Technologie

Überschall im Wasser: Chinesische U-Boote sollen Atlantik in 60 Minuten überwinden

Lesezeit: 3 min
06.09.2014 00:25
Die Chinesen melden eine interessante Militär-Innovation: das Überschall-U-Boot. Es soll mit 5.800 km/h durch das Wasser gleiten. Die enorme Geschwindigkeit erzeugt dabei eine Luftblase unter Wasser. Die Technologie soll bei Torpedos und U-Booten zum Einsatz kommen.

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Die neue Technologie wurde von einem Team von Wissenschaftlern am Harbin Institut of Technology entwickelt. Das dortige „Complex Flow and Heat Transfer Lab“ beschäftigt sich dem Titel nach mit komplexer Übertragung von Fluss und Wärme. Als Ergebnis hat das Labor eine Lösung erforscht, wie sich U-Boote oder auch Torpedos deutlich schneller unter Wasser bewegen können.

Li Fengchen, Professor für Fluidtechnik, ist optimistisch: „Dank unserem innovativem Ansatz, sind wir jetzt in der Lage die komplizierte Luftblase zu kreieren, die für den schnellen Transport unter Wasser notwendig ist. Wir sind sehr gespannt auf das Potential der Erfindung“, zitiert ihn Time.

Laut einem Report von kalifornischen Institut für Technologie sind mit der Technik Geschwindigkeiten von bis zu 5.800 km/h möglich. Der Atlantik könnte somit in unter einer Stunde überquert werden.

Was diese Technologie so kompliziert macht, ist der Widerstand des Wassers. Dieser ist um einiges größer als der Luftwiderstand und der Hauptgrund, warum konventionelle U-Boote einfach langsamer sind als Flugzeuge. Doch das Verhältnis könnte sich schon bald umdrehen.

Ganz so neu ist die Idee wiederum nicht. Während des Kalten Krieges hatte die Sowjetunion bereits an einer solchen Technik gearbeitet. Was damals als Superkavitation bekannt wurde, ist die Basis für die Neuauflage dieser Theorie. Kernpunkt der Kavitation ist ein Körper, der von sehr schneller Flüssigkeit umströmt wird. Durch die Verdrängung entsteht ein derart hoher Druck, dass die Flüssigkeit in Dampf umgewandelt wird.

Die Idee ist also durch rasantes Tempo eine künstliche Luftblase unter Wasser zu erzeugen. Das wiederum lässt den Widerstand sinken und deshalb kann das Objekt sich schneller bewegen. Mit dieser Technik schaffte es die Sowjetunion immerhin Torpedos auf 370 km/h zu beschleunigen, was zum damaligen Zeitpunkt viel schneller war, als die Unterwassergeschosse der Konkurrenz.

Bei der Deutschen Marine gab es 2005 ein vergleichbares Projekt, dass vom Konzern Diehl BGT Defence entwickelt wurde. Dabei wurden Torpedos produziert, die rund 216 Knoten, also über 400 km/h erreichen und dabei noch gelenkt werden können. Trotz dieser Entwicklung sind aber andere Torpedos aus Deutschland weiter verbreitet. Insbesondere das SeaHake mod 4 von Atlas Elektronik hat weltweite Abdeckung. So wird es von 18 Seestreitkräften auf über 150 U-Booten verwendet.

Doch all die interessanten Vorteile durch hohe Geschwindigkeiten unter Wasser stehen auch ebenso vielen Nachteilen gegenüber. Aus ökologischer Sicht ist es durchaus fragwürdig, wie viel Schaden ein so schnelles U-Boot in den Ozeanen anrichten würde. Wer jedoch die Technologie für Torpedos und Kampfschiffe nutzt, hat meist andere Ziele, als den Erhalt von Flora und Fauna im Wasser. Unabhängig vom Effekt für Pflanzen und Tiere standen die Ingenieure bisher vor zwei riesigen Problemen:

Zum einen muss das U-Boot ein Tempo von 100 km/h erreichen, damit die Luftblase aufgebaut und gehalten werden kann. Die eingesetzten U-Boote der einzelnen Nationen kommen heutzutage aber gerade einmal auf 25 bis 30 Knoten. Das bedeutet die derzeitige Höchstgeschwindigkeit liegt zwischen 45 und 55 km/h. Demnach schafft momentan selbst ein SSN, also ein atomgetriebenes Jagd-U-Boot, nur knapp die Hälfte der erforderlichen Geschwindigkeit.

Das andere Problem ist die Lenkung, bzw. generell, ob die U-Boote bei diesem Tempo überhaupt gelenkt werden können. Wobei die Schnelligkeit dabei gar nicht das größte Problem ist. Das U-Boot befindet sich bei der Fahrt in einer Luftblase, die mit 5.800 km/h durch das Wasser gleitet. Das Ruder liegt aber am U-Boot und damit in der Blase. Würde die Crew damit lenken, würde gar nichts geschehen.

Deshalb war die Anwendung in erster Linie für Torpedos von Nutzen oder zumindest unbemannten Unterwasserfahrzeugen. Doch die Wissenschaftler haben kreativen Lösungen für diese Probleme gefunden.

Unter Wasser würde demnach konstant eine künstliche flüssige Membran auf das U-Boot aufgetragen werden. Die wird zwar bei der Fahrt vom Wasser immer wieder abgewaschen. Durch diese Technik könnte aber der Reibungswiderstand entscheidend reduziert und dadurch das maximale Tempo erhöht werden. Sobald dann 75 km/h erreicht sind, soll bereits die Superkavitation erfolgen.

Mit Hilfe der Membran funktioniert auch die Steuerung. Dabei machen sich die chinesischen Forscher den Wasserwiderstand zu Nutzen, wie Li erklärt: „Wenn an bestimmten Stellen des U-Boots unterschiedliche Widerstände erzeugt werden, können wir somit das U-Boot präzise lenken.“

Diese clevere Idee will Li nicht nur auf das Militär beschränken. Abgesehen von zivilen Unterwassertransporten könnte die Technologie auch zukünftig beispielsweise für Schwimmanzüge genutzt werden. „Wenn ein Schwimmanzug winzige Blasen unter Wasser kreieren und halten kann, wird dadurch der Wasserwiderstand reduziert und Schwimmen kann viel müheloser geschehen.“

Den genauen Stand der generellen Entwicklung können nur wenige Eingeweihte realistisch abschätzen. Weil diese Art von Forschung generell auf militärischer Ebene geschieht, sind derartige Veröffentlichungen extrem selten.

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