Geschwindigkeit Druck Antrieb Abgase Torpedos Torpedo Raketenantrieb

Super-Kavitation

Von: , Frage gestellt am Mo, 18. Dez 2000

Vor einiger Zeit fand ja das Kursk-unglück statt und seit neuestem werden ganz tolle Theorien laut: so habe ich in der Zeitung gelesen, daß die Kursk eventuell den neuen, experimentellen Shkval-torpedo an Bord hatte, der einen Super-Kavitationsantrieb besitzt. Dabei wird durch Abgase eine Kavitationsblase um das Schiff erzeugt und der Torpedo befindet sich in einem gasförmigen Medium, in dem er sich mittels Raketenantrieb(Brennstoff ist Aluminium - wie funktioniert das?) fortbewegt. Dabei sollen auch U-Boote mit diesem Antrieb ausstattbar sein und Geschwindigkeiten bis 5000km/h(!) erreichen können.
Aber wie kann sich selbst eine Gasblase so schnell bewegen? Oder wird einfach ständig das Wasser vor dem Bug verdampft und muß daher nicht wirklich "ausweichen"?
Eure Meinungen würden mich sehr interessieren.

3 Antworten zu dieser Frage

  1. Antwort von nach 46 Minuten hilfreich
    Re: Super-Kavitation

    Unter Kaviation verstehrt man eigentlich das Aufreißen der Flüssigkeit durch Schallwellen. Die ist in der Technik ein Ärgernis, weil beim Kollaps derartiger Vakuolen Temperaturen und Drücke entstehen, die selbst Metalloberflächen zerstören können. Dies führt beispielsweise bei Turbinenschaufeln zu einer sehr schnellen Abnutzung.

    Im Falle des Torpedos muß damit ein Effekt gemeint sein, wie er bei Raketen auftritt, die von U-Booten aus gestartet werden. Diese bewegen sich ebenfalls in einer Luftblase an die Wasseroberfläche und sollen angeblich nicht mit dem Wasser in Berührung kommen. Da sich diese Raketen viel schneller bewegen, als es eine gewöhnliche Luftblase tut, wird die Luft offenbar von der Rakete mitgerissen. Ähnlich könnte es bei einem Torpedo laufen. Man dürfte die Torpedorohre dann nicht fluten, sondern müßte sie im Gegenteil unter hohem Druck mit Gas füllen und den Torpedo mitsamt dem Gas abschießen. Wie man den Torpedo konstruieren muß, damit er das Gas bis zum Ziel mit sich führt (wenn das überhaupt geht), weiß ich allerdings nicht. Es ist natürlich denkbar, daß am Bug des Torpedos eine Düse angebracht wird, welche die Gasschicht städig erneuert.

    Etwas Ähnliches wird übrigens auch bei Flugzeugen diskutiert. So soll sich der Reibungswiderstand eines Flugzeuges deutlich verringern lassen, wenn man es in Plasma hüllt. Besonders das Militär ist an dieser Technik interessiert, weil sie den Nebeneffekt hat, daß ein derartiges Flugzeug vollkommen unsichtbar für Radar wäre.


    Aluminium als Treibstoff für einen Torpedo könnte ich mir durchaus vorstellen. Bei der Reaktion von Aluminium mit Wasser (2 Al + 3H2O → Al2O3 + 6 H2↑) entsteht sehr viel Wasserstoff, welcher durch die Reaktionswärme zudem stark erhitzt wird und mit hohem Druck durch eine Düse austretend zum Antrieb des Torpedos verwendet werden kann. Günstig ist dies deshalb, weil Aluminium relativ leicht ist und unberenzt gelagert werden kann und die zweite Treibstoffkomponente erst während der Fahrt angesaugt wird. Analog zu luftsaugenden Strahltriebwerken bei Flugzeugen wäre dies ein wassersaugendes Triebwerk. [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

    • Antwort von nach 4 Stunden hilfreich
      Re^2: Super-Kavitation

      Kurzer Auszug aus einem Lehrbuch (Technische Strömungslehre – Bruno Eck – Springer-Verlag):
      „Wird bei Flüssigkeitsströmungen aus irgendeinem Grunde (z.B. hohe Strömungsgeschwindigkeit) der Dampfdruck der Flüssigkeit erreicht, so bilden sich mit Dampf gefüllte, örtlich begrenzte Hohlräume. Gelangen diese Bläschen mit der Strömung in ein Gebiet höheren Druckes, so kollapsieren (implodieren) die Bläschen mit äußerster Vehemenz (es sind Drücke in der Größenordnung von 1,4GPa = 14 kbar gemessen worden!).
      Geht der Vorgang in der Nähe eines Baumaterials vor sich, so entstehen Materialanfressungen ( Hohlräume) denen selbst die besten Stoffe nicht gewachsen sind. .... Blasen sprengen das Wasser auseinander, um dann sofort zusammen zu brechen. Mit kurzen heftigen Schwingungen innerhalb weniger Mikrosekunden ereignet sich der Zusammenbruch der Blase, wobei blitzartig aus der zusammenfallenden Blase, wie der Saugrüssel eines Insekts, ein feiner Strahl mit extrem großen Geschwindigkeiten wie ein Flüssigkeitsbohrer wirkt. ..........“

      Das man diesen Vorgang um einen Torpedo oder ein U-Boot erzeugen kann halte ich für ausgeschlossen. Wie soll das niedrige Druckniveau gegen den umliegenden Wasserdruck hergestellt werden?

      Besser gefällt mir die Grenzschichtbeeinflußung wie von MrStupid angesprochen. Damit wird heute in der Luftfahrt der Widerstand an Tragflügeln erheblich reduziert. Mit Plasma kenne ich das aber nicht. Natürlich kann man große Plasmabereiche erzeugen. Mit einiger Phantasie kann ich mir auch die Größenordnung in der Größe eines U-Bootes vorstellen. Das Plasma liegt dabei aber bei einem Druck von 1bar oder mehr vor. Wie das umhüllte Teil die Hitze von mehreren tausend Grad aushalten soll ist mir schleierhaft.
      Das Problem müßte sicherlich erst bei einem Flugzeug (bei niedrigerem Druck und einem wesentlich dünnerem Medium als Wasser) gelöst werden, dann kommt erst das U-Boot dran.

      Vielleicht ist schlicht und ergreifend mit einem Journalisten die Phantasie durchgegangen?

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