Čínský projekt nadzvukové ponorky připomíná sci-fi

Přesto, že tento projekt nevypadá na první pohled příliš reálně, je nutno říci, že projektanti této ponorky vycházejí z reálně existujících přírodních zákonů a jevů - konkrétně využívají jevu tzv. superkavitace.

Podstatou superkavitace je dynamický proces, který vzniká jako následek rozrážení vody aerodynamickým tělesem, které se pohybuje vysokou rychlostí. Při tomto rozrážení se část vody mění v plyn – ve vodní páru. Další část plynu pak v praxi může vycházet z přední části ponorky, což proces superkavitace podstatně zesílí. Pohybující se těleso je pak obklopenou jakousi plynovou kapsou, a to celkem stabilně během celé cesty vysokou rychlostí.

Aerodynamický odpor vůči pohybu tělesa ve vodě je pak díky plynové mezivrstvě relativně velmi nízký. Rozhodně činí jen zlomek aerodynamického odporu u běžných konvenčních ponorek, které při svém pohybu vyvolávají v okolní vodě turbulentní proudění. V něm se totiž ztrácí velká část pohybové energie ponorky. Místo klasického šroubového pohonu by ovšem “superkavitační” ponorka musela mít speciální pohon raketový. Čínští vědci odhadli, že pak není vyloučeno, aby ponorka překonala rychlost zvuku ve vodě, která činí kolem 5300 kilometrů za hodinu.

Čínští vědci z Technologického institutu v Charbinu se nyní začali vážně zabývat tímto neobvyklým druhem podvodní dopravy. Superkavitační pohyb pod vodou má přitom již minimálně jeden praktický precedens. Je jím ruské torpédo typu VA-111 Škval, které díky superkavitačnímu efektu dosahuje pod vodou rychlosti až 370 kilometrů za hodinu čili zhruba 100 metrů za sekundu. Tato superkavitační torpéda má od roku 1990 ve své výzbroji armáda Ruské federace, přičemž je velmi pravděpodobné, že podobnými torpédy či experimentálními bezpilotními miniponorkami disponují i čínská, íránská, německá a americká armáda.

Samotný jev superkavitace byl přitom vědcům znám již od 40. let minulého století. Jeho praktická aplikace však naráží na problémy. Aby byl vůbec superkavitační jev nastartován a nezanikl, musí činit počáteční rychlost ponorky ve vodě nejméně 100 kilometrů za hodinu. Během superkavitačního režimu je pak prakticky nemožné podmořskou loď řídit pomocí obvyklých metod, tedy např. prostřednictvím kormidla. Případná kormidla by totiž nebyla uvnitř bubliny naplněné plynem v žádném styku s vodou. A pokud by styk vody s kormidlem ve vysoké rychlosti náhodou nastal, kormidlo by bylo proudem vody utrženo. Na cestě k vysokorychlostním ponorkám tohoto typu je navíc i mnoho dalších praktických problémů.

Ruské torpédo typu VA-111 Škval|foto: South China Morning Post

Profesor Li Fengchen však řekl čínskému deníku, že při kombinaci technologie tzv. vlastní kapalné membrány ponorky s jevem superkavitace bude možno překonat oba tyto závažné problémy, tedy jak hladce režim superkavitace nastartovat, superkavitace se pak objeví díky nižšímu tření o vodu už při rychlosti 75 kilometrů za hodinu, a také jak ponorku, řítící se pod vodou uvnitř vlastní superkavitační bubliny, efektivně řídit. Díky ponorkou vypouštěné kapalné membráně bude totiž možno operativně řídit velikost tření na přesně určených místech povrchu ponorky.

Autor článku Stephen Chen poznamenal, že ve světě na podobných problémech pracuje více týmů, je však těžké zjistit, v jakém stadiu vývoje se jejich projekty nacházejí. Důvodem tohoto utajení je zejména okolnost, že často jde o týmy, zapojené do vojenských výzkumných struktur a programů. Superkavitační technologie ale může být aplikována i v oblasti plaveckého sportu.

Zdroje: Phys.Org, South China Morning Post, Wikipedia - Supercavitation, Torpédo Škval, Popular Science, Time, ExtremeTech, International Business Times