VISOKA TEHNOLOGIJA ILI KONSTRUKTORSKI EKSHIBICIONIZAM?

Zašto je došlo do implozije Titana i kakav će to imati utjecaj na industriju podmornica i – zrakoplova?

Konstruktori Titana, očito su se malo ‘zaigrali’ te napravili i u eksploataciju pustili nedovoljno dobro konstruiranu i izvedenu podmornicu bez potrebnog sustava kontrole kvalitete. Potom su organizirali iznimno zahtjevan i opasan zaron te obmanuli one koji su, na granici ekshibicionizma, ušli u podmornicu misleći da je vrlo sigurna, a bila je ‘podmornički lijes’

Autor: Željko Marušić

Simulacija eksplozivnog urušavanja podmornice Titan na dubini od 3,8 kilometara stručan je i realan prikaz zbivanja koje se, izvjesno dogodilo prije šest dana na mjestu potonuća Titanica 1912. godine. Trup podmornice, poput trupa zrakoplova, u eksploatacijskim uvjetima podvrgnut je naprezanjima uslijed razlike tlakova unutar i izvan trupa, samo što je kod trupa zrakoplova unutrašnji tlak, za 0,5 bara veći nego vanjski, pa može doći do eksplozivne dekompresije (prema vani).

Najpoznatiji je slučaj s prvim mlaznim putničkim zrakoplovom, britanskim de Havilland DH.106 Comet čije su dvije eksplozije u zraku 1954. praktički uništile britansku avioindustriju, tada najnaprednijoj na svijetu i omogućio dominaciju američke, interkontinentalnim mlaznim zrakoplovima Boeing 707 i Douglas DC-8.

Kod podmornice je vanjski tlak veći nego unutrašnji, kod Titana je bio za čak 380 bara, pa ta razlika teži urušiti, zdrobiti trup. To je bila noćna mora podmorničara tijekom Drugog svjetskog rata, kojima je duboko zaranjanje bio spas od uništenja dubinskim bombama., Naprezanje trupa Titana, uslijed razlike tlakova bilo je 700 puta (!) veće nego kod putničkog zrakoplova, usto prema unutra umjesto prema vani, a zajedničko u oba slučaja je da na nosivu strukturu djeluje radijalno i aksijalno opterećenje, pričem je radijalno dvostruko veće od rabljenog.

Dakle, scenarij implozije (eksplozivnog urušavanja prema unutra) bio je kako je opisano simulacijom. Sve se dogodilo u milisekundama. Kolikom je ekstremnom naprezanju bio izložen trup pokazuje činjenica da je na svaki metar kvadratni djelovala sila od 38 milijuna njutna! To je kao da je na metar kvadratni oslonjeno 3800 tona tereta, sto velikih natovarenih kamiona na jednom metru kvadratnom.

Kompozitni materijali CFRP imaju trostruko veću specifičnu čvrstoću od titanovih, a četiri do pet puta o aluminijskih legura i čelika, imaju i visku otpornost na zamor materijala, ali je problem u praćenju procesa i kontrole zamora materijala Problem je u tome što su kompozitni materijali, preciznije kompozitni polimeri ojačani ugljičnim vlaknima, CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer), otporni na zamor materijala, ali su podložni degradaciji u uvjetima djelovanja velikog opterećenja i vlage, a praćenje procesa zamora materijala neusporedivo je teže i nepreciznije nego kod metala. Dugi je, što do zamora materijala može doći i u razmjerno malog vremena i malog ciklusa, ako je opterećenje u njima bilo na granici preopterećenja.

Podmornica Titan, očito, kao i 1949. prvi putnički zrakoplov de Havilland DH.106 Comet u eksploataciju je puštena nakon manjkavog ciklusa razvoja. Usto je bio nekvalitetan i manjkav postupak kontrole stanja noseće strukture podmornice. Poput zlosretnih britanskih zrakoplova koji su 1954. poletjeli premda nisu smjeli, jer im je noseća struktura kompromitirana zamorom materijala, ni Titan nije smio zarobiti u posljednji zaron, jer mu je zamorom materijala, nakon samo dva zarona bitno oslabjela struktura.

Prvi je problem što konstruktori podmornice nisu potpuno vladali sustavom kompozitnih struktura, što je izazvalo ubrzanu degradaciju u uvjetima ekstremnih opterećenja, a drugi što nije postojao sustav cjelovite i dubinske kontrole na mikropukotine i zamor kompozitne strukture, koji je iznimno složen i zahtjevan, pa nije ni proveden. Odnosno provedena je, možda, samo jednostavna, ultrazvučna kontrola, a bila je potrebna dubinska, rendgenska, koja bi upalila crveno svjetlo.

‘Inicirajuća kapsula’ za imploziju trupa, u uvjetima ekstremnih naprezanja izvjesno bilo je dodatno, čak i razmjerno malo dodatno opterećenje, uslijed udara podmornice u olupinu Titanica ili dno. Primjerice, kao kad jako i aksijalno opteretite motku, ona izdrži, ali je i malo dodatno bočno opterećenje može slomiti. Kompozitna struktura je posebice osjetljiva na takav scenarij.

Problem zamora kompozitnih materijala, posebice kontrole procesa tijekom eksploatacije, dobro je poznat u avioindustriji, koja je uvela dva zrakoplova s trupom od kompozitnih materijala Boeing 787 Dreamliner i Airbus A350, koja je izazvala višestruka povlačenja zrakoplova, ali se proces temeljito i stručno prati, usavršava i kontrolira. Implozija kompozitne podmornice Titan zasigurno će doprinijeti pooštravanju kriterija konstrukcije i izrade, a posebice kontrole na zamor materijala u eksploataciji.

Konstruktori Titana, očito su se malo ‘zaigrali’ te napravili i u eksploataciju pustili nedovoljno dobro konstruiranu i izvedenu podmornicu te nisu razradili i osigurali dobar sustav kontrole kvalitete. Potom su organizirali iznimno zahtjevan i opasan zaron te su obmanuli one koji su, na granici ekshibicionizma, ušli u podmornicu za koju su mislili da je vrlo sigurna, a bila je ‘podmornički lijes’.

Autor

Preporučeni sadržaj