Французы разработали новую «стелс-технологию» для атомных подводных лодок

Французские разработчики предложили использовать в атомных подводных лодках новое противогидролокационное покрытие

Первая в мире атомная подводная лодка USS «Nautilus» (SSN-571) на ходовых испытаниях. Фото с сайта wikimedia.org

Подробности о новой «стелс-технологии» были опубликованы в журнале Physical Review B.

Звук связан с распространением в среде механических колебаний, а скорость звука в веществе увеличивается с уменьшением его сжимаемости, что приводит к тому, что акустические волны в воде распространяются в четыре раза быстрее, чем в воздухе.

Как правило, корпуса военных подводных лодок оснащаются специальными покрытиями, поглощающими приходящее излучение от активных гидролокаторов, что затрудняет их обнаружение противником. Такие покрытия, как правило, представляют собой специальные перфорированные прорезиненные пластины, покрывающие металлический корпус субмарины. Звукопоглощение пластин обуславливается их материалом, а также размерами и геометрией.

Толщина пластин равняется нескольким сантиметрам, а предложенное французскими учеными покрытие имеет толщину всего в несколько миллиметров. При этом покрытие, отмечают разработчики, способно поглотить более 99% энергии достигающих его звуковых волн.

Новое покрытие имеет слой периодически расположенных воздушных карманов, которые играют роль амортизаторов, гасящих давление звуковой волны.

Для упрощения задачи разработчики решили использовать карманы в виде сферических пузырей. Система таких воздушных пузырьков поглощает звуковые волны, которые падают на нее.

Отметим, что идея применения таких поглотителей волн была известна довольно давно, но, по словам авторов работы, только сейчас благодаря компьютерному моделированию им удалось аккуратно подобрать параметры нового материала, а также проверить сделанные выводы опытным путем.

Как отмечают ученые, поглощение энергии зависит от упругих свойств резины и радиуса пузырька. Сейчас разработчикам удалось получить уравнение, которое связывает (в использованном ими приближении) свойство звукоизоляции для определенной частоты с особенностями материала и размерами воздушной полости.

Для проведения опытов были использованы мегагерцовые волны, направленные на полимерные плоскости толщиной 230 микрометров, которые были установлены на стальной подложке.

В настоящее время разработчики не проводили экспериментов со звуковыми волнами (частотой от 16 герц до 20 килогерц), но согласно их расчетам, полимерное покрытие толщиной до 4 миллиметров с пузырьками диаметром в 2 миллиметра способно поглощать такую падающую волну.

Ученые говорят, что энергия отраженных волн оказывается почти в сто раз меньше, чем падающих. По словам авторов работы, по сравнению с существующими сейчас аналогами, новые материалы являются более тонкими и они вполне могут быть использованы в покрытиях будущих субмарин.