Superkawitacja
Z Wikipedii
Superkawitacja – zjawisko fizyczne polegające na powstaniu wokół obiektu zanurzonego w cieczy, bąbla gazowego otaczającego cały ten obiekt. Może się tak zdarzyć np. gdy emituje on wibracje lub porusza się z dużą prędkością względem cieczy.
Aktualnie, w kilku krajach prowadzone są intensywne prace naukowo-badawcze i konstrukcyjne, zmierzające do produkcji broni wykorzystujących zjawisko superkawitacji, dzięki któremu obiekty zanurzone w wodzie, mogą w niej uzyskiwać nawet ponaddźwiękowe prędkości.
Spis treści |
[edytuj] Fizyczne zasady działania
Opór jaki napotyka przedmiot poruszający się w wodzie ma dwie składowe:
- opór czołowy wynikający z pracy jaką trzeba wykonać żeby rozepchnąć wodę na boki, oraz
- opór lepkościowy wynikający z tarcia wody opływającej poruszający się w niej przedmiot o jego ścianki boczne.
[edytuj] Zjawisko kawitacji:
Zgodnie z prawem Bernoulliego ciśnienie w strumieniu płynącej cieczy jest niższe niż w nieruchomej cieczy wokół tego strumienia. Spadek ciśnienia cieczy jest proporcjonalny do wzrostu prędkości jej strumienia. Skądinąd, wiadomo że temperatura wrzenia cieczy spada wraz ze spadkiem jej ciśnienia. Jeśli wiec strumień cieczy płynie odpowiednio szybko, to ciśnienie w jego wnętrzu spadnie do tego stopnia, że ciecz zacznie wrzeć w aktualnej temperaturze. Takie zjawisko określa się mianem kawitacji[potrzebne źródło].[1]
[edytuj] Superkawitacja
W celu umożliwienia osiągnięcia dużej prędkości podwodnej, przedmiot mający ją osiągnąć powinien mieć odpowiednio wyprofilowany dziób - tępawy i płaski. W takim przypadku po osiągnięciu określonej prędkości, rozpychana na boki woda zacznie spływać tak szybko że zgodnie z wyjaśnionymi wyżej zasadami wystąpi w niej kawitacja. Przy odpowiednich wyliczeniach wszystkich parametrów i odpowiednim sprofilowaniu całego przedmiotu kawitacja wystąpi w tak dużej sile, że poruszający sie z tą prędkością przedmiot - np torpeda - zostanie objęty wielkim bąblem kawitacyjnym. Jakkolwiek opór czołowy stawiany przedmiotowi jest duży (co pociąga za sobą konieczność użycia dużej energii na jego pokonanie) jednakże opór lepkościowy jest bliski zeru (przedmiot porusza sie w bąblu gazowym,gazy zaś mają bardzo małą lepkość). Zjawisko to zwane jest superkawitacją[potrzebne źródło].
[edytuj] Obecne użycie
Do 2004, jedynym użyciem (oficjalnym) superkawitacji była rosyjska torpeda szkwał.*Torpeda_rakietowa
[edytuj] Zobacz też
Przypisy
- ↑ Zjawisko kawitacji odpowiada np. za warczące rury wodociągowe - zawirowania w źle wyprofilowanych lub skrzywionych rurach prowadzą lokalnie do tak szybkich przepływów, że woda wrze wprawiając rury w drgania. Siły działające w takich bąbelkach są dosyć duże - kawitacja prowadzi na przykład do szybkiego zużycia śrub okrętowych czy turbin w elektrowniach wodnych, co wymaga ich starannego projektowania w celu uchronienia przed uszkodzeniem, bądź nawet zniszczeniem.
