Buzz
Một điểm lôi cuốn trong bộ phim 'The Hunt for Red October', dựa trên tiểu thuyết của Tom Clancy, là sự xuất hiện của tàu ngầm tiên tiến của Nga, được gọi là 'Tháng 10 Đỏ', mang đến một câu chuyện bí ẩn và kịch tính.
Tom Clancy được coi là một chuyên gia về quân sự và nhiều yếu tố trong tiểu thuyết của ông tưởng chừng như hư cấu nhưng lại có thật. Ví dụ, về chiếc tàu ngầm 'Tháng 10 Đỏ', hệ thống truyền động bí ẩn thực ra dựa trên công nghệ thực tế, gọi là hệ thống đẩy từ thủy động lực học (magnetohydrodynamic drive - MHD).Nguyên tắc hoạt động của MHD dựa trên việc sử dụng chất lưu như không khí hoặc nước được điện hóa và sau đó gia tốc bằng trường điện từ để tạo ra lực đẩy. Thiết bị MHD có cấu trúc cơ bản bao gồm một ống rỗng với các điện cực ở một đầu và các cuộn dây từ được bọc xung quanh ống. Với việc không có trục, bánh răng, cánh quạt, turbine hoặc bất kỳ thành phần chuyển động nào, thiết bị này tạo ra rất ít tiếng ồn và nếu có thì có thể bị nhầm lẫn với tiếng ồn từ các nguồn tự nhiên.MHD đóng vai trò quan trọng trong công nghệ tàng hình vì động cơ chính là nguồn gây ồn khiến tàu ngầm dễ bị phát hiện bởi các hệ thống thủy âm. Video từ Binkov's Battlegrounds sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này. Từ Thế chiến thứ 2 trở đi, tàu ngầm đã liên tục được cải tiến để giảm tiếng ồn, và những cải tiến này đến từ hệ thống đẩy, lớp phủ thân tàu, thiết kế chân vịt nhằm giảm hiện tượng xâm thực quán tính (cavitation). MHD sẽ giúp tàu ngầm tăng cường lợi thế tàng hình, đảm bảo yếu tố 'bất ngờ' trong các chiến dịch quân sự. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ cho các nhiệm vụ trinh sát và tình báo bởi khả năng khó bị phát hiện hơn.
Đến nay, MHD chỉ mới xuất hiện trên một số mẫu tàu nổi tiếng, như Yamato-1 được chế tạo bởi Mitsubishi Heavy Industries vào đầu những năm 90. Tàu dài 30 mét này sử dụng 2 hệ thống đẩy MHD được thiết kế dưới dạng một ống lớn chứa 6 ống đẩy nhỏ đường kính khoảng 25 cm. Quấn quanh các ống này là cuộn từ siêu dẫn được làm bằng hợp kim Niobium-Titanium. Cuộn từ này được bọc bên ngoài bởi một lớp đồng và sử dụng helium lỏng siêu lạnh (-270 độ C) để tạo ra một trường từ mạnh mẽ với điện trở thấp nhất. Ở nhiệt độ này, kim loại trở thành siêu dẫn với điện trở gần như bằng 0. Bên trong ống đẩy còn có một cặp điện cực.
Khi điện được thông qua cuộn dây siêu dẫn, một trường từ mạnh mẽ được tạo ra bên trong ống đẩy. Khi điện được chuyển vào 2 điện cực, nước biển sẽ được đẩy ra khỏi ống, tạo ra lực đẩy. Tuy nhiên, hệ thống đẩy này không khả thi trên tàu Yamato-1 do quá nặng và chiếm nhiều không gian, làm giảm hiệu suất của tàu.
Susan Swithenbank - giám đốc chương trình PUMP tại DARPA cho biết: 'Hiệu quả tốt nhất đã được minh chứng về hệ thống truyền động MHD tính đến nay là tàu Yamato-1, đạt tốc độ khoảng 6,6 hải lý/giờ với hiệu suất khoảng 30% khi sử dụng cường độ từ trường khoảng 4 Tesla. ... Trong vài năm qua, ngành công nghiệp nhiệt hạch thương mại đã có những tiến bộ về nam châm Đất Hiếm Barium Đồng Oxit (REBCO) khi nó có thể tạo ra từ trường lên đến 20 Tesla, tiềm năng mang lại hiệu suất 90% đối với hệ thống MHD. Giờ trần năng lượng từ trường đã bị phá vỡ, PUMP hướng đến mục tiêu đạt được bước đột phá để giải quyết các thách thức về vật liệu làm điện cực.'Khi dòng điện chạy qua điện cực, bọt khí sẽ hình thành trên bề mặt điện cực và điều này khiến điện cực bị cách ly, làm giảm hiệu suất. Khi bong bóng khí vỡ, chúng gây tổn hại cho điện cực. Vì vậy, các nhà khoa học hy vọng phát triển các mô hình máy tính để đánh giá tương tác của từ trường, thủy động lực học và các phản ứng điện hóa để điều chỉnh và tăng hiệu suất. DARPA đang tìm kiếm kiến thức chuyên môn trong tất cả các lĩnh vực để thành lập các nhóm giải quyết vấn đề này, bao gồm cả việc tận dụng hiểu biết về lớp phủ vật liệu mới được sử dụng trong ngành công nghiệp pin nhiên liệu và pin.
