به گفته محققان، بررسی ها نشان داده است این زیردریایی مافوق صوت می تواند فاصله شانگهای تا سانفرانسیسکو را ـ که حدود 9650 کیلومتر است ـ در مدت زمانی کمتر از صد دقیقه طی کند. بنابراین با یک حساب ساده می توان گفت این زیردریایی قادر است با سرعتی بیش از 5000 کیلومتر در ساعت، اقیانوس ها را به لرزه درآورد. اگرچه ممکن است شنیدن این خبر بسیار شگفت انگیز باشد، اما در حقیقت چینی ها این فناوری را بر مبنای فناوری هایی که مهندسان شوروی سابق در جریان جنگ سرد در دهه 60 میلادی توسعه داده بودند، بنا نهاده اند. حرکت سریع یک جسم در آب در مقایسه با شرایطی که بخواهید این جسم را در هوا به حرکت درآورید به مراتب بسیار دشوارتر است. این محدودیت ناشی از افزایش کشش سطحی در برخورد با آب است که به شکل ساده، مقاومت آب نامیده می شود. گذشته از بحث پیچیدگی های دینامیک سیالات، آب اساسا در مقایسه با هوا غلیظ تر است و چسبندگی بیشتری دارد؛ بنابراین وقتی جسمی در آب حرکت می کند برای پیشروی در مسیر حرکت به انرژی بیشتری نیاز دارد. وقتی در آب شنا می کنید، می توانید افزایش کشش سطحی آب در تماس با بدنتان را بخوبی احساس کنید. برای این آزمایش کافی است یک دستتان را بالای سرتان نگه دارید و آن را رها کنید تا در آب غوطه ور شود.

الهام از زیر دریایی های سوپرکاویتاسیون

زیردریایی ها مانند خودرو های کوچک مجهز به موتور که در نهایت برای غلبه بر مقاومت ناشی از نیروی باد باید از توانایی موتور کمک بگیرند، جهت افزایش سرعت حرکت در آب به نیروی زیادی نیاز دارند. به همین دلیل حتی در دنیای امروز که بشر به پیشرفت های چشمگیری در زمینه ساخت زیردریایی ها و اژدرها دست یافته است، هنوز زیر دریایی ای ساخته نشده که بتواند با سرعتی بیشتر از 74 کیلومتر در ساعت حرکت کند. البته دستیابی به فناوری ساخت زیردریایی هایی که بتوانند با سرعتی بیشتر از این حرکت کنند امکان پذیر است، اما برای رسیدن به این هدف باید نیروی زیادی برای پیش رانش آن تامین شود که بتواند با چنین قدرتی در مسیر بتازد. این در حالی است که تامین نیرو برای حرکت زیردریایی ها یا اژدرها با توجه به دسترسی آنها به مقدار سوخت محدود، با مشکلات و محدودیت های زیادی همراه است.

محققان چینی در ساخت زیردریایی از فناوری سوپر کاویتاسیون (Supercavitation) بهره برده اند که براساس آن زیردریایی داخل حباب های آب قرار می گیرد تا نیروهایی که مانع حرکت اجسام در سیالات می شود به حداقل برسد. به این ترتیب اژدر سوپرکاویتاسیون طراحی شده از سوی شوروی سابق ـ که Shkval نام داشت ـ می توانست سریع تر از هر اژدر دیگری با سرعتی معادل 370 کیلومتر در ساعت حرکت کند. در حقیقت ارتش شوروی نیز با همین هدف یعنی افزایش سرعت حرکت اژدرها این فناوری را طراحی کرده بود. این فناوری بر ایجاد حباب های گاز در اطراف جسم مبتنی است. دماغه این اژدر، مخروطی شکل طراحی شده بود. این ساختار در ایجاد پوشش سوپر کاویتاسیون اطراف بدنه اژدر نقش مهمی داشت و این امکان را فراهم می کند که اژدر بتواند با سرعت 370 کیلومتر در ساعت حرکت کند. در آن زمان سرعت این اژدر در مقایسه با اژدرهایی که توسط آمریکایی ها طراحی شده بود، بسیار سریع تر بود.

از دیگر کشورهایی که به سلاح های نظامی مبتنی بر فناوری سوپرکاویتاسیون مجهز هستند، می توان به ایران اشاره کرد که به نظر می رسد از مهندسی معکوس فناوری Shkval روس ها استفاده کرده باشد. در آلمان نیز براساس این فناوری زیردریایی هایی طراحی شده است. آمریکا از دیگر کشورهایی است که در زمینه ساخت اژدرهای جدیدی براساس این فناوری تحقیق می کند. اگرچه هنوز در این زمینه اطلاعات زیادی وجود ندارد که دیگر کشورها بخواهند براساس این اطلاعات کارهای جدی انجام دهند.

دور دنیا در نصف روز

ویژگی متمایز اقدام جدید چینی ها این است که برخلاف روش های قبلی که لازم بود برای استفاده از حباب ها به منظور کاهش مقاومت ایجاد شده در مسیر حرکت سرعت حرکت زیردریایی یا اژدر به 96 کیلومتر در ساعت برسد، در روش طراحی شده از سوی موسسه فناوری هاربین از مایع غشایی خاصی استفاده می شود که می تواند اصطکاک موجود در مسیر حرکت را در سرعت های پایین کاهش دهد. این مایع مداوم روی جسم پاشیده می شود تا همچنان که در تماس با آب از بین می رود ماده جدید جایگزین شود. وقتی سرعت زیردریایی یا اژدر افزایش پیدا می کند در مرحله بعدی از همان فناوری مشابه قبلی که بر ایجاد پوششی از حباب های گاز در اطراف جسم در حال حرکت مبتنی است، برای غلبه بر اصطکاک یا دستیابی به سوپرکاویتاسیون استفاده می شود. هنوز اطلاعات دقیق تری از طرح چینی ها ارائه نشده است و به نظر می رسد با توجه به ماهیت نظامی این زیردریایی، نباید انتظار اطلاعات دقیق داشت. از نظر تئوری، سوپر کاویتاسیون می تواند رسیدن به سرعت صوت را در زیر آب تضمین کند. با این سرعت می توان در نصف روز، دور دنیا را یک بار چرخ زد.

اما رسیدن به این هدف در عمل دشوار است. برای این که بتوان یک کشتی سوپر کاویتاسیون را با استفاده از روش های متعارف و معمول که بدون تماس با آب کار نمی کند به حرکت درآورد با محدودیت های بسیاری مواجه هستیم. طراحی و توسعه موتوری که بتواند زیرآب و با سرعت زیاد مسافتی طولانی را طی کند، بسیار دشوار است و امکان استفاده از موتور جت نیز زیر آب وجود ندارد. به طور کلی موشک ها فقط برای چند دقیقه سوخت کافی در اختیار دارند، نه برای چند ساعت. ممکن است انرژی هسته ای گزینه مناسبی برای تامین نیروی لازم برای حرکت زیردریایی های مافوق صوت باشد که البته این فقط یک حدس است و اطلاعاتی در این زمینه داده نشده است.

از زیردریایی تا لباس شنای اختصاصی

به گفته لی فنگ چن، از محققان موسسه هاربین، استفاده از این فناوری فقط به نظامیان محدود نمی شود. اگرچه زیردریایی ها و اژدرهای مافوق صوت در اولویت مهم ترین کاربردهای این فناوری قرار می گیرد، اما از مشابه این فناوری می توان در بهبود سیستم های حمل و نقل شهری بهره گرفت. همچنین این فناوری می تواند در ساخت لباس های شنا با قابلیت افزایش سرعت شناگران نیز کاربرد داشته باشد. اگر یک لباس شنا بتواند حباب های ریز هوا را اطراف خود نگه دارد، می تواند با توانایی بیشتری بر کشش سطحی آب غلبه کند و به این ترتیب شنا کردن در آب می تواند احساسی شبیه پرواز در هوا را برای شناگر ایجاد کند. پیش بینی این که چنین فناوری ای چه زمانی می تواند در دنیای واقعی و به دور از دنیای تئوری کاربرد داشته باشد مانند بسیاری از دیگر فناوری های پیشرفته بسادگی امکان پذیر نخواهد بود.

منبع : واشنگتن پست / مترجم: فرانک فراهانی جم