เซาท์ไชน่ามอร์นิ่งโพสต์ - จีนศึกษาคิดค้นสำเร็จไปอีกขั้นหนึ่งแล้วในการสร้างเรือดำน้ำความเร็วเหนือเสียง โดยตั้งเป้าหมายในอนาคตเดินทางจากนครเซี่ยงไฮ้ถึงนครซานฟรานซิสโก้ของสหรัฐฯ ภายในเวลาไม่ถึง 2 ชม.
คณะนักวิทยาศาสตร์ประจำห้องปฏิบัติการวิจัยการไหลและการถ่ายเทความร้อนที่ซับซ้อนของสถาบันเทคโนโลยีฮาร์บิน ( Harbin Institute of Technology’ s Complex Flow and Heat Transfer Lab) สามารถคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ ซึ่งทำให้เรือดำน้ำ หรือตอร์ปิโดสามารถเคลื่อนที่ใต้น้ำได้ด้วยความเร็วสูงสุด โดยศาสตราจารย์ หลี่ เฟิงเฉิน แห่งภาควิชาวิศวกรรมและเครื่องจักรกลของไหล ( fluid machinery and engineering) เปิดเผยว่า การค้นพบใหม่นี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์จีนสามารถสร้างโพรงอากาศ ที่มีความละเอียดซับซ้อนสำหรับการเคลื่อนที่ใต้น้ำอย่างรวดเร็ว โดยสามารถแก้ไขปัญหาสำคัญ 2 ข้อของเทคโนโลยีการสร้างโพรงอากาศยิ่งยวด (supercavitation) ซึ่งสหภาพโซเวียตเป็นผู้คิดค้นในยุคสงครามเย็นได้สำเร็จ
“เราตื่นเต้นกับศักยภาพของมันมากทีเดียวครับ” เขากล่าว
ทั้งนี้ น้ำมีแรงต้านมากกว่าอากาศ ดังนั้น เรือดำน้ำธรรมดาจึงไม่สามารถเดินทางได้เร็วเท่าเครื่องบิน อย่างไรก็ตาม การสร้างโพรงอากาศยิ่งยวดของโซเวียต ซึ่งเป็นฟองอากาศขนาดห่อหุ้มเรือดำน้ำได้ ทั้งลำ ทำให้พิชิตด่านแรงต้านของน้ำไปได้ โดยตอร์ปิโด Shakval ของโซเวียต ซึ่งใช้เทคโนโลยีนี้ สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วไม่ต่ำกว่า 370 กม.ต่อชม. ซึ่งเร็วกว่าตอร์ปิโดธรรมดาอย่างมากมาย
ตามทฤษฎีนั้น ยาน ซึ่งอาศัยโพรงอากาศยิ่งยวดสามารถแล่นใต้น้ำได้เร็วเท่าความเร็วของเสียง หรือราว 5,800 กิโลเมตรต่อชม. ซึ่งจะลดเวลาการเดินทางของเรือดำน้ำข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเหลือไม่ถึง 1 ชม. และข้ามมหาสมุทรแปซิฟิก โดยใช้เวลาราว 100 นาที จากรายงานของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในปี 2544
อย่างไรก็ตาม ปัญหาใหญ่ 2 ข้อของโพรงอากาศยิ่งยวดก็คือยานดำน้ำต้องถูกปล่อยออกไปด้วยความเร็วสูงประมาณ 100 กิโลเมตรต่อชม. เพื่อสร้างและรักษาโพรงอากาศเอาไว้
นอกจากนั้น การบังคับทิศทางของเรือที่ใช้เทคโนโลยีนี้โดยใช้กลไกควบคุมแบบที่มีอยู่ทั่วไป เช่น หางเสือ ซึ่งเมื่ออยู่ภายในโพรงอากาศ โดยไม่ได้สัมผัสกับน้ำโดยตรงนั้น เป็นสิ่งที่ทำได้ยากอย่างยิ่ง
ด้วยเหตุนี้เอง การใช้เทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวดจึงยังจำกัดเฉพาะแค่ยานไร้คนขับ เช่น ตอร์ปิโด อย่างไรก็ตาม ตอร์ปิโดนี้เกือบทั้งหมดยิงออกไปได้ในแนวตรง เพราะความสามารถในการเลี้ยวมีจำกัด
อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ของจีนพบทางออกของปัญหาทั้ง 2 ข้อนี้ โดยใช้เทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวด กับเทคโนโลยีระบบกันซึมชนิดเหลว ( liquid-membrane technology) ร่วมกัน โดยเมื่ออยู่ในน้ำ ยานโพรงอากาศยิ่งยวดจะ “โปรย”เยื่อของเหลวบาง ๆ ชนิดพิเศษห่อหุ้มผิวตัวยานไว้ แม้ระบบกันซึมนี้อาจถูกน้ำฉีกขาด แต่ในเวลาเดียวกันมันก็จะลดแรงต้านของน้ำ ขณะยานเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ
เมื่อยานเคลื่อนที่ด้วยความเร็วถึง 75 กม.ต่อชม. ยานก็จะเข้าสู่สภาวะโพรงอากาศยิ่งยวด เยื่อของเหลว ที่มนุษย์สร้างหุ้มผิวเรือนี้ยังอาจช่วยควบคุมทิศทางของยานได้อีกด้วย
อย่างไรก็ตาม ศาสตราจารย์หลี่ระบุว่า ยังมีอีกหลายปัญหา ที่ต้องแก้ไข ก่อนที่การเดินทางด้วยเรือดำน้ำเร็วกว่าเสียงจะกลายเป็นความจริง อาทิ การสร้างเครื่องยนต์จรวดใต้น้ำ ที่สามารถยิงยานในระยะที่ไกลมากขึ้น โดยพิสัยการยิงของตอร์ปิโดรัสเซีย ที่ใช้เทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวดไปได้ไกลเพียง 11 กม. และ 15 กม.เท่านั้น
ศาสตราจารย์หลี่ระบุว่า ในอนาคตเทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวดจะไม่ใช้เฉพาะในการทหารเท่านั้น แต่อาจนำไปสู่การสร้างยานขนส่งพลเรือนใต้น้ำ หรือชุดว่ายน้ำ ที่ลดแรงต้านของน้ำได้อย่างมากอีกด้วย
ทั้งนี้ นอกจากรัสเซียแล้ว ยังมีอีกหลายประเทศ เช่น เยอรมนี อิหร่าน และสหรัฐฯ ที่กำลังคิดค้นพัฒนายาน หรืออาวุธ ที่ใช้เทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวด แต่จะมีความก้าวหน้าแค่ไหน ไม่มีใครทราบได้อย่างชัดเจน เนื่องจากถือเป็นความลับทางการทหารนั่นเอง
คณะนักวิทยาศาสตร์ประจำห้องปฏิบัติการวิจัยการไหลและการถ่ายเทความร้อนที่ซับซ้อนของสถาบันเทคโนโลยีฮาร์บิน ( Harbin Institute of Technology’ s Complex Flow and Heat Transfer Lab) สามารถคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ ซึ่งทำให้เรือดำน้ำ หรือตอร์ปิโดสามารถเคลื่อนที่ใต้น้ำได้ด้วยความเร็วสูงสุด โดยศาสตราจารย์ หลี่ เฟิงเฉิน แห่งภาควิชาวิศวกรรมและเครื่องจักรกลของไหล ( fluid machinery and engineering) เปิดเผยว่า การค้นพบใหม่นี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์จีนสามารถสร้างโพรงอากาศ ที่มีความละเอียดซับซ้อนสำหรับการเคลื่อนที่ใต้น้ำอย่างรวดเร็ว โดยสามารถแก้ไขปัญหาสำคัญ 2 ข้อของเทคโนโลยีการสร้างโพรงอากาศยิ่งยวด (supercavitation) ซึ่งสหภาพโซเวียตเป็นผู้คิดค้นในยุคสงครามเย็นได้สำเร็จ
“เราตื่นเต้นกับศักยภาพของมันมากทีเดียวครับ” เขากล่าว
ทั้งนี้ น้ำมีแรงต้านมากกว่าอากาศ ดังนั้น เรือดำน้ำธรรมดาจึงไม่สามารถเดินทางได้เร็วเท่าเครื่องบิน อย่างไรก็ตาม การสร้างโพรงอากาศยิ่งยวดของโซเวียต ซึ่งเป็นฟองอากาศขนาดห่อหุ้มเรือดำน้ำได้ ทั้งลำ ทำให้พิชิตด่านแรงต้านของน้ำไปได้ โดยตอร์ปิโด Shakval ของโซเวียต ซึ่งใช้เทคโนโลยีนี้ สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วไม่ต่ำกว่า 370 กม.ต่อชม. ซึ่งเร็วกว่าตอร์ปิโดธรรมดาอย่างมากมาย
ตามทฤษฎีนั้น ยาน ซึ่งอาศัยโพรงอากาศยิ่งยวดสามารถแล่นใต้น้ำได้เร็วเท่าความเร็วของเสียง หรือราว 5,800 กิโลเมตรต่อชม. ซึ่งจะลดเวลาการเดินทางของเรือดำน้ำข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเหลือไม่ถึง 1 ชม. และข้ามมหาสมุทรแปซิฟิก โดยใช้เวลาราว 100 นาที จากรายงานของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในปี 2544
อย่างไรก็ตาม ปัญหาใหญ่ 2 ข้อของโพรงอากาศยิ่งยวดก็คือยานดำน้ำต้องถูกปล่อยออกไปด้วยความเร็วสูงประมาณ 100 กิโลเมตรต่อชม. เพื่อสร้างและรักษาโพรงอากาศเอาไว้
นอกจากนั้น การบังคับทิศทางของเรือที่ใช้เทคโนโลยีนี้โดยใช้กลไกควบคุมแบบที่มีอยู่ทั่วไป เช่น หางเสือ ซึ่งเมื่ออยู่ภายในโพรงอากาศ โดยไม่ได้สัมผัสกับน้ำโดยตรงนั้น เป็นสิ่งที่ทำได้ยากอย่างยิ่ง
ด้วยเหตุนี้เอง การใช้เทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวดจึงยังจำกัดเฉพาะแค่ยานไร้คนขับ เช่น ตอร์ปิโด อย่างไรก็ตาม ตอร์ปิโดนี้เกือบทั้งหมดยิงออกไปได้ในแนวตรง เพราะความสามารถในการเลี้ยวมีจำกัด
อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ของจีนพบทางออกของปัญหาทั้ง 2 ข้อนี้ โดยใช้เทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวด กับเทคโนโลยีระบบกันซึมชนิดเหลว ( liquid-membrane technology) ร่วมกัน โดยเมื่ออยู่ในน้ำ ยานโพรงอากาศยิ่งยวดจะ “โปรย”เยื่อของเหลวบาง ๆ ชนิดพิเศษห่อหุ้มผิวตัวยานไว้ แม้ระบบกันซึมนี้อาจถูกน้ำฉีกขาด แต่ในเวลาเดียวกันมันก็จะลดแรงต้านของน้ำ ขณะยานเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ
เมื่อยานเคลื่อนที่ด้วยความเร็วถึง 75 กม.ต่อชม. ยานก็จะเข้าสู่สภาวะโพรงอากาศยิ่งยวด เยื่อของเหลว ที่มนุษย์สร้างหุ้มผิวเรือนี้ยังอาจช่วยควบคุมทิศทางของยานได้อีกด้วย
อย่างไรก็ตาม ศาสตราจารย์หลี่ระบุว่า ยังมีอีกหลายปัญหา ที่ต้องแก้ไข ก่อนที่การเดินทางด้วยเรือดำน้ำเร็วกว่าเสียงจะกลายเป็นความจริง อาทิ การสร้างเครื่องยนต์จรวดใต้น้ำ ที่สามารถยิงยานในระยะที่ไกลมากขึ้น โดยพิสัยการยิงของตอร์ปิโดรัสเซีย ที่ใช้เทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวดไปได้ไกลเพียง 11 กม. และ 15 กม.เท่านั้น
ศาสตราจารย์หลี่ระบุว่า ในอนาคตเทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวดจะไม่ใช้เฉพาะในการทหารเท่านั้น แต่อาจนำไปสู่การสร้างยานขนส่งพลเรือนใต้น้ำ หรือชุดว่ายน้ำ ที่ลดแรงต้านของน้ำได้อย่างมากอีกด้วย
ทั้งนี้ นอกจากรัสเซียแล้ว ยังมีอีกหลายประเทศ เช่น เยอรมนี อิหร่าน และสหรัฐฯ ที่กำลังคิดค้นพัฒนายาน หรืออาวุธ ที่ใช้เทคโนโลยีโพรงอากาศยิ่งยวด แต่จะมีความก้าวหน้าแค่ไหน ไม่มีใครทราบได้อย่างชัดเจน เนื่องจากถือเป็นความลับทางการทหารนั่นเอง
