به گزارش خبرگزاری سیلاد، تیتانیوم به دلیل استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و وزن سبک، مادهای ایدهآل برای ساخت زیردریایی به نظر میرسد. با این حال، نیروی دریایی ایالات متحده به دلایل اقتصادی و پیچیدگیهای تولیدی از استفاده گسترده از این فلز اجتناب کرده است.
در مقابل، اتحاد جماهیر شوروی در زیردریاییهای کلاس آلفا از تیتانیوم بهره برد و به عمق و سرعت بیسابقهای دست یافت، اما هزینههای بالا این پروژه را محدود کرد. این گزارش به بررسی دلایل این تفاوت رویکرد و چشمانداز آینده تیتانیوم در ساخت زیردریاییها میپردازد.
چرا آمریکا تیتانیوم را کنار گذاشت؟
تیتانیوم ویژگیهای برجستهای دارد: نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت عالی در برابر خوردگی و عملکرد برتر در فشارهای زیاد، آن را به گزینهای مناسب برای زیردریاییهای عمیقرو تبدیل میکند. با این حال، هزینههای گزاف این فلز و پیچیدگیهای تولید آن، نیروی دریایی آمریکا را از استفاده گسترده از تیتانیوم باز داشته است.
فولاد، مادهای مقرونبهصرفه و در دسترس با زیرساخت صنعتی تثبیتشده، همچنان انتخاب اصلی برای بدنه زیردریاییهای آمریکایی است. فولاد تعادلی بین عملکرد و هزینه ارائه میدهد که تیتانیوم، با وجود مزایایش، نتوانسته با آن رقابت کند. فرآیندهای تولید تیتانیوم نیاز به تکنیکهای تخصصی دارند که برای برنامههای بزرگ دریایی مقیاسپذیر نیستند و این محدودیت، استفاده از آن را به بخشهای خاصی از زیردریاییها، مانند سیستمهای لولهکشی و مبدلهای حرارتی، محدود کرده است.
تجربه شوروی با زیردریاییهای تیتانیومی
برخلاف آمریکا، نیروی دریایی شوروی در دهه 1970 از تیتانیوم در زیردریاییهای کلاس آلفا استفاده کرد. این زیردریاییها با توانایی رسیدن به سرعت بیش از 40 گره و غوص تا عمق بیش از 1200 متر، عملکردی فراتر از زیردریاییهای فولادی معاصر آمریکایی داشتند.
سبکی تیتانیوم امکان استفاده از راکتورهای کوچکتر و کارآمدتر را فراهم کرد و مقاومت آن در برابر فشار، این زیردریاییها را برای عملیات در اعماق زیاد مناسب ساخت.
با این حال، پروژه کلاس آلفا چالشهای بزرگی داشت. هزینههای سرسامآور تولید بدنههای تیتانیومی و دشواریهای حفظ زیرساخت صنعتی برای تولید و تعمیر آنها، برنامه را محدود کرد. در نتیجه، این زیردریاییها به تعداد کمی تولید شدند و هزینههای بالا مانع گسترش پروژه شد.
کاربردهای کنونی و آینده تیتانیوم در نیروی دریایی
تیتانیوم در حال حاضر در بخشهایی از زیردریاییها و کشتیهای نیروی دریایی آمریکا استفاده میشود، اما نه برای بدنه اصلی. به دلیل مقاومت بالای آن در برابر خوردگی آب شور، تیتانیوم در قطعاتی مانند لاینرهای دودکش اگزوز، شیرهای توپی زیردریایی، پمپهای آتشنشانی، مبدلهای حرارتی و سیستمهای لولهکشی به کار میرود. پیشتر، مبدلهای حرارتی از آلیاژ مس-نیکل ساخته میشدند که نیاز به تعمیر و تعویض مکرر داشتند، اما استفاده از تیتانیوم عمر این قطعات را به طور چشمگیری افزایش داده و هزینههای نگهداری را کاهش داده است.
پیشرفتهای فناوری، مانند تولید افزودنی (چاپ سهبعدی)، میتواند هزینهها و پیچیدگیهای تولید تیتانیوم را کاهش دهد و استفاده گستردهتر آن را در آینده امکانپذیر کند. این پیشرفتها ممکن است تیتانیوم را به گزینهای جذاب برای زیردریاییهای نسل بعدی تبدیل کنند که قادر به غوص عمیقتر و عملکرد بهتر هستند.
نیروی دریایی ایالات متحده به دلیل هزینههای بالا و چالشهای تولیدی، از ساخت زیردریاییهای تیتانیومی عمیقرو مانند کلاس آلفای شوروی خودداری کرده و فولاد را به عنوان ماده اصلی حفظ کرده است. اگرچه تیتانیوم مزایای قابلتوجهی دارد، اما عوامل اقتصادی و صنعتی همچنان استفاده گسترده از آن را محدود کردهاند.
منبع: 19fortyfive
۲۲۷۲۲۷
