Superkavitation

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Bildung einer Kavitation hinter einem sehr schnell von Flüssigkeit umströmten Körper

Raketengetriebener russischer Torpedo, der die Superkavitation nutzt

Superkavitationsblase um ein Unterwasserprojektil (Superpenetrator)

Die Superkavitation ist ein Fall von Kavitation, bei welchem sich hinter einem sehr schnell von Flüssigkeit umströmten Körper (Kavitator) durch den Verdrängungsimpuls der Druck so stark verringert, dass die Flüssigkeit ihrem Phasendiagramm folgend in die Dampfphase übergeht. In diesem ellipsoidförmigen gasgefüllten Bereich (Kavität oder Kaverne genannt) kann z.B. ein im Vergleich zum Kavitator sehr großes Objekt mit sehr geringem Strömungswiderstand durch die Flüssigkeit geführt werden. Nach Abschätzungen sowjetischer Forscher ist ein unter Wasser in einer Superkavitation bewegter Gegenstand ab etwa 300 m/s einem geringeren Strömungswiderstand ausgesetzt als bei einer gleichschnellen Bewegung in Luft, unter der Voraussetzung, dass der in Luft bewegte Körper den gleichen Querschnitt aufweist wie die Kavität.^[1]
Die Geschwindigkeit zur Ausbildung einer Superkavitation in Wasser liegt im Bereich von 180 km/h, abhängig vom Druck und der Temperatur des Wassers und der Form des Kavitators. Als erstes einsatzfähiges System, das die Superkavitation nutzt, wurde 1977 der Torpedo Schkwal (russisch Шквал) nach etwa zehnjähriger Entwicklung von der Marine der Sowjetunion in Dienst gestellt. Seine Geschwindigkeit wird mit 350 bis 500 km/h angegeben. Der Antrieb erfolgt durch ein Feststoff-Raketentriebwerk.

Ein Problem bei der Bewegung in einer Superkavitation ist die Steuerbarkeit, so ist der Schkwal ein ungelenktes Geschoss. Es gibt aber Hinweise, dass an der Steuerbarkeit von Superkavitationstorpedos intensiv geforscht wird. Denkbar ist eine Steuerung durch ein schwenkbares Kopfsegment des Torpedos oder mittels aus der Kavität ins Wasser reichenden Steuerflossen.

Die Deutsche Marine hat gemeinsam mit dem Technologiekonzern Diehl BGT Defence aus Überlingen am Bodensee, unter dem Namen Barracuda, einen neuartigen Hochgeschwindigkeits-Torpedo mit einer Höchstgeschwindigkeit von ca. 800 km/h entwickelt. Das Waffensystem Barracuda stellt derzeit die Technologieführung in diesem Bereich dar.

Unterwasserprojektile bedienen sich ebenfalls der Superkavitation. Diese kommen ohne technische Hilfsmittel aus, um eine komplette Blase um sich herum zu errichten.