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Aug 13, 2023

DARPA lanza un programa en busca del submarino silencioso "Octubre Rojo"

Tomando un punto de la trama de la película de suspenso de Sean Connery de 1990 The Hunt for Red

Tomando un punto de la trama de la película de suspenso de Sean Connery de 1990 The Hunt for Red October, DARPA está trabajando en un submarino súper silencioso que no tiene partes móviles y proporciona propulsión a través del agua usando imanes y electricidad.

En Octubre Rojo, el supersubmarino soviético titular estaba equipado con un motor sigiloso ficticio que se basaba en una tecnología muy real. Desde finales de la década de 1950, los ingenieros se han interesado en un concepto exótico llamado magnetohidrodinámica (MHD). Es un principio muy simple que produce un mecanismo de propulsión muy simple.

En una unidad MHD, un fluido, como el aire o el agua, recibe una carga eléctrica y luego es acelerado por un campo electromagnético, generando empuje. Básicamente, una unidad MHD consta de un tubo hueco con electrodos en un extremo y bobinas magnéticas a su alrededor. Dado que el dispositivo no tiene ejes, engranajes, hélices, turbinas o chorros, produce muy poco ruido e incluso la pequeña cantidad que genera se puede atribuir a fuentes naturales.

Tal unidad furtiva sería invaluable para la guerra submarina. No solo permitiría que los submarinos permanezcan ocultos para los cazadores, sino que también sería de gran ayuda en misiones de reconocimiento e inteligencia al eliminar la señal de audio que interfiere en el barco a medida que su sonar recopila datos.

La pregunta es, si esta tecnología es tan valiosa, ¿por qué no se ha utilizado durante más de 60 años excepto en un par de barcos de superficie experimentales? La respuesta es doble. En primer lugar, las bobinas electromagnéticas deben ser extremadamente potentes y no es fácil fabricar bobinas que sean lo suficientemente ligeras y eficientes para instalarlas en un submarino. La segunda es que los electrodos deben resistir mucho desgaste debido a la corrosión, hidrólisis y erosión causada por la interacción de los campos magnéticos, la corriente eléctrica y el agua salada.

En los últimos años, ha habido grandes avances en el desarrollo de imanes, pero todavía hay margen de mejora y encontrar los materiales adecuados para fabricar los electrodos sigue siendo un problema.

Para superar esto, DARPA ha establecido su programa Principios de bombas magnetohidrodinámicas submarinas (PUMP) de 42 meses que adoptará múltiples enfoques para resolver estos problemas para crear una unidad MHD militar práctica, aunque sin la presencia ceñuda del Sr. Connery.

"La mejor eficiencia demostrada en un impulso magnetohidrodinámico hasta la fecha fue en 1992 en el Yamato-1, una embarcación de 30 m (100 pies) que alcanzó los 6,6 nudos con una eficiencia de alrededor del 30 % usando una fuerza de campo magnético de aproximadamente 4 Tesla, ", dijo Susan Swithenbank, gerente del programa PUMP en la Oficina de Ciencias de la Defensa de DARPA. "En los últimos dos años, la industria de la fusión comercial ha hecho avances en los imanes de óxido de cobre y bario de tierras raras (REBCO) que han demostrado campos magnéticos a gran escala de hasta 20 teslas que podrían producir una eficiencia del 90 % en un impulso magnetohidrodinámico. que vale la pena seguir. Ahora que se ha roto el techo de cristal en la generación de campos magnéticos altos, PUMP tiene como objetivo lograr un gran avance para resolver el desafío de los materiales de los electrodos".

En el caso de los electrodos, un obstáculo importante es que tienden a formarse burbujas de gas sobre las superficies de los electrodos. Esto los aísla, reduciendo la eficiencia, y cuando las burbujas colapsan pueden dañar los electrodos como si hubieran sido golpeados repetidamente con martillos. Mediante el desarrollo de modelos informáticos que evalúen las interacciones del campo magnético, la hidrodinámica y las reacciones electroquímicas en diferentes escalas de tiempo y longitud, puede ser posible ajustar la hidrodinámica, la electroquímica y el magnetismo para disminuir el daño y aumentar la eficiencia.

"Esperamos aprovechar los conocimientos sobre revestimientos de materiales novedosos de las industrias de pilas de combustible y baterías, ya que se ocupan del mismo problema de generación de burbujas", dijo Swithenbank. "Estamos buscando experiencia en todos los campos para formar equipos que nos ayuden finalmente a realizar un impulso magnetohidrodinámico a escala militarmente relevante".

Fuente: DARPA