Il Pentagono vuole creare un magnete

Un giorno le navi da guerra, sia sopra che sotto il mare, potrebbero navigare senza parti in movimento.

La divisione scientifica avanzata del Pentagono sta dando un nuovo sguardo a una tecnologia che promette di rivoluzionare il modo in cui le navi da guerra viaggiano e combattono negli oceani del mondo.

La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) sta sfidando l’industria per vedere se lo sviluppo di sistemi di azionamento magnetoidrodinamici (MHD) all’avanguardia possa diventare realtà. Gli MHD, che utilizzano l'elettromagnetismo invece delle eliche fisiche, promettono una propulsione quasi silenziosa, un vantaggio per i sottomarini e per le navi che li danno la caccia.

Il programma della DARPA, noto come Principles of Undersea Magnetoidrodynamic Pumps (PUMP), è iniziato a fine maggio. Come descritto dall'agenzia nella sua sollecitazione al settore, l'obiettivo del programma è sviluppare e dimostrare le pompe MHD che corrispondono all'efficienza e superano l'affidabilità delle pompe convenzionali basate su girante, riducendo al contempo il rumore. In altre parole, la nuova tecnologia di propulsione PUMP dovrebbe essere altrettanto valida della tecnologia convenzionale basata su eliche e giranti. Con la sua enfasi sulla riduzione della generazione di rumore, il programma è rivolto anche ai sottomarini e, in misura minore, ad altre navi da guerra.

I tradizionali sistemi di propulsione navale utilizzano eliche per spingere l'acqua o getti di pompa per pompare l'acqua, in entrambi i casi generando spinta nella direzione opposta. Sebbene generalmente efficiente (una singola elica può facilmente spostare una grande nave nell’acqua), il sistema è rumoroso. I macchinari che alimentano i propulsori, i motori, le trasmissioni, le pompe e altre apparecchiature producono un rumore che può fuoriuscire dalla nave e riverberare attraverso la colonna d'acqua. Ciò aiuta i sistemi sonar, progettati per rilevare il rumore, rilevare e tracciare le navi in ​​movimento.

Un altro problema con la propulsione meccanica convenzionale è la cavitazione. A velocità più elevate, un'elica subacquea o una girante a getto generano bolle di gas che trascinano la nave, che poi scoppiettano e producono un rumore cacofonico. Questo può essere un indizio evidente per un sottomarino che cerca di intrufolarsi in presenza di navi da guerra nemiche. Il rischio di cavitazione può essere ridotto al minimo attraverso una corretta progettazione dell’elica o della girante, ma esistono dei compromessi che possono ridurre le prestazioni e la velocità complessive della nave.

La propulsione basata sulla trazione magnetoidrodinamica evita tutto ciò. Gli MHD utilizzano la conduttività dell'acqua di mare e un campo magnetico applicato per produrre una forza di Lorentz, sufficientemente forte da spostare una nave. Come lo descrisse più di 30 anni fa questo studio di fattibilità prodotto dall’Argonne National Lab, “il propulsore MHD è una pompa elettromagnetica che accelera il fluido [acqua di mare] per fornire la spinta”.

Gli azionamenti MHD si basano su campi magnetici e correnti elettriche in un processo che ha molte meno parti mobili rumorose rispetto ad altri sistemi di propulsione. Ciò promette di renderli molto più silenziosi rispetto ai sistemi di propulsione esistenti, una caratteristica interessante per i sottomarini. Le unità MHD inoltre non hanno un propulsore fisico che muove fisicamente l'acqua, quindi la cavitazione è ridotta al minimo. I sostenitori ritengono che gli MHD renderebbero anche le navi più manovrabili rispetto ai tradizionali metodi di propulsione.

I sottomarini trarrebbero maggiori benefici dalla tecnologia di propulsione MHD; sono progettati per essere il più silenziosi possibile per impedire ai sistemi sonar passivi di rilevarli. Anche le navi di superficie a caccia di sottomarini ne trarrebbero vantaggio, consentendo loro di dare la caccia silenziosamente ai sottomarini e coglierli alla sprovvista.

Le unità MHD esistono da circa 60 anni. Nel 1991, la Japanese Ship and Ocean Foundation del Giappone completò lo Yamato-1, un banco di prova di ricerca e sviluppo che utilizzava la tecnologia di propulsione MHD. La Yamato-1 era lunga 110 piedi, aveva un dislocamento di 185 tonnellate ed era alimentata da due propulsori con magneti superconduttori che generavano il campo magnetico. La nave era capace di una velocità massima di otto nodi.

La propulsione MHD è forse meglio conosciuta per la sua apparizione nel libro e nel film The Hunt for Red October. Nel romanzo, il sottomarino della Marina sovietica Ottobre Rosso, un sottomarino di classe Typhoon più grande e modificato, è dotato di un sistema di propulsione MHD per renderlo quasi silenzioso. Di conseguenza, Ottobre Rosso fu in grado di strisciare vicino alla costa orientale degli Stati Uniti, eludendo le pattuglie antisommergibili statunitensi, per poi lanciare un paralizzante attacco nucleare.