Aloi titanium logam lautan, sesuai untuk keunggulan kapal selam
Aloi titanium dan titanium adalah bahan baharu yang dibangunkan pada tahun 1950-an. Dengan pembangunan peralatan tentera laut, keperluan untuk peralatan tentera laut semakin tinggi dan lebih tinggi, dan logam tradisional seperti keluli, besi, aluminium, magnesium dan aloi mereka tidak lagi dapat memenuhi keperluan banyak bidang. Oleh kerana sifatnya yang sangat baik, aloi titanium telah menarik lebih banyak perhatian daripada kapal dan peralatan kejuruteraan marin, dan dipanggil "logam marin". Sebagai teras "peralatan tentera laut", kapal selam adalah tiang kuasa nuklear strategik dan memainkan peranan penting. Bolehkah penggunaan aloi titanium untuk membuat kapal selam membawa kejayaan baru dalam prestasi? Hari ini kita akan menganalisis kelebihan aloi titanium pada kapal selam.
Kelebihan pertama - kekuatan khusus yang tinggi
Kekuatan khusus merujuk kepada nisbah kekuatan bahan kepada ketumpatan. Semakin besar kekuatan spesifik, semakin kecil berat struktur yang boleh diperolehi di bawah reka bentuk kekuatan yang sama, dan sebaliknya, semakin tinggi kekuatan yang boleh diperolehi di bawah kualiti struktur yang sama. Kekuatan khusus yang tinggi boleh menjadikan reka bentuk peralatan lebih padat, mengurangkan jisim struktur, dan meningkatkan keselamatan peralatan.
Pengaruh kekuatan spesifik yang tinggi pada cengkerang tekanan
Apabila struktur kapal selam ditetapkan masa, kedalaman menyelam muktamad kapal selam adalah berkadar dengan produk kekuatan hasil bahan cengkerang dan ketebalan cangkerang. Meningkatkan kedalaman menyelam dengan menebal badan tekanan mengurangkan kapasiti muatan kapal selam. Jika kapasiti muatan dikekalkan, saiz kapal selam akan meningkat ke tahap yang boleh dikatakan tidak boleh digunakan, sekali gus mengurangkan prestasi keseluruhan kapal selam. Oleh itu, penggunaan bahan dengan kekuatan spesifik yang lebih tinggi mesti dipertimbangkan.
Ia boleh dilihat daripada data prestasi beberapa bahan cengkerang tekanan laut dalam dalam jadual di atas bahawa walaupun kekuatan hasil aloi titanium tidak sebaik keluli berkekuatan tinggi, ia mempunyai kekuatan khusus yang lebih tinggi kerana ia lebih tinggi. kekuatan tertentu. Ketumpatan yang lebih rendah. Ia adalah salah satu daripada beberapa bahan badan kapal selam yang tersedia pada masa ini. Aloi titanium mempunyai prestasi terbaik antara bahan, jadi aloi titanium sangat bermanfaat sebagai bahan cengkerang tahan tekanan untuk kapal selam dan tenggelam dalam. Malah, dua kapal selam aloi titanium Rusia boleh menyelam pada kedalaman 800 meter hingga 1,000 meter; dan cengkerang tahan tekanan kebanyakan bahan selam dalam di dunia diperbuat daripada aloi titanium.
Kesan Kekuatan Spesifik Tinggi pada Kipas
Untuk mengejar prestasi yang senyap, kapal selam moden sering menggunakan kipas berdiameter besar, berkelajuan rendah, tujuh bilah, dan condong tinggi. Kipas jenis ini mempunyai struktur yang lebih besar dan isipadu yang lebih besar. Aci kipas (stern shaft) kapal selam itu sendiri adalah dalam bentuk rasuk julur. Apabila berat hujung bebas adalah besar, aci kipas akan dibengkokkan dan galas buritan akan dimuatkan. Di samping itu, apabila berat aci penghantaran adalah besar, lenturan sistem aci juga akan menjadi lebih teruk. Menggunakan bahan kekuatan khusus yang tinggi untuk mengeluarkan aci pemacu dan kipas boleh mengurangkan beban galas yang tidak sekata yang disebabkan oleh ubah bentuk galas dan getaran yang terhasil pada sistem aci.
Kelebihan kedua ialah rintangan kakisan yang sangat baik
Titanium mempunyai rintangan kakisan yang lebih tinggi daripada bahan logam lain yang biasa digunakan dalam persekitaran neutral dan pengoksidaan, serta dalam banyak persekitaran yang keras. Ia sangat tahan terhadap ion klorida dalam air laut. Filem oksida yang sangat nipis dan kuat boleh dibentuk pada permukaan titanium untuk memasifkan titanium dan melindunginya daripada kakisan air laut. Filem pasif Titanium mempunyai sifat penyembuhan diri yang baik. Apabila rosak atau tercalar, ia boleh membaiki dengan cepat dan automatik untuk membentuk filem pelindung baharu. Filem oksida inilah yang melindungi titanium daripada kakisan air laut. Sekiranya tiada perubahan kimia dan pencemaran, titanium benar-benar tahan terhadap kakisan oleh air laut semulajadi.
Rintangan kakisan yang sangat baik untuk paip dan injap
Air laut sangat menghakis badan kapal, tetapi dengan perkembangan teknologi anti-karat, keselamatan badan kapal semasa hayat perkhidmatannya dapat dipastikan dengan menggunakan keluli tahan kakisan, cat anti-karat, dan anti-karat elektrokimia. dan cara lain. Walau bagaimanapun, sistem saluran paip kapal selam adalah sangat kompleks, teknologi tidak ada, dan kadar aliran dalam saluran paip adalah tinggi, yang akan memburukkan kakisan. Mengikut ujian yang berkaitan, injap gangsa timah dan paip aloi tembaga-nikel 70/30 telah digunakan selama 15 bulan pada kelajuan air 4.5m/s, dan kedua-dua injap dan paip telah berlubang; manakala kelajuan air paip semua-titanium ialah 6m/s.
36 bulan dan tiada perubahan ketara. Ini bermakna penggunaan bahan aloi titanium dan titanium dalam saluran paip dan injap air laut bawah laut boleh mengurangkan diameter saluran paip, meningkatkan kelajuan air dan memanjangkan hayat perkhidmatan.
Kelebihan ketiga ialah prestasi penghantaran bunyi yang baik
Sonar adalah "mata" kapal selam, dan untuk melindunginya, sonar diletakkan di dalam kandang. Aloi titanium mempunyai ciri-ciri kekuatan spesifik yang tinggi, pekali pengembangan haba kecil, rintangan tinggi, dan prestasi penghantaran bunyi yang baik, jadi ia digunakan dalam peranti akustik kapal selam. Sebagai contoh, kubah sonar kapal selam nuklear peluru berpandu terbang Type 607A bekas Kesatuan Soviet diperbuat daripada titanium dan emas; dan kubah sonar kapal pengangkut pesawat "Minsk" dan "Kiev" yang dibeli oleh negara kita juga diperbuat daripada emas. Diperbuat daripada aloi titanium. Berdasarkan keadaan penggunaan sebenar ini, prestasi penghantaran bunyi aloi titanium adalah lebih baik daripada gentian kaca dan keluli tahan karat, yang boleh memastikan prestasi sonar dengan berkesan.
