Физик обяснява как се е случила катастрофалната имплозия на Титан

Ваня Милева Последна промяна на 04 юли 2023 в 00:01 7039 0

Подводницата „Титан“ претърпя катастрофална имплозия поради екстремно водно налягане, причинявайки смъртта на всичките петима обитатели. Смята се, че повредата е възникнала поради експерименталния дизайн на корпуса на кораба, който е направен предимно от

Кредит SciTechDaily

Подводницата „Титан“ претърпя катастрофална имплозия поради екстремно водно налягане, причинявайки смъртта на всичките петима обитатели. Смята се, че повредата е възникнала поради експерименталния дизайн на корпуса на кораба, който е направен предимно от по-малко издръжливи, по-малко изследвани въглеродни влакна вместо традиционни материали. (Концепция на художник за имплозията на подводницата.)

Подводницата „Титан“, която наскоро привлече голяма част от вниманието на света, е претърпяла „катастрофална имплозия“ според Бреговата охрана на САЩ. Според властите това означава, че петимата пътници на борда са загинали по време на имплозията.

Как се случва такава имплозия и какво въздействие би имала върху екипажа на Титан? Университетското издание Northeastern Global News се свърза с Арун Бансил (Arun Bansil), професор по физика в американския Североизточен университет, за да обясни какво се е случило от гледна точка на физиката и последиците, свързани с нея.

Какво означава подводница да е претърпяла имплозия? Как водата може да причини имплозия на подводница? Как се различава от експлозията?

Много просто, имплозията е обратното на експлозия. При експлозия силата действа навън, но при имплозия силата действа навътре. Когато подводница е дълбоко в океана, тя изпитва силата върху повърхността си поради водното налягане. Когато тази сила стане по-голяма от силата, която корпусът може да издържи, плавателният съд се разрушава.

Длъжностните лица, наблюдаващи издирването на подводницата, заявиха, че откриването на отломки от плавателния съд е в съответствие с „катастрофална имплозия“. Какво би означавало подобно събитие за петимата обитатели?

Имплозиите като експлозиите са много жестоки. Тъй като корпусът се разпада под огромното външно налягане, се освобождава голямо количество енергия и петимата обитатели биха загинали мигновено. Обитателите не са изпитали болка или са осъзнали какво ги е ударило. (Останките на "Титаник" се намират на 3 800 метра под повърхността, това означава, че водното налягане ще бъде около 4 хиляди тона на квадратен метър или приблизително 400 кг върху 1см² от корпуса)

Можете ли да обясните накратко, как подводниците изобщо успяват да плават в такива смазващи дълбочини - и защо Титан вероятно не е могъл?

Важна е конструкцията на корпуса, която предпазва кораба от голямото външно водно налягане, което се опитва да смаже корпуса. Голяма част от съществуващата технология се основава на стомана, титан и алуминий. Ефективността на тези материали при екстремни натоварвания е добре изследвана.

Корпусът на Титан обаче е експериментална конструкция. Той използва предимно въглеродни влакна, които имат предимството да са по-леки от титан или стомана, така че Титан може да има повече място за пътниците. Свойствата на въглеродните влакна за дълбоководни приложения обаче не са толкова добре изследвани. Може внезапно да са се напукали и счупили.

Освен това Титан преди това се е спускал няколко пъти на дълбоководни гмуркания, което би допринесло за умората на корпуса и да го направи по-податлив на катастрофални разрушения.

Кога въглеродните влакна започнаха да се разглеждат като кандидат-материал за тези видове плавателни съдове?

Изглежда, че авантюристът Стив Фосет е започнал да изследва използването на въглеродни влакна около 2000 г. за корпуса на подводница за един човек, за да се гмурне до дъното на "Бездната Чалънджър" (Challenger Deep), което е най-дълбоката точка в Марианската падина, на около 11 000 метра.

Подводницата DeepFlight Challenger, който Фосет поръчва, не е тествана или използвана. Титан бе първата дълбоководна подводница с корпус от въглеродни влакна.

Защо компаниите експериментират с тези нови материали и има ли други алтернативи, които да са обещаваши?

Новите материали са гръбнакът, с помощта на които се постигат промени в науката и инженерството. Въглеродните влакна предлагат много предимства пред металите, като висока якост, леко тегло и устойчивост на корозия.

Титан бе направил няколко гмуркания до останките на корабокрушението на Титаник и не трябва да даваме преценка относно основния фактор за имплозията му, докато не приключат текущите разследвания.

Предполагам, че изследователите в крайна сметка ще разработят материали на основата на въглеродни влакна за дълбоководни приложения, заедно с протоколи за тестване за безопасна работа на подводниците.

Източник:

Physicist Explains How Titan’s “Catastrophic Implosion” Happened – And What It Meant for Those on Board, Sci Tech daily

Physicist explains why the Titan submersible’s carbon fiber was ineffective, Northeastern Global New

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !