چین ژنراتور مافوق صوت نظامی خود را معرفی کرد

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از ساوث چاینا مورنینگ پست(SCMP)، گروهی از پژوهشگران مستقر در پکن، ژنراتوری ابداع کرده‌اند که قابلیت تبدیل گاز داغ در سرعت‌های مافوق صوت به جریان الکتریکی قدرتمند را دارد و برق تولید شده توسط آن می‌تواند برای تامین انرژی لیزرهای نظامی، سلاح‌های مایکروویو، ریل‌گان(تفنگ‌های ریلی) و سایر سلاح‌های انرژی ضربه‌ای استفاده شود.

پژوهشگران چینی می‌گویند که این ژنراتور مگنتوهیدرودینامیک(MHD) بیش از ۱۰ برابر توان تولید شده در آزمایش‌های قبلی را تولید می‌کند.

به گفته ژانگ شیائویوآن(Zhang Xiaoyuan) رهبر این پروژه از مؤسسه مکانیک در آکادمی علوم چین و همکارانش، ژنراتور MHD هیچ بخش چرخشی ندارد که از جمله مزایای منحصر به فرد آن است.

این پژوهشگران در مقاله‌ای گفتند که این ژنراتور همچنین ظرفیت زیاد و کارایی بالایی دارد و در عین حال نیازی به اجزای ذخیره انرژی میانی نیست و انرژی را می‌توان مستقیماً بدون سوئیچ با قدرت بالا به بار منتقل کرد و همچنین این دستگاه می‌تواند به سرعت راه‌اندازی شود.

این دستگاه با امواج ضربه‌ای، گاز بی‌اثر را به پلاسمای بسیار رسانا تبدیل می‌کند که با فشرده سازی و شتاب دادن گاز آرگون به سرعت ۱۴ ماخ یا ۱۴ برابر سرعت صوت با ذرات گرم و باردار الکتریکی بارگیری می‌شود.

گاز بی اثر گازی است که تحت مجموعه‌ای از شرایط معین در واکنش‌های شیمیایی شرکت نمی‌کند. گازهای نجیب اغلب با بسیاری از مواد واکنش نمی‌دهند و از لحاظ تاریخی به آنها گازهای بی‌اثر گفته می‌شد. از گازهای بی‌اثر به ‌طور کلی برای جلوگیری از واکنش‌های شیمیایی ناخواسته تخریب نمونه استفاده می‌شود. این واکنش‌های شیمیایی نامطلوب اغلب واکنش‌های اکسیداسیون و هیدرولیز با اکسیژن و رطوبت موجود در هوا هستند. اصطلاح گاز بی‌اثر وابسته به شرایط است، زیرا می‌توان چندین ماده از گازهای نجیب را در شرایط خاص واکنش داد.

گازهای پالایش شده آرگون و نیتروژن به دلیل فراوانی طبیعی زیاد و هزینه نسبی پایین بیشتر به عنوان گازهای بی‌اثر مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک گاز بی‌اثر برخلاف گازهای نجیب، لزوماً عنصر نیست و به صورت یک گاز ترکیبی است.

پژوهشگران چینی می‌گویند این سیستم جدید تنها با استفاده از یک لیتر گاز مافوق صوت، پالس‌های سریع جریان الکتریکی تا ۲۱۲ کیلووات را در طول آزمایش‌ها تولید کرده است.

به گفته این گروه پژوهشی، یک گیگاوات برق می‌تواند تنها از ۵ متر مکعب پلاسمای مافوق صوت تولید شود.

ژنراتور مگنتوهیدرودینامیک

انرژی یون‌های متحرک سریع توسط ژنراتور MHD که یک دستگاه لوله‌ای شکل است، گرفته و به برق تبدیل می‌شود.

ژنراتور MHD بر خلاف تکنیک‌های معمولی تولید برق، شامل قطعات چرخنده نیست و به اجزای ذخیره انرژی متوسط نیاز ندارد، بلکه یک سیستم ساده، مؤثر و با ظرفیت بالا است که می‌تواند برای کاربردهای نظامی مانند سلاح‌های مایکروویو با قدرت بالا استفاده شود.

سیستم این ژنراتور انفجارهایی را ایجاد می‌کند که گاز را به پلاسما تبدیل می‌کند و سپس انرژی پلاسما را به برق پرقدرت تبدیل می‌کند.

پژوهشگران می‌گویند: محققان دیگر سعی کرده‌اند از دینامیت برای تولید امواج ضربه‌ای مافوق صوت در یک ژنراتور MHD استفاده کنند، اما این رویکرد به مواد منفجره شیمیایی زیادی نیاز داشت و به دلیل نگرانی‌های ایمنی کنار گذاشته شد.

فرآیند فوق‌العاده برای تولید انرژی

به گفته یک پژوهشگر مستقر در پکن که در این مطالعه جدید مشارکت نداشته است، تبدیل انرژی انفجاری به برق کار آسانی نیست.

وی می‌گوید: گروه ژانگ توانسته است همزمان به سرعت و دمای بسیار بالایی دست یابد. مدیریت چنین انفجارهایی بسیار چالش برانگیز است و جامعه از رام کردن این روش خطرناک برای تولید انرژی سود زیادی خواهد برد.

وی افزود: اگر این فناوری در تولید برق کاربرد پیدا کند، ممکن است ما یک «متشکرم» بزرگ به سلاح‌های مافوق صوت بدهکار شویم.

سیستم‌های احتراق معمولی نمی‌توانند سیالات یونیزه را برای تولید برق با توان بالا به ‌اندازه کافی شتاب دهند، چرا که این کار نیاز به تأسیسات عظیم با اجزای مکانیکی متعدد و تعمیر و نگهداری منظم دارد.

از طرف دیگر، ژنراتور MHD می‌تواند برق با توان بالا را در یک سیستم ساده و فشرده تولید کند.

به گفته محققان، این سیستم می‌تواند راه حلی برای برخی از دشوارترین چالش‌ها در توسعه سلاح‌های انرژی ضربه‌ای ارائه دهد.

چالش‌ها

ادعا می‌شود که این سیستم پتانسیل‌های زیادی دارد، اما عوارض خاصی نیز دارد.

کاربران نظامی این فناوری ممکن است در استفاده از آن شک داشته باشند، چرا که این سیستم‌ها چالش‌های فنی زیادی دارند. از طرفی، انفجاری که الکتریسیته تولید می‌کند نیز ممکن است صدای بلندی ایجاد کند که محل اسلحه را مشخص می‌کند.

علاوه بر این، بارگیری مجدد غشاهای تازه بعد از هر شلیک می‌تواند در میدان جنگ چالش برانگیز باشد، مگر اینکه این کار خودکار شود و به سرعت و به طور موثر انجام شود.

گفتنی است که یک مگاوات الکتریسیته یا بیشتر برای برخی از سلاح‌های لیزری قدرتمندی که در حال حاضر برای نابود کردن یک هدف در فواصل دور در حال توسعه هستند، مورد نیاز است.

بر اساس گزارش‌ها، چین در حال کار بر روی یک سلاح مایکروویو با قدرت بالا است که می‌تواند برای مختل یا ساقط کردن ماهواره‌ها و هواپیماها استفاده شود.

این مطالعه برای اولین بار در مجله چینی Theoretical and Applied Mechanics بررسی همتا و منتشر شده است.