Robert Klatt
Das US-Militär lässt einen lautlosen Magnetohydrodynamischen Antrieb (MHD) für große U-Boote entwickeln. Diese sind dann für die Sonartechnologie unsichtbar.
Arlington County (U.S.A.). Im Film „Die Jagd auf Roter Oktober“ aus dem Jahr 1990 kommt ein U-Boot mit einem Antrieb zum Einsatz, der von Sonartechnologie nicht aufgespürt werden kann. Die Forschung arbeitet bereits seit den 1960er-Jahren an einem solchen Magnetohydrodynamischen Antrieb (MHD). Bisher konnte die Technik aber nur im geringen Ausmaß realisiert werden, weil sie für größere U-Boote zu ineffizient ist.
Der bisher effizienteste MHD-Antrieb kam auf dem japanischen U-Boot Yamato 1 zum Einsatz, das bereits im Jahr 1992 gebaut wurde. Der Antrieb dieses 30 Meter langen Schiffes erzeugte ein Magnetfeld mit einer Stärke von etwa 4 Tesla und erlaubte der Yamato 1 eine Geschwindigkeit von 6,6 Knoten (12,2 km/h) zu erreichen. Dies resultierte in einer Effizienz von etwa 30 Prozent.
Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), eine Forschungsabteilung des US-Militärs, hat nun angekündigt, in den kommenden 42 Monaten einen Demonstrator eines MHD für große U-Boote zu entwickeln. Dieser Antrieb erfordert weder den Einsatz von Propellern noch von Antriebswellen, also bewegliche Teile fehlen gänzlich. Stattdessen basiert die Bewegung des Bootes auf dem Rückstoßprinzip, das durch ein Magnetfeld induziert wird. Infolgedessen gleitet das U-Boot nahezu lautlos durch das Wasser, was die Ortung mittels Sonartechnik erheblich erschwert.
Die Darpa plant, die Errungenschaften der Fusionsforschung zu nutzen. In den letzten Jahren wurden bedeutende Fortschritte in der Entwicklung von Magneten aus seltenen Erden, Barium und Kupferoxid erzielt. Diese Fortschritte ermöglichen die Erzeugung von Magnetfeldern mit einer enormen Stärke von 20 Tesla im großflächigen Einsatz. Im Kontext eines MHD könnten solche Magnetfelder einen beeindruckenden Wirkungsgrad von 90 Prozent ermöglichen.
Obwohl das Problem der Erzeugung ausreichend starker Magnetfelder anscheinend gelöst ist, bleibt eine weitere Herausforderung bestehen: Das Zusammenspiel von elektrischem Strom, Magnetfeld und Salzwasser führt zur Bildung von Gasblasen an den Oberflächen der Elektroden. Diese Blasenbildung ist aus zwei Gründen problematisch. Sie mindert die Effizienz und kann zu Schäden an den Elektroden führen. Die Bewältigung dieser Herausforderung soll laut Susan Swithenbank im Fokus der Teilnehmer des Darpa-Programms namens "Principles of Undersea Magnetohydrodynamic Pumps“ (Pump) stehen.
„Wir hoffen, Erkenntnisse über neuartige Materialbeschichtungen aus der Brennstoffzellen- und Akkuindustrie nutzen zu können, weil man dort mit dem gleichen Problem der Blasenbildung zu tun hat. Wir suchen nach Fachwissen aus allen Bereichen der Hydrodynamik, Elektrochemie und Magnetik, um Teams zu bilden, die uns dabei helfen, einen militärisch relevanten magnetohydrodynamischen Antrieb zu realisieren.“
