DARPA запускает программу супер

С 1960-х годов исследователи пытались реализовать новую форму морского движения, не предполагающую движущихся частей и обеспечивающую движение по воде с использованием магнитов и электричества.

За прошедшие десятилетия разработчики добились определенного успеха, продемонстрировав технологию магнитогидродинамического (МГД) привода в небольших масштабах. Однако это оказалось неэффективным и непрактичным для полномасштабных систем из-за нескольких серьезных технологических препятствий, таких как неспособность генерировать достаточно мощные магнитные поля и отсутствие электродных материалов, способных противостоять коррозии, гидролизу и эрозии. В последние годы были достигнуты огромные успехи в развитии магнитов, но проблема с материалами электродов остается.

Чтобы преодолеть эту проблему, Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) объявило о 42-месячной программе «Принципы подводных магнитогидродинамических насосов» (PUMP), целью которой является создание новых электродных материалов, подходящих для MHD-привода военного значения. В рамках программы будут собраны и проверены инструменты мультифизического моделирования и симуляции, включая гидродинамику, электрохимию и магнетизм, для масштабирования МГД-проектов.

«Наилучшая эффективность магнитогидродинамического привода на сегодняшний день была продемонстрирована в 1992 году на «Ямато-1», 30-метровом судне, которое достигло скорости 6,6 узлов с эффективностью около 30% при напряженности магнитного поля примерно 4 Тесла», — сказала Сьюзан Суизенбанк, программа PUMP. менеджер Управления оборонных наук DARPA. «За последние пару лет коммерческая термоядерная промышленность добилась успехов в разработке магнитов из редкоземельного оксида бария и меди (REBCO), которые продемонстрировали крупномасштабные магнитные поля силой до 20 Тесла, которые потенциально могут обеспечить 90% эффективности в магнитогидродинамическом приводе. Теперь, когда стеклянный потолок в генерации сильных магнитных полей разрушен, PUMP стремится совершить прорыв в решении проблемы материалов для электродов».

При взаимодействии электрического тока, магнитного поля и соленой воды основным препятствием является образование пузырьков газа на поверхности электродов. Пузырьки снижают эффективность и могут разрушаться и разрушать поверхности электродов. Кроме того, программа позволит моделировать взаимодействия между магнитным полем, гидродинамическими и электрохимическими реакциями, которые происходят в разных масштабах времени и длины.

«Мы надеемся использовать знания о новых покрытиях из материалов, используемых в производстве топливных элементов и аккумуляторов, поскольку они сталкиваются с той же проблемой образования пузырей», — сказал Свитенбанк. «Мы ищем специалистов во всех областях, включая гидродинамику, электрохимию и магнетизм, чтобы сформировать команды, которые помогут нам, наконец, реализовать магнитогидродинамический двигатель военного масштаба».