哈工大杰作！开发激光推进系统助力高速静音潜艇

近日，哈尔滨工程大学的中国科学家们宣布成功开发出了一种激光推进系统，这一系统预见潜艇技术新时代的到来。

这一颠覆性技术摒弃了传统的推进轴和螺旋桨，转而借助先进的激光脉冲和纤细的光纤，生成与商用喷气发动机相当的惊人推力。

科学家们表示，这一技术有望在潜艇隐形推进等领域发挥广泛的应用前景。

令人惊叹的是，整个系统仅需2兆瓦的激光功率便能运转自如，这一功率完全在核潜艇的功率限制之内。2兆瓦——就能产生高达7万牛顿的推力，略低于商用喷气发动机。此前，这种效率上的飞跃被认为是遥不可及的梦想，如今却已化为现实。

潜艇推进的量子飞跃

这一技术的正式名称为“水下光纤激光诱导等离子体爆炸波推进”，想法很巧妙：激光在水下产生等离子体，然后产生所谓的“爆震波”（detonation wave）来推动潜艇前进。

其潜力之大，足以让潜艇以超越现有速度极限的姿态驰骋深海。更为神奇的是，这种基于激光的潜艇彻底摆脱了机械振动的束缚，而机械振动历来是潜艇隐蔽行踪的致命隐患。

尽管水下激光推进的概念并非新鲜事，早在20年前便由日本科学家提出，但由于推进力引导效率低下，始终未能实现突破。然而，哈尔滨工程大学机电工程学院领衔的研究团队，通过引入一种独特的机制，成功以可控方式聚焦和引导激光产生的等离子体，从而攻克了这一难题。

这一创新的核心原理在于利用高能激光从比头发还细的光纤中发射，通过海水的蒸发产生被称为“超空化”（supercavitation）的气泡，这些气泡大大减少了水的阻力。同时，激光在水中产生等离子体并引发爆炸波，而研究团队的创新之处在于，他们能够利用这种向四面八方扩散且极具挑战性的爆震波，为潜艇提供特定方向的驱动力。

解决方案包括排出微小的球形金属颗粒，在其上施加爆震力。当金属颗粒离开潜艇的一端时，与激光脉冲一起，水下航行器被推向相反的方向。

这一技术的另一大亮点在于，它还能够应用于水下武器系统，通过产生超空泡现象，显著提升射弹、水下导弹或鱼雷的水下射程。

工程师们在中国《光学学报》（Acta Optica Sinica）杂志最近发表的一篇论文中说，使用这种技术的潜艇表面将被超薄超细的光纤覆盖，每根光纤都比人的头发还细，这种光纤可以发射激光。

挑战与未来应用

然而，尽管取得了如此显著的进展，但在军用潜艇上全面应用这一技术之前，仍面临着诸多挑战。其中包括如何有效管理激光器产生的热量，确保光纤在极端深海环境下的耐久性，以及如何将这一系统与现有的潜艇结构（如消声瓦）进行完美集成。

此外，对于隐形潜艇而言，虽然激光技术能够消除机械振动产生的噪音，但空化气泡本身却可能产生不可忽视的声响。这可能会使潜艇成为声纳的明显目标，从而引发对这项技术军事应用可行性的质疑。

不过，即便面临这些挑战，这一技术的民用前景依然广阔。它有望彻底改变船舶的动力方式，为更环保、更高效的海上旅行贡献力量。随着科研人员的不断努力和技术的不断完善，我们有理由相信，激光推进系统将在不久的将来为潜艇技术带来翻天覆地的变革。

来源：OFweek激光网