Európa potichu buduje zbraň, ktorú sonar takmer neodhalí. Nový projekt má z podvodných dronov urobiť duchov oceánu

Európa pracuje na revolučnom projekte, ktorý má z autonómnych podvodných dronov vytvoriť takmer nepočuteľné stroje. Nová technológia minimalizuje kavitáciu aj víry na vrtuliach, takže drony môžu vykonávať misie bez odhalenia sonarom.

Ponorky sa možno už čoskoro nebudú mať kde schovať
Zdroj: Wikimedia (Public domain), U.S. Navy, General Dynamics Electric Boat

Európska obranná agentúra (EDA) spustila štyri roky trvajúci projekt SPHYDA, ktorého cieľom je znížiť hluk autonómnych podvodných vozidiel. Ide nielen o zlepšenie taktiky námorného boja, ale aj o minimalizáciu dopadu ľudom vyrobeného hluku na morský život. Pod projektom stoja štyri členské krajiny EÚ a Nórsko, pričom Taliansko vedie celý program, spolu s Nemeckom, Holandskom a Španielskom. Zapojených je aj deväť priemyselných a výskumných partnerov.

SPHYDA sa zameriava na najťažšie riešiteľné zdroje hluku pod vodou, interakciu medzi trupom, kormidlom a vrtuľou. Najväčší problém predstavuje kavitácia. Tá vzniká, keď rýchly pohyb vrtule zníži tlak vody pod bod odparovania a vznikne milióny mikrobubliniek, ktoré následne implodujú. Tento jav produkuje intenzívny, širokopásmový hluk, ktorý sonar ľahko zachytí.

Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ

„SPHYDA je kľúčový krok k schopnosti diagnostikovať a predvídať komplexné hydrodynamické mechanizmy zodpovedné za generovanie hluku pod vodou,“ hovorí Riccardo Broglia, riaditeľ výskumu na talianskom Inštitúte pre námorné inžinierstvo

Sú tu aj ďalšie problémy

Okrem kavitácie je problémom aj vír hrotu (tip vortex), ktorý vzniká na koncoch listov vrtule. Keď tieto víry narazia na trup alebo kormidlo, generujú sekundárny hluk a vibrácie. Projekt preto využíva pokročilé numerické modely CFD (Computational Fluid Dynamics), ktoré simulujú interakciu prúdenia medzi vrtuľou, kormidlom a trupom. To predstavuje obrovskú výpočtovú výzvu, ale umožňuje lepšie navrhnúť tichšie a efektívnejšie podvodné vozidlo.

SPHYDA kombinuje vojenský a environmentálny prínos. Tichšie autonómne vozidlá umožnia námorníctvu znížiť riziko odhalenia nepriateľským sonarom, čo je kľúčové pre protiponorkové operácie a prieskum. Zároveň projekt rešpektuje európske environmentálne normy, najmä smernicu MSFD, ktorá obmedzuje dopad hluku na morské cicavce. To znamená, že vojenská technológia môže napredovať bez zbytočného stresu pre veľryby, delfíny a iné živočíchy.

Projekt neostáva len pri teórii. Konsorcium plánuje postaviť autonómne vozidlo, ktoré sa bude testovať v ťahových bazénoch aj vonku, kde meria hluk v reálnych podmienkach. Tieto skúšky poskytnú cenné dáta, ktoré dizajnérom umožnia optimalizovať tvary trupov, kormidiel a vrtúľ. Cieľom je vytvoriť vozidlo, ktoré minimalizuje hluk a zároveň si zachováva vysokú manévrovateľnosť a efektivitu.

Britské námorníctvo oslávilo položenie kýlu pre ponorku HMS Dreadnought.
Zdroj: Wikimedia (Royal Navy) OGL 3

Ideálnym výsledkom projektu SPHYDA je, že autonómne podvodné vozidlá budú generovať minimum hluku, presne podľa simulácií, ktoré zohľadňujú interakciu trupu, kormidla a vrtule. Hluk z kavitácie a vírov na hrotoch vrtule by mal klesnúť na úroveň, ktorú sonary bežne detekujú len veľmi blízko – čo posádke dá taktické krytie. Systém bude testovaný pri reálnych manévroch, pričom hlukové dáta sa budú zhodovať s predikciami CFD modelov v >90 % prípadov.

Súčasne SPHYDA zabezpečí, že prevádzka vozidiel nenaruší citlivé morské druhy, takže hluk v pásmach citlivých na veľryby či delfíny zostane pod bezpečnými limitmi. V ideálnom prípade platforma umožní projektantom navrhovať ďalšie vozidlá, ktoré budú tiché, efektívne a schopné dlhodobej misie bez odhalenia alebo environmentálneho dopadu.

Podobné projekty mimo EÚ

V krajinách mimo Európskej únie vznikajú projekty, ktoré sa takisto snažia znížiť hlučnosť podvodných dronov a posunúť autonómne systémy ďalej, hoci nie vždy používajú rovnaký technický prístup ako SPHYDA. Jedným z najznámejších je austrálsko‑americký program Ghost Shark, ktorý vyvíja spoločnosť Anduril.

Ide o veľké autonómne podvodné vozidlo navrhnuté na dlhodobé skryté operácie. Detaily o jeho akustickej signatúre nie sú verejné. Už samotný charakter projektu, prieskum, prienik do hĺbky a dlhotrvajúce misie, naznačuje, že tichosť a nenápadnosť sú jeho kľúčovými parametrami. Ghost Shark však rieši najmä výdrž, umelú inteligenciu a autonómiu, nie detailné modelovanie vírov a interakcií vrtule s kormidlom a trupom tak, ako to robí SPHYDA.

V Spojených štátoch bežia aj programy ako Quiet Electric Drive, ktoré sa neorientujú na drony, ale na výrazné zníženie hluku pohonných systémov námorníctva. Ich cieľom je vytvoriť čo najtichšie elektrické pohony pre lode aj ponorky, čím sa zníži mechanická aj hydrodynamická hlučnosť. Toto je dôležité z hľadiska stealth, no ide o úplne inú filozofiu, sústreďuje sa na samotný pohon, nie na komplexné spojenie hydrodynamiky celého podvodného tela. V USA aj ďalších štátoch NATO bežia tiež pokročilé projekty autonómnych plavidiel, ale väčšina z nich rieši loitering, hliadkovanie alebo veľké prieskumné UUV. Tichosť tam síce hrá rolu, no máloktorý program ide tak hlboko do fyziky kavitácie a vírov, ako sa o to pokúša EÚ v SPHYDA.

ponorka
Zdroj: edb3_16 / depositphotos.com

Výskum prebieha aj v Ázii

Podobné smerovanie vidíme aj v Ázii. Južná Kórea vytvára vlastné moderné podvodné drony v spolupráci s americkými startupmi. Pritom cieľom je zdokonalenie autonómie, navigácie a schopnosti pôsobiť v hĺbkach, kde sú klasické senzory menej účinné. Aj tu platí, že hluková stopa je dôležitá najmä pre vojenské využitie. Väčšina verejne známych projektov rieši skôr funkčnosť a modularitu ako detailnú akustickú optimalizáciu.

Z týchto príkladov vidno, že vývoj tichých podvodných systémov prebieha celosvetovo. SPHYDA sa sústreďuje na segment, ktorý je inde často zanedbaný. Na presné modelovanie kavitácie, vírových štruktúr a ich dopadu na akustický podpis celého vozidla. To znamená, že hoci existujú „podobné“ projekty v zmysle autonómnych alebo stealth orientovaných AUV, len málo z nich rieši hluk s takým fyzikálnym a inžinierskym detailom. To je jadrom SPHYDA.

Google News Pridaj si Vosveteit.sk medzi obľúbené zdroje v Google News Pridať