Chiny chcą produkować naddźwiękowe okręty podwodne

Prace badawcze nad zastosowaniem zjawiska superkawitacji w budowie okrętów podwodnych są prowadzone przede wszystkim w instytucie uniwersytetu Harbin pod nadzorem profesora Lifeng Chena. Co ciekawe Harbin to wielomilionowe miasto w północno - wschodnich Chinach oddalone od morza i bardziej znane z zakładów lotniczych produkujących samoloty i śmigłowce niż ze stoczni.

Superkawitacja – pożądana czy niepożądana?

Zjawisko kawitacji może być zarówno szkodliwe jak i pożądane. Tworzące się w jego wyniku pęcherzyki powietrza wokół śrub napędzających jednostki pływające niszczą te śruby pogarszają ich skuteczność i zwiększają hałas. Jednak pęcherz powietrza utworzony w wyniku zjawiska superkawitacji w odpowiedni sposób wokół obiektu podwodnego pozwala na zwiększenie jego prędkości ponieważ zmniejsza tzw. opór lepkościowy (powstający w wyniku tarcia wody o ścianki boczne płynącego obiektu).

Tą prawidłowość wykorzystuje się między innymi podczas odpalania rakiet balistycznych z zanurzonych okrętów podwodnych oraz przy budowie superszybkich torped. Najbardziej znanym rozwiązaniem tego typu jest rosyjska torpeda WA-111 Szkwał – poruszająca się z prędkością ponad 200 węzłów. Udało się to osiągnąć po wytworzeniu pęcherza powietrza od dziobu pocisku aż po część tylną gdzie znajdują się wyloty silnika rakietowego. Nad podobnym uzbrojeniem pracowała również m.in. niemiecka firma DIEHL Defence w ramach programu Barracuda.

W obu przypadkach chodziło jednak o opływowy pocisk i prędkość maksymalnie do 460 km/h. Celem chińskich naukowców jest natomiast opracowanie technik pozwalających stworzyć wielką kulę gazu i utrzymać w niej okręt podwodny podczas ruchu z prędkością 5300 km/h.

Chińczycy są przy tym optymistami podkreślając, że prędkość dźwięku pod wodą jest teoretycznie osiągalna nawet w przypadku dużych obiektów. Wystarczy go tylko całkowicie otoczyć gazową „membraną” i przy odpowiednim napędzie będzie można dopłynąć z Szanghaju do Los Angeles w mniej niż dwie godziny. Przynajmniej teoretycznie.

Teoria i praktyka

Sami Chińczycy zdają sobie jednak sprawę, że by przejść od teorii do praktyki trzeba rozwiązać bardzo wiele problemów. Częściowo są one znane przede wszystkim dzięki rosyjskim pracom nad torpedą Szkwał i nad bardzo szybkimi okrętami podwodnymi (poruszającymi się z prędkością podwodną powyżej 40 w).

Przede wszystkim potrzebny będzie odpowiedni napęd nie tylko by stworzyć membranę powietrzną, ale przede wszystkim by rozpędzić obiekt podwodny do dużej prędkości pokonując opór czołowy. Napęd – prawdopodobnie rakietowy będzie potrzebował paliwa, które może być bardzo niebezpieczne: zarówno podczas przechowywania jak i użycia. To właśnie wybuch paliwa na torpedzie Szkwał wskazywany był jako najbardziej prawdopodobna przyczyna zatonięcia okrętu podwodnego „Kursk”.

Zapas tego paliwa to kolejny problem, ponieważ ważna jest również autonomia poruszającego się z hiperprędkością obiektu podwodnego. W przypadku torpedy Szkwał starcza ona w najnowszych wersjach tego uzbrojenia na przebycie maksymalnie 13 km (7 Mm).

Pokonanie oporu wody wymaga dodatkowo zastosowanie zupełnie nowego kształtu kadłuba. Ale wraz z jego wprowadzeniem automatycznie pojawi się problem utrzymania stateczności. Dodatkowo cały czas pojawia się obawa co będzie, jeżeli z jakiegoś powodu kawałek, lub cały okręt wyjdzie z pęcherza powietrznego narażając się na gwałtowne zetknięcie z wodą.

Ktoś już próbował

Czym to się może skończyć przekonali się Rosjanie budując superszybki okręt podwodny projektu 705 Lira (według NATO – Alfa). Okręt ten miał niespotkany, opływowy kształt, kadłub sztywny zrobiono ze stopów tytanu i napęd pozwalający na osiągnięcie prędkości podwodnej 44,7 w. Pomijając już to, że przy takiej prędkości hałas maszynowni przekraczał wszelkie normy, to jeszcze opór wody był tak duży, że zrywał wszelkie wystające elementy, odginał elementy kadłuba lekkiego – w tym przede wszystkim kiosku i nie pozwalał na zastosowanie trwałego pokrycia tłumiącego sygnały sonarów aktywnych. W przypadku chińskiego okrętu będzie to jednak wpływ pięćdziesięciokrotnie silniejszy co porównuje się do uderzenie samolotu o ziemię.

Specjaliści nie pozostawiają suchej nitki na chińskim projekcie. Pomijając już same problemy techniczne wskazują na trudność w utrzymaniu głębokości i kierunku, ryzyko kolizji z innymi obiektami podwodnymi (np. wielorybami), brak łączności z okrętem (fale radiowe są tłumione w wodzie a fale akustyczne nie „dogonią” okrętu).

Z drugiej strony eksperci wskazują, że jeżeli Chińczycy mieliby wydawać pieniądze na nowe bomby atomowe to lepiej niech je wydają na hiperszybkie okręty podwodne. Tutaj przynajmniej jest pewne, że im się nie uda.