طوربيدات والغواصات
طوربيدات، غواصات، إلخ...
18 فبراير 2009 - 25 مارس 2010 - 31 يوليو 2010
من خلال شفرة تمر كمية تدفق Q، بالكيلوغرامات لكل ثانية. إذا كانت الشفرة توفر قوة دفع، فإنها تسرع السائل أثناء المرور. قوة الدفع، التي تنتقل إلى المحور، هي إذن
Q ( V2 - V1 )
الكمية داخل الأقواس تمثل زيادة السرعة.
هكذا تُحرك الشفرة الغاز أو السائل. ومع ذلك، هناك فرق كبير بين هذين الوسطين. السوائل أكثر لزوجة من الغازات. كلمة اللزوجة لا تثير اهتمام الناس العاديين. بالنسبة لهم، ما هو لزج هو "لزج". بالنسبة لمهندس السوائل، فإن سائل لزج هو سائل ينتج قوة احتكاك أكبر عندما يتدفق بسرعة V وبكثافة ρ. هذه اللزوجة العالية للماء تحد من سرعة الطوربيدات التقليدية إلى مائة إلى مائة وعشرين كيلومترًا في الساعة. خارج هذا النطاق، ستكون القوة المطلوبة لزيادة السرعة باهظة.
ملاحظة صغيرة: كيف تعمل الطوربيدات "السريعة جدًا"؟
نحاول جعلها تتحرك، لا في ملامسة الماء، بل ببخار الماء، الذي يتم إنشاؤه في رأس الجهاز عن طريق حقن غاز من صاروخ. هذا هو الحال مع الطوربيدات شكوال الروسية، التي اعتمدها الصينيون، والتي نقلت هذه التكنولوجيا إلى الإيرانيين. لقد ذكرت ذلك في كتابي "الكائنات الطائرة غير المُحددة والأسلحة الأمريكية السرية" منذ عام 2003 (الناشر: ألبين ميسيه). النسخة الأمريكية هي الطوربيد "سوبركافي". "كافي" تعني الغليان. الغليان هو ما يحدث طبيعيًا عندما تخلق الشفرة ضغطًا منخفضًا بما يكفي لتبخر الماء (عندما تنخفض القيمة المحلية للضغط أقل من "الضغط البخاري المشبع"). كان هذا ما دفع الكاتب لاروسييري لكتابة، وتأكيده خلال لقاء، "أنه من الكافي أن تدخل الطوربيد الماء بسرعة كافية لحدوث الغليان وتعديه". وذكر كلاشيهات الرصاص التي تُطلق في الماء كدليل.
يا إلهي. لا يزال الصحفيون العلميون ليسوا كما كانوا ....
حاولت باءت بالفشل إخراج هذه الفكرة من رأسه (هذه الفكرة وغيرها من الفكرة المماثلة). ولكن في هذه الحالات، يصبح التخلي مطلوبًا. Quod feci.
في عام 2002-2003، كان هذا المفهوم للطوربيدات السريعة جدًا قد أدى إلى ملاحظات لذيذة. شاهد ملاحظة أميرال فرنسي، رداً على صديقه، حاضر في حفلة سنوية "Euronaval":
- "تعرف، في مجال الطوربيدات، السرعة ليست كل شيء....."
يبدو أن هذا الأدميرال يدعم مشروعًا. الطوربيدات الحديثة تُحركها صواريخ مسحوق. تتجاوز بسهولة 400 كم/ساعة تحت الماء، وهي موجهة بواسطة أسلاك تُنسج من لفائف تُحملها الطوربيد (وليس مثبتة على الغواصة). لتجنب أن يُحترق أسلاك التوجيه من الغازات التي تخرج من أنبوب الدفع، تُنسج هذه الأسلاك من أذرع تُفتح بعد إخراج الطوربيد من أنبوبها الضيق، باستخدام دفع هواء مضغوط (الصواريخ الباليستية العابرة للقارات تُطلق بنفس الطريقة، ثم تشتعل خارج الغواصة).
**طوربيد روسي شقوال، رؤية من الخلف. على جانبيه، أنابيب التوجيه المُستوية. **
الأنابيب المحيطة بالـ "الكوب" في أنبوب الدفع المركز قد تكون مُحقنة غاز بدرجة حرارة منخفضة تُغطي الدفع الرئيسي، وتقدم مقاومة صوتية مختلفة، مما يسمح بانعكاس الموجات الصوتية (الاضطراب) المنبعثة من المحرك المسحوق، الذي يُعتبر صاخبًا بشكل عام.
هذا، يمكن أن تسأل كيف يمكن التحكم في هذه الطوربيد. إنها سهلة جدًا. صور الجزء الأمامي من هذه الآلة منتشرة الآن في كل مكان.
**طوربيد روسي شقوال، رؤية من الأمام، خلال عرض علني **
تفاصيل من فتحة إخراج الغاز الساخن، مع مُوجه مثبت على مفصل، يضمن التحكم
يخرج الغاز في المحور، يبخر الماء المالح، الذي يتدفق بسرعة 500 كم/ساعة. يحيط أنبوب الدفع بكرة كروية حولها تدور لوح دائري يُوسع البخار حول الطوربيد. عن طريق مائلة باستخدام اثنتين من الأسطوانات الهيدروليكية، واحدة منها مرئية، يمكن تعديل طبقة البخار التي تلامس جوانب الطوربيد، وبالتالي المساهمة، في كل مكان، في قيمة مقاومة الاحتكاك المحلية. وبالتالي، تُعتبر هذه الطوربيد الموجهة بالأسلاك ولكنها خالية من التوجيه الذاتي، مرنة للغاية.
31 يوليو 2010.
لقد قابلت زميلًا باحثًا، وهو يقود مختبر حراري في مارسيليا. هو الذي وافق على عقد مع ITER، لدراسة الصدمات الحرارية على الجدر المعدنية.
- نعم، أعرف أن ITER هي أشياء فارغة. ولكن، تفهم، إذا لم أقبل، يمكنني أن أودع وظيفتي في الجامعة.
عندما أروي ذلك، أعلم أن هذا لن ينال إعجابه. لكنني أشعر بالانزعاج من أن باحثًا لديه قلة أخلاق وصدق. ومع ذلك، في هذه الأيام، من يعلم ما معنى كلمة الأخلاق في وظيفة الباحث، إلا الأشخاص مثل فيلوت الذين يقاتلون ضد المكونات المُعدَّلة وراثيًا في INRA، ويجدون أنفسهم يُحرمون من جميع الوسائل والتمويل.
قبل حوالي عقد من الزمن، كان جان كلود شاربينتيير مدير قسم العلوم الفيزيائية للهندسة في CNRS. أصدرت رسالة CNRS عددًا خاصًا تتناول العلاقات بين الباحثين والجيش، بعنوان "الباحثون، يجب أن نتحدث". في هذه الصفحات، قال شاربينتيير إنه لا يملك عقودًا كافية مع الجيش لتلبية طلبات الباحثين ....
لا أريد التركيز على عيوب ITER غير القابلة للإصلاح، لقد تحدثت عنها عدة مرات. ومع ذلك، يتم الضغط لتمرير هذه "الراقصة" بقيمة 15 مليار يورو في فترة تقليل الإنفاق. أشياء عبثية.
في ذلك اليوم، تم تفريغ الأرض في كاداراش. يمكنك رؤية هذه الجرح الكبيرة عندما تطير بالطيران اليدوي. ومع ذلك، توقفت الأعمال مؤقتًا حتى يتم الموافقة على هذا الميزانية، التي تبدو أكثر فخامة. عندما أفكر في مختبرنا لمغناطيسية التدفق، الذي يحتل طاولة متحركة ويبدأ بالفعل في إعطاء نتائج قابلة للنشر، يبدو هذا مستحيلًا...
مختبرنا لاختبارات MHD بتركيز منخفض، مُستخدم منذ يوليو 2010
التكلفة: 2000 يورو
في نفس المختبر الحراري، يملك الباحثون عقدًا مع البحرية لدراسة طوربيدات الغليان. وبحسب رئيسهم، فإن الغليان "يُنتج ببساطة من السرعة". بمعنى آخر، يتم وضع مخروط في الأمام من الطوربيد (مُحرك بالصاروخ: الفرنسيون يقررون أخيرًا التخلي عن الشفرة، بتأخر 40 عامًا) حيث ينتج الغليان، مما يجعل باقي الطوربيد يتحرك في بيئة بخار ماء، مما يقلل مقاومة الاحتكاك على الجوانب.
-
ولكن، مقاومة المخروط؟
-
أه، لا أعرف ....
الرجال لا يعرفون شيئًا عن تقنية الطوربيدات الروسية من نوع شقوال أو الأمريكية من نوع سوبركافي. يمكن مناقشة هذا لأنها سر مفتوح. حتى الإيرانيون لديهم طوربيدات شقوال شراؤها من الصينيين، الذين يصنعونها بترخيص. المنتج أصلي روسي، قديم بعشرة أو عشرين عامًا.
في النظام الروسي، يُطلق مُولد غاز ساخن الغاز إلى الأمام. ثم يحول الماء المالح إلى بخار. نظام لا يبدو أن الفرنسيين قد فهموه بعد.
كيف يتم التحكم في شقوال؟ أولاً بالأسلاك. تخرج أسلاك التوجيه من مخازنها بعد خروج أنبوب إطلاق الطوربيد. يمكنك رؤية نظام التوجيه، الذي يجمع بين الكفاءة والبساطة، في الصور. لكنني أشرح ذلك مع بعض الرسومات.
لقد أخبرتك ذلك لكي تذكر أن عندما تتحرك جسم في الماء، تظهر قوة احتكاك كبيرة. نفكر أولًا في المقاومة، ولكن ننسى التدفق. انظر إلى الجدول التالي:
قالنا إن إذا كانت الشفرة توفر قوة تنتقل عبر محورها، قوة دفع، فإن ذلك يصاحبه تسريع الماء أثناء المرور. هذا يتوافق مع الصورة في الأعلى واليسار. هناك حفظ لمنتج ρ V S، حيث ρ هي كثافة السائل، V السرعة، وS مقطع أنبوب تدفق (في ميكانيكا السوائل يُسمى "أنبوب تدفق"). كثافة الماء، كيلوغرام لكل لتر أو ألف كيلوغرام لكل متر مكعب (في وحدات MKSA) ثابتة، لأن الماء سائل غير قابل للانضغاط. إذًا، المنتج V S ثابت. في الأمام من الشفرة، نفس تدفق الماء Q يتم في أنبوب تدفق أكثر ضيقًا.
تطور الشفرات.
في الأعلى، تحدثت عن الشفرات المُحاطة، والتي تهدف إلى زيادة الكفاءة. في الواقع، شفرة الشفرة هي جناح بطول محدود، مع امتداد منخفض. تنشأ ضغط إيجابي أسفل جناح الطائرة (الجانب السفلي) بينما تنشأ ضغط سلبي على الجانب العلوي (الجانب العلوي). في نهاية الجناح، ينتقل الجناح من الجانب السفلي إلى الجانب العلوي. هذا يؤدي إلى ظهور دورانين موضعيين في نهاية كل جناح. هذه الدورانات تُعتبر خسائر في الطاقة، هذه الدورانات لا تُستخدم لرفع الطائرات، بل لتسخين الطيور الصغيرة.
كلما كان الامتداد أقل، زادت نسبة الطاقة المُهدرة في هذه الدورانات. هذا هو السبب في أن الطائرات بدون محرك لها امتدادات هائلة. الألباتروس تطير أفضل من الحمامة.
الشفرة المُحاطة هي طريقة لمنع هذه الدورانات من الظهور، مما يعني أن نهاية الشفرة، المقطوعة بشكل مستقيم، تتحرك بالقرب من المحاط. ومع ذلك، تُلاحظ مباشرة: يجب أن يكون المحاط مُناسبًا للمدى الذي تعمل فيه الشفرة. يجب أن يكون المنتج من سرعة الماء V ومساحة المقطع S متساويًا في الدخول والخروج. أي أن شكل المحاط يجب أن يكون مرتبطًا بتغير السرعة (V2 - V1) المقابل للمدى الذي تعمل فيه الشفرة، والذي يعتمد على عدد الدورات في الدقيقة.
في الغواصات التي تطلق الأسلحة أو الغواصات الهجومية، يسعى المرء إلى تقليل الضوضاء قدر الإمكان. دورانات الشفرات هي مصادر للضوضاء. اعتماد المحاط هو حل لخفض هذه الضوضاء، وقد تم اعتماده على عدد كبير من الوحدات، في جميع البلدان.
**نموذج لغواصة مع محرك مُحاط **
**غواصة مُحاطة **
**غواصة سا وولف **
نفسها، من الأمام
واحد من المخلوقات العظمى طوفان الروسية، من الخلف
هذا المحاط يعمل فقط بسرعة معينة، "سرعة التكيف". خارج ذلك، تصبح صاخبة (سرعات منخفضة أو سرعات منخفضة). من الصعب جدًا منحها هندسة متغيرة. حل واحد هو مواجهة ظهور دورانات الأطراف باستخدام MHD، من خلال تزويدها بمحركات جانبية.
منذ بضع سنوات، تم تزوييد الغواصات الجديدة بشفرات "سَيْفِيَّة". مؤخرًا (2010)، استطاع مستخدم الإنترنت التقاط هذه الصورة لغواصة أمريكية نووية، مُحاطة، في مقرها في كيتسب-بڠور، في ولاية واشنطن. إليك صورتين، والثانية تتوافق مع تكبير.
**يمكن ملاحظة أن المستخدم الأمريكي التقاط هذه الصور باستخدام برنامج بحث مسار للسفر بالسيارة .... **
شفرة سيفية لغواصة أمريكية
هذه الشفرة تمتلك العديد من الخصائص الهيدروديناميكية، والتي سأخبرك بها يومًا ما، مما يدل على أن تقدمًا كبيرًا لا يزال ممكنًا في مجال شفرات السفن، رغم أن هذا المجال مطروح منذ فترة طويلة.