość wąską niszę taktyczną do wykorzystania. Podwodna rakietotorpeda, charakteryzująca się ogromną prędkością, była bardzo głośna i nie mogła być wyposażona w system naprowadzania. Strzał odbywał się w linii prostej, a zasięg był ograniczony. „Szkwał” na uzbrojeniu radzieckiej marynarki był wyposażony jedynie w głowice jądrowe i w rzeczywistości był „bronią ostatniej szansy” dla atomowych okrętów podwodnych, mającą zastosowanie wyłącznie w warunkach III wojny światowej. Rosyjska marynarka zdjęła ten system ze zbrojenia. Raczej nie nadaje się on także dla chińskiej marynarki wojennej, szczególnie że Chiny posiadają ograniczony arsenał jądrowy i nie rozwijają tego typu broni. Kolejnym krajem, który stworzył wzorcowy analog „Szkwału”, jest Iran, który prawdopodobnie ma zamiar wykorzystać tę broń do blokowania Cieśniny Ormuz. Trwające prace nad superkawitacją świadczą o tym, że Chiny Ludowe najwyraźniej nadal inwestują znaczne środki w tworzenie systemu, który wykorzystywałby technologie opracowane w „Szkwale”. Chińczycy najwyraźniej mają nadzieję, że ich podwodny pocisk będzie w stanie pokonać braki związane z ograniczonym zasięgiem i brakiem systemów naprowadzania. 

Rozwiązywanie tych trudnych problemów inżynieryjnych może doprowadzić do pojawienia się w chińskiej flocie, oprócz już znanych przeciwokrętowych rakiet balistycznych, jeszcze jednego rodzaju broni, który całkowicie zmieni zasady gry w wojnie na morzu. Przy tym przejmując zaawansowaną jak na swoje czasy radziecką technologię i nadal ją rozwijając Chiny prawdopodobnie zajęły czołową pozycję na świecie w tej dziedzinie. Badania nad superkawitacją prowadziła amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych DARPA, oprócz tego prace nad torpedą superkawitacyjną Barracuda prowadzono w Niemczech. Chiny Ludowe chcą opracować naddźwiękową łódź podwodną, wykorzystując zjawisko superkawitacji. Naukowcy z Harbin Institute of Technology powiadomili, że pracują nad okrętem podwodnym, który poruszałby się w wodzie z ogromną prędkością, wykorzystując omawiane zjawisko. Przyszła łódź superkawitacyjna mogłaby osiągnąć aż 5800 km/h. Jak zauważyły media, podróż taką maszyną od Szanghaju do San Francisco zajęłaby mniej niż dwie godziny. Inżynier Li stwierdził, że technologia rozwijana w jego zespole może w przyszłości posłużyć również nurkom. - Gdyby kombinezon był w stanie wytworzyć i utrzymać bąble gazowe w wodzie, wówczas znacząco zmniejszyłoby się tarcie, a pływanie pod wodą stałoby się równie bezproblemowe jak latanie w powietrzu - mówił. 

Aby opracować superkawitacyjny okręt, trzeba najpierw rozwiązać największe dwa problemy. Zanurzona maszyna musiałaby zostać uruchomiona przy prędkości 100 km/h aby wygenerować i utrzymać bąbel gazowy. Ponadto, sterowanie okrętem przy pomocy konwencjonalnych mechanizmów może okazać się niemożliwe. Jednak profesor Li Fengchen powiedział, że uczeni mogli znaleźć rozwiązanie. Powierzchnia okrętu może posiadać specjalną błonę, która na początku przy niskich prędkościach znacznie zmniejszyłaby opór wody. Osiągając prędkość 75 km/h lub większą, maszyna mogłaby wejść w stan superkawitacyjny. Wspomniana błona może również ułatwić sterowanie uzyskując różne poziomy tarcia w różnych częściach łodzi. Jednak Fengchen stwierdził że wciąż istnieje wiele innych problemów, które obecnie nie pozwalają na stworzenie superkawitacyjnej łodzi podwodnej. Chińscy inżynierowie zainspirowali się odkryciami radzieckimi z czasów zimnej wojny. Twierdzą oni jednak, że udało im się rozwiązać problem stałego utrzymywania bąbla gazowego oraz zaprojektowania jednostki podwodnej, która byłaby w stanie rozwijać wysoką prędkość i przy okazji pozostawać sterowną. 

Pomysł chińskich naukowców z Harbin umożliwi przejście do etapu, w którym do gry wkracza superkawitacja. Opiera się on na membranie zmniejszającej opór wody. Dzięki niej maszyna rozpędzi się ona do tego stopnia, że uwalniany na dziobie gaz utworzy wspomniany bąbel, a okręt napędzany przez silniki rakietowe pomknie z prędkością dźwięku. Sterowanie będzie sprowadzać się do zmiany grubości membrany, a więc manipulacji efektem tarcia. Zdaję sobie sprawę, że w każdym niemalże sformułowaniu brakuje ważnych szczegółów, jednak naukowcy nie mają zamiaru dzielić się swoimi pomysłami. Innymi słowy - wszystkie pozostałe informacje są tajne. Sterowanie i zmniejszanie oporów dzięki membranie jest kluczowe dla zjawiska superkawitacji w technice wojskowej. Chińczycy uprzedzają jednak, że to nie wystarczy, gdyż konieczne jest opracowanie silnika rakietowego, który da maszynie odpowiedni zasięg. 

Profesor Wang Guoyu z Laboratorium Mechaniki Płynów na Pekińskim Instytucie Technologii, który opracowuje podobny projekt, przyznał, że światowe środowisko naukowe od lat zmaga się z problemem skutecznego wdrożenia technologii superkawitacyjnej. - Ciężko kontrolować rozmiar bąbla gazowego, a jednostki są trudne w sterowaniu - wyjaśniał. Wang dodał, że postępy w podobnych konstrukcjach na całym świecie nie są także do końca znane, ponieważ z reguły pozostają sekretem wojskowych. - Główny bodziec wciąż pochodzi z armii, dlatego wiele rozwijanych projektów jest owianych tajemnicą - mówił profesor. 

-------------------------