NAUKA I ASTRONOMIA

Płynny płaszcz dla łodzi podwodnych

Super-ciche, niewykrywalne łodzie podwodne mogą pewnego dnia wślizgnąć się w każdy wodny region, bez wzbudzania śladu torowego. Stanie się to możliwe, jeśli powiodą się plany zbudowania inteligentnego, płynnego płaszcza-kanału otaczającego obiekt. Każdy pojazd poruszający się w płynie, naturalnie mąci płyn na dwa sposoby. Pierwszy z nich powoduje, że płyn ciągnie się wzdłuż obiektu, hamując jego energię i automatycznie go spowalniając. Drugi sposób powoduje turbulencje oraz wzbudzenie śladu torowego za obiektem, w który napływają płyny, wypełniając wolną przestrzeń. To kłębienie się pełnego wigoru płynu, emituje hałas, który zdradza obecność poruszającego się obiektu.

Pracując nad ukierunkowaniem płynu wokół obiektu można rozwiązać za jednym zamachem oba problemy.

Aby to uzyskać, badacze uniwersytetu w Durham (Północna Karolina) – Yaroslav Urzhumov i David Smith – proponują umieścić obiekt w skorupie zbudowanej ze specjalnej siatki.

Zasadniczo, przenikalność tej obudowy z siatki powinna być zmienna w zależności od miejsca, dostosowując się do prędkości płynu, który przez nią przepływa. Oznacza to, że ani skorupa, ani obiekt się w niej znajdujący, nie zostawiałby trwałego odbicia na stanie płynu przez który przepływa. Płyn wydostawałby się z siatki dokładnie z taką samą prędkością z jaką się do niej dostawał, dodatkowo utrzymywałby ten sam kierunek przepływu.

Badacze przygotowali model przepuszczalności potrzebnej, aby zbudować kulę niewykrywalną w płynie. Model ten jest dość złożony, pokryty małymi cętkami, które mają kierować przyspiszeniem płynu przepływającego przez siatkę. Aby to osiągnąć, uczeni zaproponowali umieszczenie w materiale miniaturowych pomp, które będą kontrolować prędkość przepływu płynów. Pompy te mają zaledwie kilka milimetrów szerokości i obecnie mają zastosowanie w urządzeniach biomedycznych.

Efektem jaki planowali uzyskać pracując nad stworzonym modelem, jest wstępne przyspiszenie wchodzącego płynu w pobliżu czoła siatki, następnie zwolnienie jego prędkości do pierwotnej wartości, zanim opuści siatkę znajdującą się z tyłu obiektu.

Z powodu, że siatka nie wpływa na poruszanie płynu, kiedy obiekt się przemieszcza, nie wzbudza się żaden ślad torowy, turbulecja płynu, ani dźwięk, który mógłby zdemaskować pozycję obiektu.

Płyn zamyka się wokół obiektu w nieodróżnialny sposób, tak jakby obiektu tam nigdy nie było. „Jest możliwe przygotowanie struktury, która ślizga się przez płyn, kompletnie bez jego wzburzania”, powiedział Urzhumov.

Model, aby mógł być zastosowany w powodzeniem, musi utrzymywać stały związek i zależność pomiędzy rozmiarem kuli oraz jej prędkością. Steven Ceccio z Uniwersytetu Michigam w Ann Arbor podchodzi ostrożnie do tego projektu, twierdząc, że jest on wykonalny tylko dla małych, wolno poruszjących się obiektów. Przykładowo, wg ich obliczeń, obiekt o szerokości 1 cm może pozostać nienamierzalny i nie zostawiać za sobą śladu przy prędkości mniejszej niż 1 centymetr na sekundę. „Kiedy obiekt jest większy, ograniczenia prędkość jakie muszą zostać zachowane są znacznie większe”, mówi Steven Ceccio.

Jednakże Urzhumov twierdzi, że jest możliwe rozwinięcie i usprawnienie pracy siatki, która pozwoli ukrywać z powodzeniem obiekty większe i o rozmaitych kształtach. Dowodzi również, że model ukryty w płynnym płaszczu już teraz może redukować poziom turbulencji czy śladu torowego. Z biegiem czasu (przy dalszych badaniach i pracach), będzie działał dla większych i szybszych obiektów, minimalizując możliwość ich detekcji lub całkowicie uniemożliwiając ich namierzenie.

Idea Fair Play

Przeczytaj także

Amerykańskie wojsko hackuje konsole do gier

Alan O. Grinde

9 militarnych technologii jutra

Alan O. Grinde