"Iki Titano nelaimės birželio 18 d. niekas nežuvo,
pilotuodamas ar plaukdamas giliai povandeniniu laivu į gelmių nesibaigiančią tamsą.
Šis puikus saugumo rekordas išliko beveik šimtmetį, nepaisant to, kad
tyrinėtojai atliko daugybę tūkstančių nardymų.
Federaliniai tyrėjai teigia, kad jiems gali prireikti iki 18
mėnesių, kad nustatytų, kodėl Titanas sprogo ir žuvo penki jo keleiviai. Tačiau
The New York Times kalbinti inžinieriai nurodo galimas silpnąsias povandeninio
laivo konstrukcijos vietas.
Titanas kelis kartus taupė išlaidas, atsisakydamas nuo patikrintų
povandeninių konstrukcijų.
Skirtingai nuo daugelio kitų povandeninių laivų, Titano
korpusas buvo piliulės formos, kurioje tilpo daugiau keleivių. Sfera buvo pramonės
standartas, geriau pritaikytas giliavandeniams slėgiams.
Trimatė povandeninio laivo „Titan“ schema. Išorinis
povandeninio laivo sluoksnis parodytas pusiau permatomas, atskleidžiantis
pailgą piliulės formos vidinį korpusą.
Korpuso centriniame cilindre buvo naudojamas anglies
pluoštas, o ne brangesnis titanas, naudojamas kituose povandeniniuose laivuose,
kurie saugiai grąžino keleivius iš bedugnės.
Trimatė povandeninio laivo „Titan“ diagrama, paryškinanti
tuščiavidurį cilindrą, esantį piliulės formos korpuso centre.
O „Titan“ anglies pluošto cilindras buvo pritvirtintas prie
titano pusrutulių, sukuriant keletą skirtingų medžiagų jungčių, kurias sunku
tinkamai suklijuoti.
Trimatė panardinamojo Titano diagrama, paryškinanti žiedo
formos jungtis tarp cilindro ir dviejų kupolų.
„Titano“ savininkas „OceanGate“ su laivu elgėsi unikaliai,
siekdamas sumažinti brangias kitų povandeninių laivų išlaidas. Lengvą laivą
buvo gana lengva transportuoti. Tam nereikėjo specialaus motininio laivo, o
buvo galima vilkti plūduriuojančiu įrenginiu už nuomoto laivo. Palyginti su
konkurentais, bendrovės teigimu, dėl sutaupytų lėšų Titanas tapo „finansiškai
gyvybingesnis“.
Toliau pateikiamas Titano dizaino palyginimas su standartine
transporto priemone, kuri, kaip įprasta, remiasi konservatyviomis inžinerinėmis
taisyklėmis, kurios pasitvirtino per daugelį dešimtmečių. Tyrėjų komandos dabar
tiria tokius skirtumus, bandydamos suprasti, kodėl Titanas sprogo, nardydamas prie
Titaniko nuolaužų.
Neįprasta Titano forma tinka daugiau keleivių gabenimui
Povandeniniai laivai turi atlaikyti giluminio vandenyno gniuždymo
slėgį, kuris spaudžiasi vienoda jėga iš visų pusių.
Titaniko gylyje – dvi su puse mylios žemyn – kiekvienas
panardinamojo laivo kvadratinis colis patiria trijų tonų slėgį.
Sferinis korpusas tolygiai paskirsto įtampą, todėl jis yra
geriausia forma atsispirti bedugnės gniuždymo jėgoms. Bet kuri kita forma,
pasak ekspertų, deformuosis netolygiai.
Pažvelkite į skirtumą tarp „Titan“ ir „Alvin“ – tyrinėjimų
povandeninio laivo su viso titano korpusu. Nuo 1973 m. jis baigė daugiau nei
4500 nardymų.
Slėgis, taikomas piliulės formai, pasiskirsto neproporcingai
ir gali sukelti griūtį, panašią į sodos skardinės sutraiškymą. Šaltinis:
Oceangate Expeditions
Sferinė forma leidžia tolygiai paskirstyti slėgį, todėl jis
yra mažiau jautrus iškraipymams. Šaltinis: Woods Hole okeanografijos
institucija
Titano korpusas buvo didesnis ir talpino dviem keleiviais
daugiau nei Alvinas, kuriame telpa trys. Per trejus nardymo metus „OceanGate“
apmokestino iki 250 000 dolerių vienam asmeniui už apsilankymą „Titanike“.
Penki žmonės sėdėjo Titano viduje per ankstesnį nardymą.
Oisin Fanning
Alvinas talpina iki trijų žmonių, tarp jutiklių ir
prietaisų. Woods Hole okeanografijos institucija
Timas Foecke'as, išėjęs į pensiją teismo metalurgas, atlikęs
mechaninius metalų ir anglies pluošto bandymus ir gedimų analizę, teigė, kad
korpuso geometrijos pasikeitimas iš ankštos sferos į ilgą vamzdį galėjo
prisidėti prie katastrofiško Titano gedimo. Didesnis korpusas turi būti
tvirtesnis ir storesnis, kad atlaikytų tokį patį slėgį, kaip ir mažesnis.
Dviejuose tokio paties storio korpusuose, pasak jo, didesnis pirmasis „sugriūtų
arba užsisegtų“.
Nepatvirtinta, bet ekonomiška medžiaga
„OceanGate“ didžiąją dalį „Titan“ korpuso sukūrė iš anglies
pluošto, o ne įprasto titano, naudojamo Alvinui. Ekspertai teigė, kad
rizikingas dizainas sutaupė pinigų.
Mašina apvynioja didelį metalinį cilindrą anglies pluošto
sluoksniais.
„OceanGate“ paskelbtose nuotraukose matyti, kad Titanas buvo
sukonstruotas suvyniojus anglies pluošto sluoksnius aplink cilindro formą.
„OceanGate“ ekspedicijos
Titanas yra stiprus prieš suspaudimą ir įtempimą. Tai
reiškia, kad jis gali atlaikyti jėgas, kurios jį gniuždo arba traukia.
Tačiau anglies pluoštas yra daug veiksmingesnis atsispiriant traukimo jėgoms,
nei gniuždymo jėgoms, tokioms, kaip suspaudimas. Prieš sulūžus, kurį laiką jis atsparus
tempimui, tačiau užstumiamas ar suspaudžiamas griūva arba užsisega.
„Mane labai nustebino“ Titano pluošto konstrukcija, sakė J.
Foecke, nes suspaudimas buvo pagrindinė jėga, su kuria povandeninis laivas
susidūrė, ilgai leidžiantis.
Anglies pluoštas dažnai naudojamas aviacijos ir kosmoso
pramonėje, nes yra stiprus ir lengvo svorio. Tai sumažino Titano svorį iki 21
000 svarų, palyginti su Alvino 45 000 svarų.
„Šis svorio sumažinimas leidžia mums gabenti žymiai didesnę
naudingąją apkrovą, kurią naudojame penkiems įgulos nariams vežti“, –
praėjusiais metais bendrovės pranešime spaudai sakė „OceanGate“ generalinis
direktorius Stocktonas Rushas. P. Rushas tarnavo „Titano“ pilotu, kai šis
sprogo.
Siekdamas dar labiau sumažinti 2023 m. sezono išlaidas, J.
Rush išsinuomojo motininį laivą, kuris buvo mažesnis, senesnis ir pigesnis, nei
ankstesnėse ekspedicijose. Poliariniu princu vadinamas jis buvo per mažas ir
ankštas, kad ant denio neštis Titaną. Taip laivas tempė lengvąjį laivą trijų
dienų kelionėje iš Sent Džonso Niufaundlende į Titaniko vietą.
„Maniau, kad povandeninis aparatas ir platforma buvo gana
grubiai mėtomi“, – prisiminė „Travel Weekly“ vyriausiasis redaktorius Arnie
Weissmannas apie savo gegužės mėnesį vykusią ekspediciją „Titan“ su tuo pačiu
motininiu laivu. Priešingai, Alvinas keliauja į savo nardymo vietas specialiu
motininiu laivu, aprūpintu pagal užsakymą pagamintomis gervėmis, angarais ir
mašinų dirbtuvėmis. Didelis kranas įdeda jį į vandenyną.
Be kitų klausimų, bendrovės atstovas Andrew Von Kerensas,
paklaustas, ar „Titano vilkimas“ negresia žala, atsakė: „Šiuo metu „OceanGate“
negali pateikti jokios papildomos informacijos."
Kaip klasė, povandeniniai laivai plaukia dienomis, savaitėmis
ir mėnesiais. Jie veikia autonomiškai. Priešingai, povandeniniai aparatai
leidžiasi žemyn valandoms ir pasikliauja motininiais laivais tokiems dalykams,
kaip įgulos išlaikymas, ryšiai, miegamieji gultai ir tinkami tualetai.
Pagalbinio laivo ir povandeninio laivo derinys gali būti brangus. Neseniai pora
buvo parduota už 50 mln. dolerių.
Prisijungimas prie skirtingų medžiagų buvo sudėtingas
Kalbinti inžinieriai taip pat išreiškė susirūpinimą dėl
Titano sričių, kuriose buvo sujungtos skirtingos medžiagos. Kadangi skirtingos
medžiagos keičia formą nevienodu greičiu, veikiant slėgiui, pasiekti ir
išlaikyti sandarumą šiose srityse gali būti sudėtinga.
Titaniko gylyje Titanas būtų patyręs trijų tonų viename
kvadratiniame colyje vandens slėgį.
Trimatė povandeninio laivo „Titan“ schema.
Titano korpusas buvo suprojektuotas taip, kad anglies
pluošto apvalkalas buvo priklijuotas prie titano žiedų abiejuose galuose.
3D Titano korpuso diagrama, rodanti, kur anglies pluoštas
buvo pritvirtintas prie titano.
Šis korpuso skerspjūvis rodo, kur buvo sujungtos dvi
skirtingos medžiagos.
3D povandeninio laivo „Titan“ skerspjūvio diagrama. Išorinis
povandeninio laivo sluoksnis parodytas perpjautas per pusę. Išryškinta jungtis
tarp kupolo formos titano ir korpuso anglies pluošto cilindro.
Esant gelminiam slėgiui, anglies pluošto skersmuo susispaustų
greičiau, nei titanas, todėl klijų jungtis būtų įtempta.
(Animacija yra iliustracija, kaip gali veikti deformacija.)
Priartintas vaizdas į jungtis tarp titano ir anglies pluošto
korpuso dalių. Animacija rodo, kad anglies pluoštas ir titanas susispaudžia
skirtingu greičiu, kai didėja vandens slėgis už Titano ribų.
Skirtingų medžiagų, naudojamų laivo korpuso konstrukcijoje,
sakė Alfredas S. McLarenas, išėjęs į pensiją iš karinio jūrų laivyno povandeninio
laivo ir Niujorko tyrinėtojų klubo prezidentas emeritas, „turi skirtingus
plėtimosi ir suspaudimo koeficientus, o tai neleidžia išlaikyti vandeniui
nelaidaus ryšio. “
Drėgmė arba jūros druska galėjo suardyti korpuso anglies
pluoštą ir klijus, jungiančius jį su titanu, sukurdami dar vieną potencialų
silpną vietą, sakė mechanikos inžinierius Kedaras Kirane'as, turintis patirties
pluoštu sustiprintų kompozitų pažeidimų, lūžimų ir nuovargio srityse. Ponas
Foecke'as taip pat teigė, kad apžvalgos lango akrilas galėjo sugesti ten, kur
jis susidūrė su titanu, arba kad netolygus liuko varžtų priveržimas galėjo
sukelti netolygų įtempimą išilgai iliuminatoriaus ir sukelti lūžių.
Ekspertai sutiko, kad geriausias būdas pergudrauti daugybę
pavojų būtų buvę griežtai išbandyti Titaną, atsižvelgiant į numatomas sąlygas
ir įtempius. Taip pat būtų reikėję atsižvelgti į įvairių medžiagų nuovargį ir nuolat
stebėti. Gamybos defektai ar bet kokia žala gali atsirasti, laikui bėgant, nes
Titanas išgyveno streso ciklus, susijusius su nuolatiniu nusileidimu myliomis į
Atlanto dugną ir atgal.
Išsamios laiko juostos, besitęsiančios iki 2013 m., rodo,
kad „OceanGate“ atliko platų Titan kūrimo ir bandymų darbą. Vis dėlto, į
viešumą neįtrauktos bet kokios patentuotos gudrybės ir patobulinimai, kuriuos
„OceanGate“ galėjo padaryti, kai įgijo lauko patirties su savo eksperimentiniu
antriniu įrenginiu.
Išvengiamas sertifikatas yra sutaupytas laikas ir išlaidos
Daugumą giliavandenių aparatų brangiai apžiūri ir išbando
geros reputacijos jūrų organizacijos, kurios specializuojasi, sertifikuojant
giluminio nardymo laivus, kaip saugius. Tačiau p. Rush negavo Titan sertifikato,
sakydamas, kad tai slopina naujoves. Dokumentiniame filme jis sakė: „Jus
prisimena dėl taisyklių, kurias pažeidžiate, ir aš pažeidžiau kai kurias
taisykles, kad tai padaryčiau. Anglies pluoštas ir titanas – yra taisyklė, kad
to nedarykite. Na, aš padariau."
P. Kirane'as sakė, kad jei jis kurtų Titaną, jo pagrindiniai
prioritetai būtų bandymai ir sertifikavimas.
„Tikriausiai norėčiau pabrėžti patį testavimą, nes tai labai
svarbu“, – sakė jis. „Saugumas yra pavojuje, todėl prieš pradėdamas jį naudoti
realioje programoje, įsitikinsiu, kad jis atitinka visus reikalingus
sertifikatus ir atliksiu daugybę eksperimentų."
Šaltiniai: Timas Foecke'as, buvęs Nacionalinio standartų ir
technologijų instituto Automobilių lengvųjų svorių centro direktorius; Kedar
Kirane, Stony Brook universiteto Mechanikos inžinerijos katedros docentas; Arun
Shukla, Rod Ailendo universiteto Mechanikos, pramonės ir sistemų inžinerijos
katedros Nacionalinio povandeninių transporto priemonių technologijos instituto
direktorius; Woods Hole okeanografijos institucija (JAV karinio jūrų laivyno laivo
„Alvin“ informacija) | Pastaba: „Alvin“ yra JAV karinio jūrų laivyno laivas,
kurį valdo Woods Hole, finansuojant Nacionaliniam mokslo fondui."
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą