כיצד שנאי בצוללת בים עמוק מתנגד ללחץ גבוה וקורוזיה?
ב -11, 000- תה תהום של תעלת מריאנה באוקיאנוס השקט, לחץ מי הים מגיע ל -1,130 אטמוספרות, השווה לשני פילים אפריקאים שנלחצו על כובע הציפורניים. וברגע זה, סוג מסוים של שנאי צוללת מחקרי ים עמוק הוא 97.3% יעילות המרה פעולה יציבה - מאחורי זה, היא מדעי החומר והדינמיקה הנוזלית של גבול המשחק.
I.titanium שריון: כנגד לחץ של עשרת אלפים פאונד
הקליפה של שנאי ים עמוק עשויה מ- Ti -6 Al -4 V eli סגסוגת טיטניום, שחוזק הדחיסה שלו מגיע ל 1200MPA, שהוא 2.4 פעמים פלדה רגילה. תהליך זיוף הדיוק הופך את עובי הקליפה ל -12 מ"מ בלבד, ובכל זאת הוא יכול לעמוד בלחץ עומק של 1500 מטר. גאוני יותר הוא מבנה הדבש הביוני, יחידת התמיכה המשושה מגדילה את קשיחות הכיפוף הכוללת ל -3.8 פעמים מהמבנה המסורתי.
ליבת הברזל הננו -גבישית של הליבה הפנימית היא נס אלקטרומגנטי. מבנה התבואה בקוטר של 1 0 ננומטרים בלבד מצמצם את אובדן ההיסטריה ל 1/5 מגיליון הפלדה הסיליקון המקובל. טכנולוגיית חליטת ואקום שרף אפוקסי מהווה איטום ברמה מולקולרית, אשר עדיין שומרת על נקבוביות של פחות מ- 0.01% תחת לחץ של 200MPA, מה שמבטיח כי חוזק הבידוד תמיד גבוה מ- 45KV/mM.
Ii.i.
מערכת הגנה רב שכבתית בונה הגנה כימית. המצע מאמץ את Hastelloy C -276, שתכולת המוליבדן שלו מגיעה ל -16% ליצירת סרט תחמוצת ריפוי עצמי. פלזמה פני השטח ריססה ציפוי תחמוצת yttrium מיוצב ציפוי תחמוצת זירקוניום, בסביבה המאכלת של pH 2-12, קצב הקורוזיה השנתי אינו עולה על 0. 001 מ"מ. מערכת אנטי-קורוזיה פעילה באמצעות ההגנה הקתודית המיקרו-זרם, פוטנציאל המתכת נשלט במדויק באזור -0. 85V עד -1. 05V אזור הבטיחות.
טכנולוגיית איטום דינמית היא המפתח למניעת דליפה. מכשיר איטום סיבוב נוזלי מגנטי משתמש בשימוש בנוזל פרומגנטי של ננומטר ליצירת קיר איטום נוזלי בפער בין התותבים, העמיד לתנודות לחץ עד 200MPa/s. חותמות טבעת O משולשות עשויות מחומר מורכב של ויטון - PTFE, השומר על חוסן של 90% אפילו בטמפרטורה נמוכה של 4 מעלות. מערכת האיטום נועדה גם למנוע דליפה באמצעות הגנה קתודית מיקרו -זרם.
III.intelligent Control: כדי לפתור את דילמת האנרגיה
מערכת קירור חומרי שינוי שלב היא מהפכה בניהול תרמי. רדיאטור מיקרו-ערוץ מלא דודקאן סופג חום דרך שינוי שלב נוזלי-גז, עם ערך חום סמוי של 256 ק"ג/ק"ג. רשת מדידת טמפרטורה סיבים אופטית מופצת מפקחת על הכתמים החמים עם 0. 01 מעלות דיוק, ועם תריסים מונעי סגסוגת צורה, זרימת הקירור מותאמת באופן דינמי.
הנתונים הנמדדים של סוג מסוים של 10, 000- מדרג מדרג מונה מראה כי עליית הטמפרטורה המרבית של השנאי שלו היא 38K בלבד לאחר 72 שעות של פעולה רציפה, הנמוכה ב -62% מהעיצוב המסורתי. מדהימה יותר היא יכולת התיקון העצמי - כאשר גילוי השפלת הבידוד המקומי, טכנולוגיית MicroCapsule משחררת אוטומטית את סוכן התיקון, כך שההתאוששות של גורם האובדן הדיאלקטרי לערך הראשוני של יותר מ- 95%.
הסוכנות היפנית של "Deep Sea 6500" של יפן-אדמה-אדמה, השנאי שלה קבעו שיא של 10 שנים ברציפות של פעולה ללא בעיות. כאשר אנו בוהים בתמונות שהוחזרו על ידי אותם בדיקות בים העמוק, האור שמאיר את התהום הוא למעשה נס תעשייתי השזור על ידי בני אדם עם ננו-טכנולוגיה, חומרים חכמים ומחשוב קוונטי. עם חומרי בידוד מורכבים גרפן ופריצות דרך שנאי מוליכות -על, עתיד מערכת הכוח הים העמוק או יממש "ככל שהעמוק יותר" המאפיינים הנגדים האינטואיטיביים היציבים יותר - זה לים העמוק למסע האנרגיה, השנאי מתגלגל באבירים הנאמנים ביותר של הים העמוק ".