顛覆！哈工大開發出激光推進超高速靜音潛艇，速度堪比噴氣發動機
近日，哈爾濱工程大學的中國科學家們宣佈成功開發出了一種激光推進系統，有望開啓潛艇技術的新時代。這一顛覆性技術摒棄了傳統的推進軸和螺旋槳，轉而藉助先進的激光脈衝和纖細的光纖，生成與商用噴氣發動機相當的驚人推力。科學家們表示，這一技術有望在潛艇隱形推進等領域發揮廣泛的應用前景。令人驚歎的是，整個系統僅需2兆瓦的激光功率便能運轉自如，這一功率完全在覈潛艇的功率限制之內。2兆瓦——就能產生高達7萬牛頓的推力，略低於商用噴氣發動機。此前，這種效率上的飛躍被認爲是遙不可及的夢想，如今卻已化爲現實。這一技術的正式名稱爲“水下光纖激光誘導等離子體爆炸波推進”，想法很巧妙：激光在水下產生等離子體，然後產生所謂的“爆震波”（detonation wave）來推動潛艇前進。其潛力之大，足以讓潛艇以超越現有速度極限的姿態馳騁深海。更爲神奇的是，這種基於激光的潛艇徹底擺脫了機械振動的束縛，而機械振動歷來是潛艇隱蔽行蹤的致命隱患。儘管水下激光推進的概念並非新鮮事，早在20年前便由日本科學家提出，但由於推進力引導效率低下，始終未能實現突破。然而，哈爾濱工程大學機電工程學院領銜的研究團隊，通過引入一種獨特的機制，成功以可控方式聚焦和引導激光產生的等離子體，從而攻克了這一難題。這一創新的核心原理在於利用高能激光從比頭髮還細的光纖中發射，通過海水的蒸發產生被稱爲“超空化”（supercavitation）的氣泡，這些氣泡大大減少了水的阻力。同時，激光在水中產生等離子體並引發爆炸波，而研究團隊的創新之處在於，他們能夠利用這種向四面八方擴散且極具挑戰性的爆震波，爲潛艇提供特定方向的驅動力。解決方案包括排出微小的球形金屬顆粒，在其上施加爆震力。當金屬顆粒離開潛艇的一端時，與激光脈衝一起，水下航行器被推向相反的方向。這一技術的另一大亮點在於，它還能夠應用於水下武器系統，通過產生超空泡現象，顯著提升射彈、水下導彈或魚雷的水下射程。工程師們在中國《光學學報》（Acta Optica Sinica）雜誌最近發表的一篇論文中說，使用這種技術的潛艇表面將被超薄超細的光纖覆蓋，每根光纖都比人的頭髮還細，這種光纖可以發射激光。然而，儘管取得了如此顯著的進展，但在軍用潛艇上全面應用這一技術之前，仍面臨着諸多挑戰。其中包括如何有效管理激光器產生的熱量，確保光纖在極端深海環境下的耐久性，以及如何將這一系統與現有的潛艇結構（如消聲瓦）進行完美集成。此外，對於隱形潛艇而言，雖然激光技術能夠消除機械振動產生的噪音，但空化氣泡本身卻可能產生不可忽視的聲響。這可能會使潛艇成爲聲納的明顯目標，從而引發對這項技術軍事應用可行性的質疑。不過，即便面臨這些挑戰，這一技術的民用前景依然廣闊。它有望徹底改變船舶的動力方式，爲更環保、更高效的海上旅行貢獻力量。隨着科研人員的不斷努力和技術的不斷完善，我們有理由相信，激光推進系統將在不久的將來爲潛艇技術帶來翻天覆地的變革。
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