p Os pesquisadores desenvolveram um conceito de camuflagem de água com base em forças eletromagnéticas que podem eliminar o rastro de um objeto, reduzindo muito seu arrasto e, ao mesmo tempo, ajudando a evitar a detecção. p A ideia surgiu na Duke University em 2011, quando pesquisadores traçaram o conceito geral. Ao combinar a aceleração da água ao redor com o movimento de um objeto, teoricamente, seria possível aumentar muito sua eficiência de propulsão, deixando o mar circundante intocado. A teoria foi uma extensão do trabalho pioneiro do grupo em metamateriais, onde a estrutura de um material, ao invés de sua química, cria as propriedades desejadas.

p Seis anos depois, Yaroslav Urzhumov, professor assistente adjunto de engenharia elétrica e da computação na Duke, atualizou a teoria detalhando uma abordagem potencial. Mas, em vez de usar um sistema complexo de bombas muito pequenas, como especulado originalmente, Urzhumov está se voltando para os campos eletromagnéticos e a densa concentração de partículas carregadas encontradas na água salgada.

p O estudo aparece online no jornal Revisão Física E em 7 de dezembro, 2017

p "A ideia original era tão grande que atraiu colegas do Naval Undersea Warfare Center a nos ajudar a persegui-la, mesmo sendo incrivelmente céticos, "disse Urzhumov, que estava entre os pesquisadores que trabalharam no artigo original de 2011. "Desde então, identificamos um caminho para materializar essa proposta aparentemente impossível. "

p O ponto crucial da questão a ser abordada é que a água é um líquido relativamente viscoso que, quando movido, gosta de puxar seus arredores para o passeio através das forças de cisalhamento. Um peixe parece muito mais pesado sendo puxado pela água do que levantado ao ar livre por causa de toda a água arrastada junto com ele.

p Além de essencialmente puxar água extra, o arrasto também pode ser aumentado pela forma como a água flui ao redor de um objeto. Um objeto hidrodinâmico com fluido fluindo suavemente ao longo de sua superfície cria muito menos arrasto do que um objeto em bloco que cria uma confusão caótica, fluxos turbulentos em seu rastro.

p A solução para esses problemas é tirar a água do caminho. Ao acelerar a água ao redor do objeto para corresponder à sua velocidade, forças de cisalhamento e fluxos turbulentos podem ser evitados.

p "Existem muitas maneiras de reduzir o efeito de wake e arrasto, como cercar um objeto com bolhas de baixo atrito, que na verdade é feito com alguns torpedos navais, "disse Urzhumov." Mas só há um limite para o que você pode fazer se apenas aplicar forças na superfície. Esta ideia de camuflagem abre uma nova dimensão para criar forças em torno de uma embarcação ou objeto subaquático, que é absolutamente necessário para obter o cancelamento total da ativação. "

p Urzhumov originalmente imaginou uma espécie de estrutura semelhante a uma treliça envolvendo um objeto com estruturas finas e pequenas bombas para acelerar seu fluxo conforme ele passasse. Mas com o passar do tempo, ele decidiu que uma abordagem mais prática seria usar forças "magneto-hidrodinâmicas".

p Quando uma partícula carregada viaja através de um campo eletromagnético, o campo cria uma força na partícula. Porque a água do oceano está repleta de íons como o sódio, potássio e magnésio, há muitas partículas carregadas para empurrar. A ideia não é tão maluca quanto pode parecer - o Japão construiu um protótipo de navio de passageiros em 1991, chamado Yamato 1, usando essas forças como meio de propulsão, mas descobriu que a abordagem não era mais eficiente do que as hélices tradicionais.

p No novo jornal, Urzhumov e seu aluno de pós-graduação, Dean Culver, usar simulações de dinâmica de fluidos para mostrar como um manto de água pode ser alcançado usando esta abordagem. Ao controlar a velocidade e a direção da água em torno de um objeto em movimento, as simulações mostram que tal sistema pode combinar o movimento da água dentro do manto com o do mar circundante.

p Isso faria parecer que a água dentro da capa está completamente estagnada em relação à água fora da capa, eliminando o arrastar e acordar. Claro, implementações práticas não são perfeitas, assim, um pouco de arrastar e despertar permaneceria em qualquer realização do dispositivo.

p Enquanto as simulações usaram uma capa de camuflagem com metade da largura do próprio objeto, os cálculos mostram que a casca poderia, teoricamente, ser tão fina quanto você gostaria que fosse. Outro resultado importante foi que as forças dentro da casca não teriam que mudar de direção conforme o objeto acelerasse, eles só precisariam de mais energia.

p "Essa é uma das maiores conquistas deste artigo, "disse Urzhumov." Se você não tem que ajustar a distribuição de forças, você não precisa de interruptores eletrônicos ou outros meios de controle dinâmico. Você pode definir a estrutura com uma configuração específica e simplesmente aumentar a corrente conforme o objeto acelera. "

p Urzhumov diz que para um navio ou submarino real usar tal dispositivo, seria necessário um reator nuclear para alimentá-lo, dada a enorme necessidade de energia para encobrir um objeto desse tamanho. Isto não significa, Contudo, que uma embarcação a diesel menor não poderia alimentar um dispositivo de camuflagem menor para proteger protuberâncias potencialmente vulneráveis ​​da detecção.

p Urzhumov também diz que suas teorias e cálculos têm muitas aplicações potenciais fora do oceano. Projetos semelhantes poderiam ser usados ​​para criar um sistema de propulsão iônica distribuída para espaçonaves ou para suprimir instabilidades de plasma em protótipos de reatores de fusão termonuclear.

p "Acredito que essas ideias vão florescer em vários desses campos, "disse Urzhumov." É uma época muito emocionante. "