“泰坦号”遇难终极原因是碳纤维材料?用1300米的材料,闯3810米海底

百材号角 2023-06-26
2405 字丨阅读本文需 6 分钟

这几天国际上最轰动的新闻,包括俄罗斯瓦格纳的事件、马斯克和扎克伯格约架,还有就是泰坦号潜水艇出事故的事了。“泰坦号”遇难事件,不仅是因为整个深潜器被毁、无人生还的惨烈,当然也是因为这艘潜水器的名字与它的目的地:前往“泰坦尼克号”残骸观光。“泰坦尼克号”失事沉没是整个西方世界的一大历史悲剧,泰坦号的失事给这一创痛又增加了最新的一抹悲剧色彩。

为减轻重量,由“钛金属和碳纤维”制成

值得关注的是,这艘发生灾难性内爆的“泰坦号”深潜器由美国OceanGate公司开发及负责运营,而部分结构是在位于美国阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局NASA马歇尔太空飞行中心建造的。

它是由“钛金属和碳纤维”制成,能够承受深海的巨大压力,最深可以下潜4000米,而其中的碳纤维也是专家指认的造成悲剧的原因之一。

2020年2月26日,OceanGate公司宣布已经与美国宇航局NASA达成协议,合作开发、制造和测试新型碳纤维压力容器。NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心将作为一个新的航空级船体的开发和制造基地。这项设计工作是OceanGate完成其最新的独眼巨人潜水器的关键,该潜水器计划搭载五名船员下潜到6000米(19800英尺)。

根据OceanGate介绍,该公司陆续收到更多对泰坦尼克号、深海研究和深海采矿任务的环境监督需求,全球很少有潜水器能够支持,而美国NASA先进的复合材料制造能力非常适合公司最新船体设计的高精度和高质量要求。这一合作关系是根据1958年的《太空法》建立的,该方案允许NASA帮助刺激商业制造,从而使航天局在未来的任务中受益。

在当时签署合作协议时,NASA先进制造技术首席技术专家John Vickers表示:“NASA致力于尖端复合材料的研发,这不仅将推动我们的深空探索目标,还将改善美国工业的材料和制造业。与OceanGate签署的合作协议是美国NASA如何与企业合作将空间技术带回地球的一个很好的例子。”

碳纤维和钛潜水器的制造反过来帮助NASA的工程师收集了更多关于开发能够在高压下生存的飞行器的数据。据OceanGate报道,“泰坦”号是使用航空航天级碳纤维制造的,将其重量减轻到其他深潜载人潜水器重量的一小部分。

据悉。这艘深海潜水器长度为22英尺(6.7米),重量约23000磅(10432公斤),能够深入水下19800英尺(6000米)。1912年4月,泰坦尼克号在其处女航中沉没,位于大西洋表面以下约13000英尺(4000米)处。

对“泰坦号”的材料疑问

对于名为"泰坦号"的潜水器,人们对其存在许多疑问。实际上,在2021年至2023年期间,泰坦号曾成功进行了三次探险。然而,它的安全性早在几年前就受到了质疑。洛赫里奇(Lochridge),OceanGate的前员工,曾指出泰坦号的结构完整性未经过充分测试,这可能将乘客置于极大的危险之中。他称潜水器并没有准备好,尤其是在下潜到四千米深度的情况下,需要进行更多的测试才能安全启航。洛赫里奇还特别提到了观光窗,该窗口最多只能承受大约1300米的压力,再深的水深就不敢保证了。根据洛赫里奇的说法,由于这些问题,OceanGate解雇了他,并对他泄露机密的行为提起了诉讼。

同时,有关船体材料的质疑也引起了其他专家的共鸣。泰坦号采用碳纤维和钛金属两种材料制造,而这两种材料在膨胀和压缩方面的性质并不相同,违背了惯常的行业标准。有匿名人士透露,合同规定的外壳厚度为七英寸,但实际制造出来的外壳只有五英寸,这很可能影响了外壳抵御水压的能力。

主要合作伙伴快速澄清关系

在“泰坦”号潜水器发生灾难内爆后,而此前一些被称为其制造合作伙伴的机构则快速发表声明来撇清关系。在声明中,美国波音公司、NASA和华盛顿大学均澄清了他们在开发和测试“泰坦”号潜水器中作用。“泰坦”号潜水器是由OceanGate公司建造的,它是一种安全、适合航海的交通工具,将为乘客提供无与伦比的、一生一次的体验,价格为25万美元,而OceanGate首席执行官也承认,为了加快创新潜水器的首次亮相而打破了一些规则。

“泰坦号”潜水器是否经过了充分的测试和审查?

“泰坦号”潜水器是由美国公司OceanGate设计和制造的一艘小型载人深海探险潜水器。它于2018年首次下水,并于2019年进行了首次深海测试。它可以容纳5名乘员,包括一名驾驶员和四名客户或科学家。它声称可以下潜到4000米的深度,并配备了先进的声纳、摄像机、灯光和机械臂等设备。它还采用了碳纤维材料作为船体结构,以提高强度和轻量化。

然而,在本次事故之前,“泰坦号”潜水器就一直有人质疑其安全性。早在2017年底,海洋之门探险公司海事运营总监洛奇里奇就向CEO斯托克顿·拉什提交了一份报告,指出构成“泰坦”号艇体的碳纤维“正常情况下比金属材料坚固,但在高压下较金属材料更易撕裂,甚至突然失效”,而4000米深海恰是典型的高压条件,因此“必须首先对‘泰坦’号船体进行非破坏性测试,以防万一”。

此外诸如潜水器舱门锁死后只能从外面打开,控制杆居然是常用于电子游戏、市价仅30美元的无线控制器,船舱狭窄没有座位,且参与者都要签署“生死状”等等安全性问题,一直来为外界诟病。

但显然这些并没有被海洋之门探险公司的CEO拉什放进心里,因为这一次拉什也随“泰坦号”潜水器一起登艇了,可以说这种大无畏的精神,可歌可泣!

所以,在深达数千米的海底“旅行”可绝对不是闹着玩的,任何的一点安全隐患都可能酿成大错。就深潜技术而言,咱们国家于2012年6月27日11点47分,在西太平洋马里亚纳海沟,我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙”号载人深潜器创造了下潜7062米的世界深潜纪录。2020年,“蛟龙”号更是下潜到10909米的马里亚纳海沟并成功坐底。

既然一万多米的深度都能到达,那四千来米的深度更不在话下。如果说“蛟龙号”深潜器是“国之重器”轻易不示人的话,那么我们还有“深海勇士”潜水器也可供参考。“深海勇士”号的最大潜深就是4500米,其实也正好契合本次“泰坦号”潜水器的水域,而我们的“深海勇士”却是在南海进行了不同深度的28次下潜试验,完成了388项测试,性能才能绝对可靠。

1300米的材料,硬闯3810米海底

有消息说“泰坦”号使用的材料,只能保证1300米的潜深,这次去冲击近4000米的海底,无异于自寻死路。而“泰坦”号之所以使用不合格的耐压材料,目前有两种说法,有人称深潜器公司的CEO曾要求供货商提供深潜4000米的材料,被断然拒绝,于是就这么用了。

从设计上看,这个深潜器做成蚂蚱形,或者叫水滴形,其实只有前半个球壳是钛,后半球看不到,藏在尾巴里边,尖尾巴是非耐压的,主要用于装设备,其余部分都是复合材料,比如碳纤维。而复合材料在潮湿环境种会不断劣化,加上反复加压泄压,会引起材料疲劳,这些都是复材应用上的难点。

文章来源: 午乐悦,钱鑫博士,豹2收割机,风行水上层层浪

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