Getauchte U-Boote verraten ihre Bewegung in der Tiefe durch den Schall, den sie emittieren, namentlich durch Welle und Schrauben. Diese Geräusche werden unter Wasser besser fortgetragen als an der Oberfläche und heute lauschen nicht allein die Schiffe des Gegners, dazu kommen Horch-Bojen.
Entsprechend groß ist der Wunsch, U-Boote möglichst lautlos zu bewegen. In dem Film "Jagd auf Roter Oktober" von 1990 spielt Sean Connery den Kommandanten eines sowjetischen U-Bootes mit einem – rein fiktiven - Tarnkappenantrieb. Nun will die DARPA, die Entwicklungsstelle für das US-Militärs für Zukunftstechniken, einen magnetohydrodynamischen Antrieb (MHD) entwickeln.
Beschleunigung im Magnetfeld
Das Prinzip ist einfach und schon lange bekannt. Normalerweise "schaufelt" sich eine Schraube durch das Wasser und bringt so das Boot voran. Beim MHD-Antrieb wird das Wasser elektrisch aufgeladen und dann von einem elektromagnetischen Feld beschleunigt. Das Wasser wird um das Boot herum gesaugt. Wie bei der Schraube entsteht so der Impuls für das Boot, allerdings ohne beweglichen mechanische Teile, die Lärm verursachen können. Und mit weniger Turbulenzen im Wasser.
Der ideale Stealth-Antrieb für U-Boote. So einfach die Idee ist, ist sie in der praktischen Umsetzung gescheitert, weil die Spulen zu groß waren und zu viel Strom verbrauchten. Hinzu kam die Abnutzung der Elektroden im Meereswasser.
Doch in den letzten Jahren gab es erhebliche Fortschritte beim Bau leistungsstarker elektrischer Magnetfelder. Diese führten zu einer Welle an Rekorden in der Fusionstechnik und diese neue Form von Spulen ist auch für die Technik von Magnetschwebebahnen wichtig.
Die DARPA glaubt nun, dass es mit dieser Technik möglich sein könnte, den elektromagnetischen Stealth-Antrieb zu entwickeln und hat das Programm Principles of Undersea Magnetohydrodynamic Pumps (PUMP) gestartet. In 42 Monaten soll ein militärisch nutzbarer MHD-Antrieb entwickelt werden.
Starke Felder mit hohem Wirkungsgrad
"Der bisher beste Wirkungsgrad eines magnetohydrodynamischen Antriebs wurde 1992 auf der Yamato-1 nachgewiesen, einem 30 m langen Schiff, das bei einer Magnetfeldstärke von etwa 4 Tesla eine Geschwindigkeit von 6,6 Knoten mit einem Wirkungsgrad von etwa 30 Prozent erreichte", sagte Susan Swithenbank, die Programmmanagerin der DARPA.
"In den letzten Jahren hat die kommerzielle Fusionsindustrie Fortschritte bei REBCO-Magneten (Rare-Earth Barium Copper Oxide) gemacht." Große Magnetfelder von bis zu 20 Tesla wurden vorgeführt, mit denen sich in einem magnetohydrodynamischen Antrieb ein Wirkungsgrad von 90 Prozent erzielen ließe, und diese Entwicklung ist es wert, weiterverfolgt zu werden. "Nun, da die Decke bei der Erzeugung hoher Magnetfelder durchbrochen wurde, strebt PUMP einen Durchbruch bei der Lösung des Problems der Elektrodenmaterialien an.”
Auf den Elektroden bilden sich Gasblasen, wenn diese zusammenbrechen, wirken starke mechanische Kräfte auf die Elektroden. "Wir hoffen, Erkenntnisse über neuartige Materialbeschichtungen aus der Brennstoffzellen- und Batterieindustrie nutzen zu können, da sie mit dem gleichen Problem der Blasenbildung zu tun haben", so Swithenbank. "Wir suchen nach Fachwissen aus allen Bereichen, um Teams zu bilden, die uns dabei helfen, endlich einen militärisch relevanten magnetohydrodynamischen Antrieb zu realisieren."
Quelle: Naval Technology, DARPA
