Torpedo, kapal selam, dll...
18 Februari 2009 - 25 Maret 2010 - 31 Juli 2010
Melalui sebuah baling-baling mengalir debit massa Q, dalam kilogram per detik. Jika baling-baling memberikan gaya dorong, maka hal itu berarti bahwa baling-baling tersebut
mempercepat
fluida saat melewatinya. Gaya dorong, yang ditransmisikan ke poros, maka menjadi
Q (V2 - V1)
kuantitas dalam tanda kurung mewakili kenaikan kecepatan.
Dengan cara ini, baling-baling mengaduk gas atau cairan. Namun terdapat perbedaan penting antara kedua medium tersebut. Cairan jauh lebih
kental
daripada gas. Kata
viskositas
mungkin tidak banyak berarti bagi orang awam. Bagi mereka, sesuatu yang kental adalah "melekat". Bagi seorang mekanik fluida, fluida kental adalah fluida yang, saat mengalir dengan kecepatan V dan densitas massa ro,
akan menghasilkan gaya gesek yang lebih besar.
Kentalnya air inilah yang membatasi kecepatan torpedo konvensional pada sekitar seratus hingga seratus dua puluh kilometer per jam. Di atas batas tersebut, daya yang harus disediakan agar torpedo bergerak lebih cepat menjadi sangat mahal.
Catatan kecil: bagaimana cara kerja torpedo "hipervelositas"?
Kita mencoba membuat torpedo bergerak, bukan dalam kontak langsung dengan air, tetapi dengan uap air, yang dibuat di bagian depan alat tersebut melalui injeksi gas dari roket. Ini adalah kasus torpedo Shkwal Rusia, yang diadopsi oleh Tiongkok, yang kemudian menyebar teknologi ini ke Iran. Saya telah menyebutkan hal ini dalam buku saya "UFO dan Senjata Rahasia Amerika Serikat" sejak tahun 2003 (Albin Michel). Versi Amerika Serikat adalah torpedo "Supercav". Cav, singkatan dari
kavitasi.
Kavitasi adalah fenomena alami yang terjadi ketika baling-baling menciptakan tekanan rendah cukup besar sehingga air menguap (ketika tekanan lokal turun di bawah "tekanan uap jenuh"). Fenomena inilah yang membuat jurnalis Larousserie menulis, dan mengulanginya saat bertemu saya, bahwa "cukup dengan membuat torpedo masuk ke air cukup cepat agar kavitasi terjadi dan terus berlangsung". Ia menyertakan bukti dari peluru senapan yang ditembakkan ke dalam air.
Wah, para jurnalis sains sekarang sudah tidak seperti dulu lagi...
Saya berusaha keras untuk menghilangkan gagasan ini dari pikirannya (gagasan ini dan banyak gagasan serupa lainnya). Namun dalam kasus seperti ini, menyerah adalah satu-satunya pilihan. Quod feci.
Pada 2002-2003, konsep torpedo hipervelositas ini memunculkan komentar-komentar yang cukup menggelikan. Salah satunya dari seorang admiral Prancis, saat menjawab temannya yang hadir dalam acara tahunan "Euronaval":
- Anda tahu, dalam hal torpedo, kecepatan bukan segalanya....
Tampaknya admiral ini sedang mendorong proyek kembali ke armada militer berlayar, di mana kayu dan kain memberikan kemampuan stealth yang sangat baik terhadap gelombang radar.
Torpedo modern digerakkan oleh roket bubuk. Mereka dengan mudah melebihi 400 km/jam di bawah air, dilengkapi sistem pengendali kabel (filoguided), dengan kabel yang meregang dari gulungan yang dibawa torpedo (bukan dipasang di kapal selam). Untuk mencegah gas yang dikeluarkan dari nozzle merusak kabel pengendali, kabel tersebut diregangkan dari lengan yang terbuka setelah torpedo dilepaskan dari saluran sempitnya, menggunakan aliran udara bertekanan tinggi (rudal antarbenua juga dikeluarkan dengan cara serupa, lalu dinyalakan di luar kapal selam).
Torpedo Rusia Shkwal, dilihat dari belakang. Di sisi-sisinya terdapat kabel pengendali yang telah dibuka.
Tabung-tabung di sekitar "topi" nozzle pusat mungkin merupakan injektor gas dengan suhu lebih rendah yang berfungsi untuk melingkari aliran utama, dengan impedansi akustik yang berbeda, sehingga memungkinkan gelombang suara (turbulensi) yang dipancarkan oleh roket bubuk — yang secara umum sangat bising — dipantulkan kembali.
Namun, Anda mungkin bertanya-tanya bagaimana torpedo semacam ini bisa dikendalikan. Sangat sederhana. Foto-foto bagian depan mesin ini kini tersebar di mana-mana.
Torpedo Shkwal Rusia, dilihat dari depan, saat dipamerkan kepada publik
Detail orifice pengeluaran gas panas, dengan deflektor yang dipasang pada engsel, memastikan pengendalian arah
Gas keluar sejajar sumbu, menguapkan air laut yang mengalir dengan kecepatan 500 km/jam. Nozzle dikelilingi oleh sendi bola yang memungkinkan cakram bulat berputar, sehingga uap menyebar di sekitar torpedo. Dengan miringkan cakram menggunakan dua silinder hidrolik, salah satunya terlihat, kita mengubah lapisan uap yang menyentuh dinding torpedo, sehingga memengaruhi kontribusi gesekan lokal pada setiap titik. Dengan demikian, torpedo yang dilengkapi kabel tetapi tanpa sistem pengendali otomatis ini ternyata sangat lincah.
31 Juli 2010.
Saya bertemu seorang rekan peneliti yang memimpin laboratorium termal di Marseille. Ia yang menerima kontrak dengan ITER untuk meneliti kejutan termal pada dinding logam.
- Ya, saya tahu bahwa ITER adalah
bodoh. Tapi, kamu paham, jika saya tidak menerimanya, saya harus mengucapkan selamat tinggal pada posisi saya di universitas.
Ketika menceritakan hal ini, saya tahu itu tidak akan disukainya. Namun saya terkejut bahwa seorang peneliti memiliki etika dan kejujuran yang begitu rendah. Namun demikian, saat ini, siapa lagi yang masih memahami arti kata etika sebagai seorang akademisi-peneliti, kecuali orang-orang seperti Vélot yang berjuang melawan GMO di INRA, lalu kehilangan semua sumber daya dan dana.
Sekitar dua dekade lalu, Jean-Claude Charpentier menjabat direktur Departemen Ilmu Fisika untuk Teknik di CNRS. Surat kabar CNRS menerbitkan edisi khusus tentang hubungan antara peneliti dan militer, berjudul "Peneliti, kita harus bicara". Di halaman-halaman itu, Charpentier mengatakan bahwa ia tidak memiliki cukup kontrak dengan militer untuk memenuhi permintaan para peneliti...
Saya tidak akan menekankan kekurangan tak terhindarkan dari ITER, saya sudah membahasnya cukup banyak. Namun tetap saja, upaya keras dilakukan agar "penari" ini senilai 15 miliar euro diterima di tengah masa pemotongan anggaran ketat. Konyol sekali...
Pada hari itu, lokasi telah dibersihkan di Cadarache. Anda bisa melihat bekas luka luas ini saat terbang dengan pesawat terbang layang. Namun pekerjaan saat ini dihentikan hingga anggaran yang bahkan lebih besar lagi disetujui. Ketika saya memikirkan laboratorium MHD kami yang hanya muat di atas meja beroda dan sudah mulai menghasilkan hasil publikasi, rasanya seperti mimpi...
Bench uji eksperimen MHD densitas rendah, beroperasi sejak Juli 2010
Biaya: 2000 euro
Di laboratorium termal yang sama, para peneliti memiliki kontrak dengan Angkatan Laut untuk meneliti torpedo kavitasi. Menurut kepala mereka, kavitasi "diperoleh hanya melalui kecepatan". Dengan kata lain, sebuah kerucut dipasang di depan torpedo (yang digerakkan roket: orang Prancis akhirnya memutuskan meninggalkan baling-baling, dengan keterlambatan 40 tahun) di mana kavitasi terjadi di belakangnya, sehingga bagian lain dari torpedo bergerak dalam lingkungan uap air, yang mengurangi drag gesekan di sisi-sisinya.
-
Tapi, drag dari kerucut?
-
Ah, itu saya tidak tahu...
Orang-orang ini sama sekali tidak paham teknologi seperti Shkwal Rusia atau supercav Amerika. Kita bisa membahasnya karena ini bukan rahasia besar. Bahkan Iran memiliki Shkwal yang dibeli dari Tiongkok, yang memproduksinya berdasarkan lisensi. Produk aslinya Rusia, sudah berusia 30 hingga 40 tahun.
Dalam sistem Rusia, generator gas panas mendorong gas ke depan. Gas ini kemudian mengubah air laut menjadi uap. Sistem ini tampaknya belum dipahami oleh orang Prancis.
Bagaimana cara mengendalikan Shkwal? Pertama-tama melalui kabel pengendali. Kabel-kabel keluar dari tempatnya setelah torpedo keluar dari tabung peluncur. Anda bisa melihat sistem pengendali yang sederhana namun efektif dalam foto-foto tersebut. Saya akan jelaskan lebih rinci dengan beberapa gambar.
Saya menceritakan ini agar Anda ingat bahwa ketika sebuah benda bergerak di dalam air, gaya gesek yang besar akan muncul. Kita awalnya memikirkan drag, tetapi lupa tentang efek penggerak. Lihatlah ilustrasi berikut:
Disebutkan bahwa jika baling-baling memberikan gaya dorong sepanjang sumbunya, maka hal ini selalu disertai dengan percepatan air saat melewatinya. Ini sesuai dengan gambar di atas kiri. Terjadi konservasi hasil kali ro V S, di mana ro adalah densitas massa, V kecepatan, dan S luas penampang dari yang disebut "tabung aliran (fluida)" dalam mekanika fluida. Densitas air, satu kilogram per liter atau seribu kilogram per meter kubik (dalam satuan MKSA), konstan karena air merupakan fluida tak termampatkan. Maka hasil kali V S tetap konstan. Di depan baling-baling, debit air Q yang sama mengalir melalui tabung aliran yang lebih sempit.
Perkembangan baling-baling.
Di bagian atas, saya membahas baling-baling berkarang, yang tujuannya adalah meningkatkan efisiensi. Memang, bilah baling-baling adalah sayap dengan rentang sangat terbatas dan perbandingan bentuk yang rendah. Tekanan tinggi terjadi di bawah sayap pesawat (intrados), sementara tekanan rendah terjadi di atasnya (extrados). Di ujung sayap, aliran berubah dari intrados ke extrados. Ini menyebabkan terbentuknya dua vortex marginal di ujung masing-masing sayap. Vortex-vortex ini merupakan kehilangan energi; vortex tidak membantu mengangkat pesawat, melainkan hanya memanaskan burung-burung kecil.
Semakin rendah perbandingan bentuk, semakin besar bagian energi yang terbuang dalam bentuk vortex. Karena itulah pesawat terbang tanpa mesin memiliki perbandingan bentuk yang sangat besar. Elang lebih unggul daripada burung merpati.
Baling-baling berkarang adalah cara mencegah vortex terbentuk, yang mengharuskan ujung bilah dipotong rata dan bergerak sangat dekat dengan karang. Namun segera muncul catatan penting: karang harus disesuaikan dengan kecepatan operasional baling-baling. Hasil kali kecepatan air V dengan luas penampang S harus sama di masuk dan keluar. Artinya, bentuk karang harus sesuai dengan perubahan kecepatan (V2 - V1) yang sesuai dengan kondisi operasi baling-baling, yang bergantung pada jumlah putaran per menit.
Di kapal selam peluncur senjata atau kapal selam serangan, tujuannya adalah meminimalkan kebisingan sebisa mungkin. Vortex dari baling-baling merupakan sumber kebisingan. Penerapan karang adalah solusi untuk mengurangi kebisingan ini, dan telah diterapkan pada banyak kapal di berbagai negara.
Model kapal selam dengan penggerak berkarang
Kapal selam berkarang
Kapal selam Sea Wolf
Gambar yang sama, dilihat dari depan
Salah satu raksasa Rusia Typhon, dilihat dari belakang
Karang ini hanya berfungsi pada kecepatan tertentu, disebut "kecepatan penyesuaian". Di luar itu, mereka menjadi bising (kecepatan rendah atau kecepatan tinggi). Membuat bentuk yang bisa diubah terlalu rumit. Solusi lain adalah mengurangi pembentukan vortex marginal melalui MHD dengan memberi akselerator pinggir pada bilah.
Beberapa tahun terakhir, kapal selam baru dilengkapi baling-baling "berbentuk pedang". Baru-baru ini (2010), seorang netizen berhasil menangkap gambar kapal selam nuklir Amerika Serikat berkarang di pangkalan dasar Kitsap-Bangor, di negara bagian Washington. Berikut dua gambar, yang kedua merupakan zoom.
Anda akan melihat bahwa netizen Amerika ini menangkap gambar-gambar ini sambil menggunakan perangkat lunak pencari rute perjalanan mobil...
Baling-baling berbentuk pedang dari kapal selam Amerika Serikat
Baling-baling ini memiliki banyak keunggulan hidrodinamis, yang akan saya bahas suatu hari nanti, menunjukkan bahwa di bidang yang sudah sangat mapan seperti baling-baling laut, masih bisa dicapai kemajuan penting.
Inovasi terbaru
Panduan (Indeks)
Halaman Depan