Computersimulation zeigt, wie ein Tarnmantel Wasserströmungen komplett auslöschen kann

U-Boot der Akula-Klasse (Russland)

Durham (USA) - Mit Beschichtungen und einer ausgeklügelten Rumpfform lassen sich U-Boote bereits heute nur schwer mit Radarwellen entdecken. In Zukunft könnten auch die verräterischen, Geräusche verursachenden Wasserströmungen rund um das Fahrzeug ausgelöscht werden. Dazu entwickelten Wissenschaftler einen ersten Tarnmantel aus einem porösen, wasserdurchlässigen Material. Unterstützt mit vielen winzigen Pumpen, die sich in den Tarnmantel einsetzen lassen, wollen sie sowohl die Strömungen entlang eines Rumpfes als auch die turbulenten Verwirbelungen hinter einem U-Boot unterdrücken. Ihre Idee, die sie bislang nur in Computersimulationen getestet haben, veröffentlichen die Forscher vorab in der Wissenschaftsdatenbank Arxiv.

"Der Tarnmantel für strömende Flüssigkeiten eliminiert jede Verwirbelung der Strömung rund um das getarnte Objekt", berichten Yaroslav Urzhumov und David Smith von der Duke University im Osten der USA. Virtuell ummantelten sie im Computer eine kleine Kugel mit einer porösen Schicht, in die das vorbeiströmende Wasser eindringen und danach wieder austreten kann. Eine intelligente Regelung soll die Strömungen genau so beeinflussen, als ob das Objekt überhaupt nicht durch das Wasser gleiten würde. Mit zahlreichen Mikropumpen, die in dem noch fiktiven Mantel eingelagert würden, könnten die Strömungen exakt manipuliert werden, um alle Verwirbelungen rund um das Objekt auszulöschen.

"Dieses Konzept ebnet den Weg zu einem energieeffizienten und wellenfreien Antriebssystem", sind die beiden Wissenschaftler überzeugt. Nachdem ihr Tarnmantel-Prinzip in Computersimulationen funktionierte, müsste nun nach einem geeigneten Material für die poröse Hülle gesucht werden. Mikropumpen, die die Strömungen aktiv verändern, sind bereits erhältlich. Gelingt es, diesen Strömungstarnmantel auch im Experiment zu verwirklichen, könnten Stück für Stück immer größere Schwimmobjekte im Wasser quasi versteckt werden. Bis wann sich allerdings ein ganzes U-Boot mit diesem Tarnmantel ausrüsten ließe, können die beiden Strömungsforscher noch nicht vorhersagen. Die Jungfernfahrt eines perfekt getarnten U-Boots dürfte noch lange auf sich warten lassen.