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Magnetohydrodynamischer Antrieb: US-Militär lässt lautlosen U-Boot-Antrieb entwickeln

Bislang war magnetohydrodynamischer Antrieb der Fiktion vorbehalten. Dank Fortschritten in der Akku- und Fusionstechnik soll sich das ändern.



1990 machte der Film Jagd auf Roter Oktober Furore. Darin ging es um den Kapitän eines sowjetischen U-Bootes, der in die USA überlaufen will. Das Boot darin hat einen Antrieb, der mit Sonar nicht erfasst werden kann. Einen solchen Antrieb will das US-Militär entwickeln.

Magnetohydrodynamischer Antrieb (von englisch: Magnetohydrodynamic Drive, MHD) heißt das System, das die Defense Advances Research Projects Agency (Darpa) in den kommenden 42 Monaten entwickeln lassen will. Bis dahin soll laut der Forschungsagentur des US-Verteidigungsministeriums ein Demonstrator verfügbar sein.

Ein solcher Antrieb kommt ohne Propeller oder Antriebswelle, also ohne bewegliche Teile aus. Das Boot wird stattdessen durch Rückstoß angetrieben, der durch ein Magnetfeld erzeugt wird. Das U-Boot bewegt sich deshalb weitgehend geräuschlos durch das Wasser und ist entsprechend schwieriger per Sonar zu orten.

Am MHD wurde schon in den 1960ern gearbeitet

Neu ist die Idee nicht: Bereits in den 1960er Jahren wurde daran gearbeitet. Allerdings gelang es bislang nur, MHDs in kleinem Maßstab zu bauen. Die Technik war jedoch zu ineffizient und unpraktisch für große Antriebe.

Der bis dato beste MHD wurde in Japan gebaut und 1992 auf der Yamato 1 getestet. Der Antrieb des 30 Meter langen Schiffs erzeugt ein etwa 4 Tesla starkes Magnetfeld. Damit erreichte die Yamato 1 eine Geschwindigkeit von 6,6 Knoten, etwa 12,2 km/h. Das entspricht einem Wirkungsgrad von etwa 30 Prozent.

Die Darpa will von den Fortschritten der Fusionsforschung profitieren: Diese habe in den vergangenen Jahren Fortschritte bei Magneten aus seltenen Erden, Barium und Kupferoxid (Rare-Earth Barium Copper Oxide, Rebco) gemacht, sagte Susan Swithenbank, zuständige Programmmanagerin im Defense Sciences Office der Darpa. Damit seien Magnetfelder mit einer Stärke von 20 Tesla im großen Maßstab möglich. Diese wiederum könnten in einem MHD einen Wirkungsgrad von 90 Prozent erreichen.

Gasblasen sind schlecht

Während die Erzeugung der ausreichend starken Magnetfelder damit gelöst scheint, ist ein anderes noch offen: Durch das Zusammenspiel von elektrischem Strom, Magnetfeld und Salzwasser bilden sich Gasblasen auf der Oberfläche der Elektroden. Diese Blasen sind gleich doppelt unerwünscht: Sie verringern die Effizienz, und sie können die Elektroden beschädigen.

Mit diesem Problem sollen sich die Teilnehmer des Darpa-Programms Principles of Undersea Magnetohydrodynamic Pumps (Pump) beschäftigen. "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", sagte Swithenbank. "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."

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