Teknologi seperti fiksi ilmiah ini – yang disebut “propulsi gelombang ledakan plasma yang diinduksi laser serat bawah air” – dapat memiliki “prospek aplikasi yang luas di berbagai bidang seperti propulsi siluman untuk kapal selam”, kata mereka.
Tim proyek dipimpin oleh Ge Yang, profesor di sekolah teknik mesin dan elektronik di Universitas Teknik Harbin di provinsi Heilongjiang, tempat kapal selam pertama China dikembangkan.
Lompatan kemajuan teknologi persenjataan dan peralatan Angkatan Laut PLA dalam beberapa tahun terakhir terkait erat dengan institusi yang luas ini, yang berbasis di pusat manufaktur industri berat China timur laut.
Pemerintah AS telah memberlakukan sanksi berat dan blokade terhadap lebih dari 30.000 mahasiswa dan ilmuwan universitas.
Menurut sebuah makalah peer-review oleh tim Ge, yang diterbitkan dalam jurnal akademik China Acta Optica Sinica bulan lalu, teknologi pulsa sejumlah besar sinar laser bertenaga tinggi di sekitar kapal selam dari berbagai sudut.
“Metode ini juga dapat diterapkan pada senjata bawah air, menyebabkan fenomena superkavitasi, sehingga secara signifikan meningkatkan jangkauan proyektil, rudal bawah air, atau torpedo bawah air,” kata Ge dan rekan-rekannya.
Kemungkinan propulsi laser bawah air pertama kali diusulkan oleh para ilmuwan Jepang 20 tahun yang lalu. Idenya adalah menggunakan laser untuk menghasilkan plasma dalam air dan kemudian menggunakan gelombang ledakan yang dibentuk oleh ekspansi plasma untuk propulsi.
Sedikit kemajuan yang dibuat karena para ilmuwan merasa tidak mungkin untuk menghasilkan kekuatan pendorong ke arah tertentu, karena cara gelombang ledakan menyebar dari satu titik ke segala arah.
Sejumlah negara, termasuk China, mendanai penelitian lanjutan yang ekstensif, dengan satu pendekatan menjanjikan yang melibatkan pemuatan kekuatan gelombang peledakan ke partikel bola kecil yang terbuat dari logam atau bahan lainnya.
Ketika partikel-partikel ini, yang dikenal sebagai media kerja, pergi dengan kecepatan tinggi ke arah tertentu, mereka mengerahkan kekuatan yang berlawanan pada kapal selam, menurut hukum Newton.
Namun, sampai sekarang, semua upaya telah menghasilkan efisiensi yang sangat rendah, dengan 1 watt daya laser hanya menghasilkan sepersejuta newton dorong, yang tidak memiliki nilai aplikasi praktis.
Ge dan timnya mengatakan mereka telah memecahkan masalah, merancang mesin laser yang meningkatkan efisiensi mengubah laser menjadi daya dorong dengan tiga hingga empat kali lipat.
Bertentangan dengan pandangan umum komunitas riset global bahwa menambahkan perangkat pembatas akan menyebabkan kehilangan energi yang signifikan, para ilmuwan Cina menambahkan perangkat yang mirip dengan laras senapan ke ujung serat.
Menurut makalah itu, para peneliti memecahkan masalah kehilangan energi dengan menyesuaikan bentuk dan struktur internal laras, menghaluskan antarmuka serat barel menjadi bentuk-U.
Mereka juga menggunakan sepasang barel untuk membombardir partikel media kerja dan menambahkan struktur menonjol yang dirancang dengan hati-hati di dalam laras untuk mengurangi interaksi dan gesekan internal antara gelombang kejut, kata surat kabar itu.
01:33
Di dalam militer Tiongkok
Di dalam militer China
Beberapa teknologi di balik terobosan ini berasal dari bidang pertahanan kedirgantaraan, di mana China telah mengembangkan mesin propulsi listrik plasma canggih sebagai bagian dari investasi signifikan dalam penelitian senjata hipersonik.
Menurut makalah tersebut, bidang penelitian ini, yang melibatkan mekanisme fisik gelombang kejut peledakan dan media propulsi, memberikan wawasan berharga untuk desain dan pembuatan baling-baling laser bawah air.
Sementara reaktor nuklir di kapal selam menghasilkan lebih dari 150 megawatt tenaga panas – cukup untuk sistem propulsi laser – masih ada banyak tantangan yang harus diatasi sebelum teknologi dapat diterapkan pada kapal selam nuklir, kata tim tersebut.
Ini termasuk pembuangan panas dari serat optik, daya tahan di lingkungan berdaya tinggi dan salinitas tinggi, serta mencocokkan jendela emisi serat optik dengan ubin anechoic permukaan kapal selam.
02:06
Uji coba senjata hipersonik China ‘memiliki semua perhatian kami’, kata Jenderal AS Mark Milley
Uji coba senjata hipersonik China ‘memiliki semua perhatian kami’, kata Jenderal AS Mark Milley
Teknologi ini juga akan membutuhkan perubahan signifikan pada kemudi kapal selam dan metode kontrol permukaan, menurut surat kabar itu.
Para peneliti mengatakan bahwa terlepas dari tantangan ini, teknologi yang mengganggu ini sejalan dengan pergeseran global saat ini dari transmisi mekanis ke penggerak listrik murni dalam revolusi industri baru.
Selain aplikasi militer potensial, propulsi laser bawah air juga dapat diterapkan untuk meningkatkan efisiensi kapal sipil dan mencapai “pengiriman hijau”, kata tim Ge.