Khi một phương tiện chuyển động trong chất lỏng, nó sẽ làm mất sự ổn định của môi trường theo hai cách.
Thứ nhất, do ma sát, một lượng chất lỏng sẽ bị cuốn theo phương tiện, hấp thụ năng lượng từ phương tiện và làm nó chậm lại.
Thứ hai, một vệt nước xoáy sẽ tạo thành phía sau phương tiện do chất
lỏng tràn vào chỗ trống mà phần chất lỏng bị kéo theo phương tiện để
lại.
Quá trình này cũng góp phần tạo tiếng động đặc trưng của tàu ngầm mà các thiết bị sonar có thể nhờ đó mà phát hiện ra nó.
|
Cơ chế tạo vệt nước phía đuôi tàu ngầm. |
Tuy nhiên, tàu ngầm có thể thoát khỏi tất cả rắc rối này nếu chất lỏng xung quanh tàu được điều hướng một cách chính xác.
Để làm được điều này, trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học tại ĐH
Duke, Durham là Yaroslav Urzhumov và David Smith đã chế tạo ra một lớp
vỏ dạng lưới, có khả năng điều hướng chất lỏng xung quanh tàu và làm nó
tàng hình.
Lớp vỏ này cực kỳ phức tạp vì nó có cấu tạo khác nhau tùy thuộc vào vị
trí thân tàu để có thể đảm bảo tốc độ của dòng nước đi vào bằng chính
xác vòng nước đi ra.
Tuy chưa làm được mẫu thử thực tế cho tàu ngầm nhưng Urzhumov và Smith
đã chế tạo được một mẫu thử nhỏ của lớp vỏ có khả năng làm biến mất hoàn
toàn tín hiệu âm của một quả cầu chuyển động trong nước.
Trong lớp vỏ này được tích hợp cơ chế hỗ trợ dòng nước chảy qua bằng
những chiếc bơm tí hon có đường kính chỉ một milimét vốn hay sử dụng
trong các thiết bị y tế.
|
Mô tả thí nghiệm cho thấy lớp giáp lỏng có thể giúp vật thể tránh được sự truy bắt của sonar. |
Lớp vỏ tàng hình thí nghiệm này có khả năng giúp tănng tốc độ dòng
nước khi đi vào phần trước của thiết bị và làm chậm tốc độ dòng nước ra
phía sau để dòng nước trở về tốc độ ban đầu trước khi ra khỏi vỏ tàu.
Kết quả thu được cho thấy độ ổn định của dòng nước không hề bị tác động
và do đó, thiết bị thí nghiệm đã không kéo theo một vệt nước khi chuyển
động.
Dù vậy, kết quả nghiên cứu cho thấy người ta sẽ phải đối mặt với rất nhiều khó khăn trước khi đưa sản phẩm ra áp dụng thực tế.
Theo một nhà nghiên cứu khác là Steven Ceccio tại đại học Michigan, lớp
vỏ tàng hình này chỉ có thể ứng dụng được cho những vật nhỏ và di chuyển
chậm. Ví dụ, một thiết bị có đường kính 1 cm sẽ chỉ “tàng hình” khi nó
chuyển động với vận tốc nhỏ hơn 1cm/giây.
Ông Ceccio cho biết khi vật thể lớn hơn, tốc độ sẽ càng bị hạn chế hơn.
Còn lại, ông Urzhumov khẳng định chế tạo lớp vỏ dành cho thiết bị lớn
hơn với hình dạng phức tạp là hoàn toàn có thể. Ông cho biết nếu lớp vỏ
không triệt tiêu hẳn được tín hiệu sonar thì nó cũng làm giảm đáng kể độ
lớn của tín hiệu, gây nhiễu loạn và nhầm lẫn, cản trở nghiêm trọng hoạt
động săn tìm tàu ngầm.