Penelitian Teknologi Kapal selam supersonic

China telah bergerak selangkah lebih dekat untuk menciptakan kapal selam supersonik yang bisa melakukan perjalanan dari Shanghai ke San Francisco dalam waktu kurang dari dua jam.

Teknologi baru yang dikembangkan oleh tim ilmuwan di Harbin Institute of Technology's Complex Flow and Heat Transfer Lab telah membuat lebih mudah bagi kapal selam, atau torpedo, untuk melakukan perjalanan pada kecepatan yang sangat tinggi di bawah air.

Li Fengchen, profesor mesin fluida dan rekayasa, mengatakan pendekatan inovatif tim berarti mereka sekarang bisa membuat rumit udara "gelembung" yang diperlukan untuk perjalanan cepat bawah air. "Kami sangat gembira dengan potensinya," katanya.

Air menghasilkan lebih banyak gesekan, atau drag, pada objek dari udara, yang berarti kapal selam konvensional tidak dapat melakukan perjalanan secepat pesawat terbang.

Namun, selama perang dingin, militer Soviet mengembangkan teknologi yang disebut percavitation, yang melibatkan membungkus kapal selam di dalam gelembung udara untuk menghindari masalah yang disebabkan oleh daya tarik air.

Sebuah torpedo superkavitasi Soviet disebut Shakval mampu mencapai kecepatan 370km / jam atau jauh lebih cepat daripada torpedo konvensional lainnya.

Secara teori, sebuah kapal supercavitating bisa mencapai kecepatan suara di bawah air, atau sekitar 5,800km / jam, yang akan mengurangi waktu perjalanan untuk pelayaran transatlantik bawah air kurang dari satu jam, dan untuk perjalanan transpacific sekitar 100 menit.

Namun, teknologi superkavitasi telah menghadapi dua masalah utama. Pertama, kapal selam diperlukan untuk kecepatan tinggi, mendekati 100 km / jam, untuk menghasilkan dan menjaga gelembung udara.

Kedua, adalah sangat sulit - dan mustahil - untuk mengarahkan kapal menggunakan mekanisme konvensional, seperti kemudi, yang berada di dalam gelembung tanpa kontak langsung dengan air.

Akibatnya, aplikasinya masih terbatas pada kapal tak berawak, seperti torpedo, tapi hampir semua dari torpedo ini ditembakkan dalam garis lurus karena mereka memiliki kemampuan terbatas untuk mengubah arah.

Li mengatakan, tim ilmuwan China telah menemukan cara yang inovatif untuk mengatasi kedua masalah.

Sekali di dalam air, kapal superkavitasi akan terus "mandi" membran cair khusus pada permukaan sendiri. Meskipun membran ini akan memudar oleh air, sementara itu secara signifikan dapat mengurangi hambatan air di kapal pada kecepatan rendah.

Setelah kecepatan mencapai 75km / jam atau lebih,  kapal akan memasuki kondisi superkavitasi. Membran cair buatan manusia pada permukaan kapal bisa membantu dengan kemudi karena, dengan kontrol yang tepat, tingkat yang berbeda dari gesekan dapat dibuat pada berbagai bagian kapal.

"Metode kami berbeda dari pendekatan lain, seperti vektor propulsi," atau dorongan yang diciptakan oleh mesin, kata Li. "Dengan menggabungkan teknologi liquid-membran dengan superkavitasi, kita dapat secara signifikan mengurangi tantangan peluncuran dan membuat daya kontrol lebih mudah."

Namun, Li mengatakan banyak masalah masih harus diselesaikan sebelum perjalanan supersonik kapal selam menjadi layak. Selain masalah kontrol, mesin roket air yang kuat masih harus dikembangkan untuk memberikan kapal jangkauan yang lebih panjang. Jarak efektif torpedo superkavitasi Rusia, misalnya, hanya antara 11 km dan 15 km.

Li mengatakan teknologi superkavitasi tidak terbatas hanya untuk penggunaan militer. Di masa depan, itu bisa menguntungkan transportasi bawah air sipil, atau olahraga air seperti berenang.

"Jika baju renang dapat membuat dan menyimpan banyak gelembung kecil dalam air, secara signifikan dapat mengurangi hambatan air, berenang di air bisa sama mudah seperti terbang di langit," katanya.
Selain Rusia, negara-negara seperti Jerman, Iran dan Amerika Serikat telah mengembangkan kapal atau senjata yang menggunakan teknologi superkavitasi.

Profesor Wang Guoyu, kepala Laboratorium Mekanika Fluida di Beijing Institute of Technology yang memimpin proyek penelitian yang didanai negara. ia mengatakan komunitas riset global telah terganggu selama beberapa dekade oleh kurangnya ide-ide inovatif untuk mengatasi penelitian ilmiah dan tantangan rekayasa.

"Ukuran gelembung sulit dikendalikan, dan kapal hampir mustahil untuk mengarahkan," katanya. Saat berlayar dengan kecepatan tinggi selama superkavitasi, sirip bisa mematikan jika menyentuh air karena kepadatan cairan yang jauh lebih besar.

Meskipun banyak ilmuwan di seluruh dunia bekerja pada proyek-proyek serupa, perkembangan terakhir masih belum jelas karena mereka dianggap sebagai rahasia militer.

Wang, seorang anggota komite persenjataan air dari China Society of Naval Architects dan Marine Engineers, mengatakan bahkan ia telah dipertahankan dalam kegelapan tentang perkembangan superkavitasi baru-baru ini di China.

"Dorongan utama masih berasal dari militer, sehingga sebagian besar proyek-proyek penelitian terselubung dalam kerahasiaan," katanya.