Radziecki okręt “Czerwony Październik” był wyposażony w jednostkę fikcyjną, ale bazującą na rzeczywistej technologii. Mowa o napędzie magnetohydrodynamicznym (MHD), który powstał w latach 60. ubiegłego wieku i bazował na dość prostym mechanizmie, choć wymagającym obecności nadprzewodników.
Czytaj też: Twój pickup tego nie potrafi. Ten pojazd przetrwa spotkanie z miną
W napędzie MHD płyn (np. woda) otrzymuje ładunek elektryczny, a następnie jest przyspieszany przez pole elektromagnetyczne, generując ciąg. Zasadniczo napęd MHD składa się z wydrążonej rury z elektrodami na jednym końcu i cewkami magnetycznymi wokół niej. Takie rozwiązanie jest ciche i eliminuje konieczność stosowania elementów mechanicznych (śruby, wału napędowego, przekładni, itd.) – wydaje się wręcz stworzone do operacji specjalnych. DARPA ma takie samo zdanie i uruchamia specjalny program badawczy.
DARPA rusza z ambitnym programem badawczym
Napęd MHD pozwoliłby okrętom podwodnym pozostać w ukryciu przez długi czas. Jeżeli jednak ta technologia jest tak cenna, dlaczego nie była używana przez ponad 60 lat, z wyjątkiem kilku eksperymentalnych jednostek? Wynika to z dwóch kwestii. Po pierwsze, cewki elektromagnetyczne muszą być niezwykle mocne, a stworzenie takich, które są wystarczająco lekkie i wydajne, aby można je było zainstalować w okręcie podwodnym, nie jest łatwe. Po drugie, elektrody muszą być odporne na duże zużycie z powodu korozji, hydrolizy i erozji spowodowanej interakcją pól magnetycznych, prądu elektrycznego oraz słonej wody.
Czytaj też: DARPA ma pomysł, gdzie wysyłać kolejne satelity. Ale najpierw trzeba posprzątać
W ostatnich latach poczyniono duże postępy w pracach nad magnesami, efektem czego jest zainicjowany przez DARPA 42-miesięczny program Principles of Undersea Magnetohydrodynamic Pumps (PUMP), który rozważy różne podejścia do stworzenia praktycznego wojskowego napędu MHD.
Susan Swithenbank, kierownik programu PUMP z ramienia DARPA, mówi:
Najlepszą wydajność napędu MHD do tej pory wykazano w 1992 roku na Yamato-1, 30-metrowym statku, który osiągnął prędkość 6,6 węzła przy wydajności około 30 proc. przy natężeniu pola magnetycznego około 4 Tesli. W ciągu ostatnich kilku lat komercyjny przemysł fuzji jądrowej poczynił postępy w zakresie magnesów z tlenku miedzi baru ziem rzadkich (REBCO), które wykazały pola magnetyczne na dużą skalę o natężeniu nawet 20 Tesli, które potencjalnie mogłyby zapewnić 90-procentową sprawność w napędzie MHD, co jest warte kontynuowania. Teraz, gdy szklany sufit w generowaniu wysokiego pola magnetycznego został przełamany, PUMP ma na celu osiągnięcie przełomu w celu rozwiązania wyzwania związanego z materiałami elektrodowymi.
Głównym problemem interakcji prądu elektrycznego, pola magnetycznego i słonej wody jest tworzenie się pęcherzyków gazu na powierzchniach elektrod. Projekt PUMP zajmie się różnymi podejściami do ograniczania skutków hydrolizy i erozji. Program umożliwi także modelowanie interakcji między polem magnetycznym, reakcjami hydrodynamicznymi i elektrochemicznymi, które zachodzą w różnych skalach czasowych.