Επιστήμονες στην Κίνα πραγματοποίησαν δοκιμές που αποδεικνύουν ότι ένας πυραυλοκινητήρας στερεών καυσίμων μπορεί να αναφλεγεί σε βάθος 200 μέτρων κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, πολύ βαθύτερα από το συνηθισμένο για εκτοξεύσεις υποβρύχιων πυραύλων. Αυτή η εξέλιξη ανοίγει νέες προοπτικές για την ανάπτυξη συστημάτων όπλων που θα λειτουργούν σε μεγάλα βάθη.
Οι βαλλιστικοί πύραυλοι που εκτοξεύονται από υποβρύχια αποτελούν βασικό πυλώνα της στρατηγικής αποτροπής για πυρηνικές δυνάμεις, όπως οι Γάλλοι με τον πύραυλο M51, οι Αμερικανοί με το σύστημα Trident και οι Κινέζοι με τη σειρά Julang. Με αυτούς τους πυραύλους, τα υποβρύχια, κινούμενα αθόρυβα στα βάθη των ωκεανών, μπορούν να εξαπολύσουν χτυπήματα από σχεδόν οπουδήποτε. Ωστόσο, η διαδικασία είναι τεχνικά σύνθετη, με κάθε βήμα να παρουσιάζει δυσκολίες, από την υποβρύχια ανάφλεξη μέχρι την ελεγχόμενη έξοδο και σταθερή άνοδο. Για αυτόν τον λόγο, τέτοιοι πύραυλοι εκτοξεύονται συνήθως από βάθος περίπου 30 μέτρων.
Μια ομάδα επιστημόνων στην κεντρική Κίνα επιδιώκει να βρει τρόπους για να επιτύχει τον στρατιωτικό στόχο της εκτόξευσης αυτών των όπλων από μεγαλύτερα βάθη, «εκατοντάδων μέτρων, ή ακόμα και βαθύτερα». Αυτό θα μπορούσε να διευρύνει τις δυνατότητες στρατηγικών πυραυλικών εγκαταστάσεων της Κίνας, μετατοπίζοντάς τες από την ξηρά σε εκτεταμένες υδάτινες περιοχές, όπως η Θάλασσα της Νότιας Κίνας, ενισχύοντας έτσι τις δυνατότητες πυρηνικής αποτροπής της χώρας.
Για να ελέγξουν τη δυνατότητα αυτή, οι μηχανικοί Li Yiming και You Chuang πραγματοποίησαν δοκιμές υποβρύχιας ανάφλεξης σε έναν πυραυλοκινητήρα στερεών καυσίμων σε προσομοιωμένο βάθος 200 μέτρων. Οι ερευνητές, από το Ινστιτούτο Μηχανικής Μηχανο-Ηλεκτρικών Συστημάτων και το Βασικό Εργαστήριο Υποβρύχιων Έξυπνων Εξοπλισμών στο Zhengzhou της επαρχίας Henan, δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στην έκδοση Φεβρουαρίου του κινεζικού επιστημονικού περιοδικού Tactical Missile Technology.
«Οι πυραυλοκινητήρες στερεών καυσίμων χαρακτηρίζονται από απλή κατασκευή, υψηλή αξιοπιστία και ανώτερες δυνατότητες αποφυγής εντοπισμού», έγραψε ο Li στην έρευνά του. «Αυτό τους καθιστά την κορυφαία επιλογή για προ-τοποθετημένα όπλα, όπως πύραυλοι που εκτοξεύονται από υποβρύχια και ακουστικά νάρκες ακριβείας για βαθιά νερά. Ωστόσο, λόγω του κόστους και των συνθηκών, οι δοκιμές σε ανοιχτά ύδατα διεξάγονται επί του παρόντος σε σχετικά ρηχά βάθη, κυρίως κάτω από 100 μέτρα», πρόσθεσε, επισημαίνοντας ότι αυτό δεν αρκεί για την αξιολόγηση της σκοπιμότητας εκτόξευσης προ-τοποθετημένων υποβρύχιων όπλων.
Για να δοκιμάσουν τον κινητήρα σε μεγαλύτερο βάθος, η ομάδα ανέπτυξε αυτό που ονόμασαν «πλατφόρμα πειραματικής προσομοίωσης περιβάλλοντος βαθιών νερών». Ανέφεραν ότι η πλατφόρμα σχεδιάστηκε για να αναπαράγει την ώθηση και τη ροή των καυσαερίων ενός στερεού κινητήρα σε βάθος 200 μέτρων. Περιλαμβάνει μια προσομοιωμένη δεξαμενή έρματος για δοκιμές ανάφλεξης του κινητήρα, μια δεξαμενή για τη διατήρηση σταθερής πίεσης νερού, ένα σύστημα για την προσομοίωση διαφορετικών βάθων με πεπιεσμένο αέρα, καθώς και αισθητήρες και κάμερες υψηλής ταχύτητας για τη μέτρηση της πίεσης, της ώθησης και της ροής των καυσαερίων.
Ο πειραματικός κινητήρας χρησιμοποίησε ένα προωθητικό στερεού καυσίμου, γνωστό ως υδροξυλο-τερματισμένη πολυβουταδιένιο (hydroxyl-terminated polybutadiene), με μάζα εκρηκτικού φορτίου 2,2 κιλών και χρόνο καύσης περίπου 5 δευτερόλεπτα. Σε προσομοιωμένο βάθος 200 μέτρων, η πίεση καύσης του κινητήρα ταίριαζε με τα επίπεδα δοκιμών εδάφους, χωρίς σημαντικές ταλαντώσεις, δείχνοντας ότι μπορούσε να λειτουργήσει αξιόπιστα υπό πίεση βαθιάς θάλασσας, σύμφωνα με την έρευνα.
Αναφέρθηκε ότι κατά τις αρχικές στιγμές της ανάφλεξης, το ρεύμα αερίου αλληλεπιδρούσε έντονα με το νερό, παράγοντας σύντομες διακυμάνσεις στην πίεση και την ώθηση. Ωστόσο, οι διακυμάνσεις διήρκεσαν μόνο μερικές δεκάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά την ανάφλεξη, και η ώθηση σταθεροποιήθηκε μόλις διαμορφώθηκε πλήρως το κανάλι του ρεύματος αερίου.
Η ομάδα ανέφερε ότι, σε σύγκριση με μια δοκιμή εδάφους, η ώθηση του κινητήρα μειώθηκε κατά 32,7% σε υποβρύχιο βάθος 200 μέτρων. Αυτό το εύρημα είναι σύμφωνο με μια αριθμητική προσομοίωση που διεξήχθη από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Πεκίνου τον Ιούλιο του περασμένου έτους, η οποία έδειξε ότι σε βάθος 300 μέτρων, η μέση ώθηση κατά τη φάση εκκίνησης του κινητήρα θα μπορούσε να μειωθεί κατά 42,8% έως 47,1% σε σύγκριση με την ώθηση στο επίπεδο του εδάφους.
Οι ερευνητές από το Zhengzhou δήλωσαν ότι η πλατφόρμα προσομοίωσης τους βοήθησε να κατανοήσουν πώς συμπεριφέρονται οι πυραυλοκινητήρες στερεών καυσίμων υπό υψηλή πίεση, σε περιορισμένους χώρους, και κατά την αλληλεπίδραση με αέριο και νερό. Υπογράμμισαν ότι τα αποτελέσματα της μελέτης τους θα μπορούσαν να ενημερώσουν τον σχεδιασμό συστημάτων ισχύος για πυραύλους που εκτοξεύονται από υποβρύχια, την αξιολόγηση της ασφάλειας εκτόξευσης και την ανάπτυξη συστημάτων όπλων επόμενης γενιάς για βαθιά νερά.
