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May 20, 2023

La DARPA lancia il programma alla ricerca della guida silenziosa del sottomarino "Ottobre Rosso".

Taking a plot point from the 1990 Sean Connery movie thriller The Hunt for Red

Prendendo spunto dalla trama del thriller cinematografico di Sean Connery del 1990 Caccia a Ottobre Rosso, la DARPA sta lavorando su un sottomarino super silenzioso che non ha parti mobili e fornisce propulsione attraverso l'acqua utilizzando magneti ed elettricità.

In Ottobre Rosso, il super-sottomarino sovietico titolare era dotato di un immaginario motore stealth basato su una tecnologia molto reale. Dalla fine degli anni ’50, gli ingegneri si sono interessati a un concetto esotico chiamato magnetoidrodinamica (MHD). È un principio molto semplice che produce un meccanismo di propulsione molto semplice.

In un motore MHD, un fluido, come l'aria o l'acqua, riceve una carica elettrica e viene quindi accelerato da un campo elettromagnetico, generando la spinta. Fondamentalmente, un'unità MHD è costituita da un tubo cavo con elettrodi a un'estremità e bobine magnetiche attorno ad esso. Poiché il dispositivo non ha alberi, ingranaggi, eliche, turbine o getti, produce pochissimo rumore e anche la piccola quantità che genera può essere attribuita a fonti naturali.

Una tale azione furtiva sarebbe preziosa per la guerra sottomarina. Non solo consentirebbe ai sottomarini di rimanere nascosti ai cacciatori, ma sarebbe anche di grande aiuto nelle missioni di ricognizione e intelligence rimuovendo il segnale audio interferente della barca mentre il suo sonar raccoglie dati.

La domanda è: se questa tecnologia è così preziosa, perché non è stata utilizzata per oltre 60 anni se non in un paio di imbarcazioni di superficie sperimentali? La risposta è duplice. Innanzitutto, le bobine elettromagnetiche devono essere estremamente potenti e realizzarne di abbastanza leggere ed efficienti da poter essere installate in un sottomarino non è facile. Il secondo è che gli elettrodi devono resistere a una forte usura dovuta alla corrosione, all’idrolisi e all’erosione causata dall’interazione di campi magnetici, corrente elettrica e acqua salata.

Negli ultimi anni sono stati fatti enormi passi avanti nello sviluppo dei magneti, ma c’è ancora spazio per miglioramenti e trovare i materiali giusti per realizzare gli elettrodi rimane un problema.

Per superare questo problema, la DARPA ha istituito il suo programma PUMP (Principi delle pompe magnetoidrodinamiche sottomarine) della durata di 42 mesi che adotterà molteplici approcci per risolvere questi problemi per creare un pratico comando militare MHD, anche se senza la presenza accigliata di Connery.

"La migliore efficienza dimostrata fino ad oggi in una trasmissione magnetoidrodinamica è stata ottenuta nel 1992 sulla Yamato-1, una nave di 30 m (100 piedi) che ha raggiunto 6,6 nodi con un'efficienza di circa il 30% utilizzando un'intensità del campo magnetico di circa 4 Tesla, " ha affermato Susan Swithenbank, responsabile del programma PUMP presso l'Ufficio Scienze della Difesa della DARPA. "Negli ultimi due anni, l'industria della fusione commerciale ha fatto progressi nei magneti in ossido di rame e bario delle terre rare (REBCO) che hanno dimostrato campi magnetici su larga scala fino a 20 Tesla che potrebbero potenzialmente produrre un'efficienza del 90% in un azionamento magnetoidrodinamico, che vale la pena perseguire. Ora che il soffitto di vetro nella generazione di campi magnetici elevati è stato rotto, PUMP mira a raggiungere una svolta per risolvere la sfida dei materiali degli elettrodi."

Nel caso degli elettrodi il problema principale è che sulle superfici degli elettrodi tendono a formarsi bolle di gas. Questo li isola, riducendone l'efficienza, e quando le bolle collassano possono danneggiare gli elettrodi come se fossero stati colpiti ripetutamente con dei martelli. Sviluppando modelli computerizzati che valutano le interazioni del campo magnetico, delle reazioni idrodinamiche ed elettrochimiche su diverse scale temporali e di lunghezza, potrebbe essere possibile regolare l’idrodinamica, l’elettrochimica e il magnetismo per ridurre i danni e aumentare l’efficienza.

"Speriamo di sfruttare le conoscenze sui nuovi materiali di rivestimento provenienti dalle industrie delle celle a combustibile e delle batterie, poiché affrontano lo stesso problema della generazione di bolle", ha affermato Swithenbank. "Siamo alla ricerca di competenze in tutti i campi per formare squadre che ci aiutino finalmente a realizzare una guida magnetoidrodinamica su scala militare rilevante."

Fonte: DARPA