ความคืบหน้าการวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ยานพาหนะใต้น้ำโลหะผสมไททาเนียมใหม่

เป็นเวลานานมาแล้วที่วัสดุที่ใช้ในเปลือกโซนาร์หุ้มเปลือกกันแรงดันและระบบท่อของเรือเดินทะเลของเราโดยพื้นฐานแล้วเป็นเหล็กกล้าคาร์บอน อะลูมิเนียมอัลลอย และเหล็กกล้าไร้สนิม เป็นที่น่าสังเกตว่ารัสเซีย (อดีตสหภาพโซเวียต) ก็ใช้วัสดุธรรมดาเหล่านี้เช่นกัน แต่ส่วนใหญ่เปลี่ยนมาใช้โลหะผสมไททาเนียม และผลสุดท้ายในการใช้งานก็ออกมาดี

ตัวอย่างเช่น เรือดำน้ำนิวเคลียร์ K166 ที่สร้างขึ้นเมื่อปลายปี 1968 ตัวเรือ ระบบท่อ และอุปกรณ์และเครื่องจักรอื่นๆ จำนวนมากทำจากโลหะผสมไททาเนียม และในช่วงต้นทศวรรษ 1970 เรือดำน้ำนิวเคลียร์โจมตีระดับ A ซึ่งดึงดูดความสนใจจากทั่วโลกเป็นเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่เล็กที่สุดในโลกในเวลานั้นโดยมีน้ำหนักบรรทุกน้อยที่สุด (การกระจัดใต้น้ำ 3120 ตัน) ความเร็วในการแล่นเรือที่เร็วที่สุด (ความเร็วสูงสุดใต้น้ำ 41kn) และการดำน้ำที่ลึกที่สุด (ความลึกในการดำน้ำคือ 700 ม. ความลึกในการดำน้ำสูงสุดคือ 750 ม.) เรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ทันสมัยที่สุดยังสร้างโดยใช้โลหะผสมไททาเนียมเป็นวัสดุหลัก

รัสเซียและยูเครนมีแรงงานที่มีทักษะและอุปกรณ์ทดสอบที่ซับซ้อน และได้ผลิตยานใต้น้ำหลายประเภท เช่น MIR2, URAN-1, MASK-2 ฯลฯ ในจำนวนนี้ เปลือกขั้นสูง เช่น โลหะผสมไททาเนียมที่ได้มา จากยานอวกาศ เทคโนโลยีวัสดุเป็นมือขวาของพวกเขา

นอกจากรัสเซียและยูเครนแล้ว ประเทศอื่นๆ ยังได้ดำเนินการวิจัยในด้านการใช้งานโลหะผสมไททาเนียม สหรัฐอเมริกาเริ่มการวิจัยและการประยุกต์ใช้เรือดำน้ำโลหะผสมไททาเนียมในทศวรรษที่ 1960 เรือดำน้ำ "Sea Cliff" ที่สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2524 และ พ.ศ. 2525 ติดตั้งห้องควบคุมและสังเกตการณ์ที่ทำจากโลหะผสมไททาเนียม โครงสร้างหลักของเรือดำน้ำ "Nautilus" ที่พัฒนาโดยฝรั่งเศสในปี 1985 เรือดำน้ำสำรวจ "Deep Sea 6500" ของญี่ปุ่น เรือดำน้ำที่มีคนขับ "Jiaolong" และยานใต้น้ำอัตโนมัติ "Orange Shark" ที่พัฒนาโดยอิสระในประเทศของฉัน ส่วนประกอบทำจากไททาเนียม โลหะผสม

โลหะผสมไททาเนียมได้สร้างความก้าวหน้าใหม่ในด้านการวิจัยยานยนต์ขนาดใหญ่และดำน้ำลึกในประเทศของฉัน เนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลที่ดี อายุการใช้งานยาวนาน และค่าบำรุงรักษาต่ำ การใช้โลหะผสมไททาเนียมในเรือดำน้ำจึงมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุเปลือกของอุปกรณ์ดำน้ำลึกขนาดใหญ่ ซึ่งไม่เพียงแต่ต้องมีทั้งความแข็งแรงสูงมากและความเหนียวที่ดีเท่านั้น นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อน การส่งผ่านเสียง ที่ไม่ใช่แม่เหล็กและอื่น ๆ ที่ดีกว่า ดังนั้นการวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุโลหะผสมไททาเนียมที่มีประสิทธิภาพสูงจึงเป็นแนวโน้มการพัฒนาหลัก และมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีบางอย่าง

Dalian University of Technology Wang Lei และคณะ เสนอเครื่องขับดันแม่เหล็กถาวรแบบซิงโครนัสทรงกระบอกที่ใช้ในหุ่นยนต์ใต้น้ำ ปลอกแยกทำจากวัสดุโลหะผสมไททาเนียม Hu Ren แห่งมหาวิทยาลัยเจ้อเจียงระบุว่าโลหะผสมไททาเนียมใช้เป็นวัสดุกันน้ำผ่านการวิเคราะห์ความต้านทานแรงดันของวัสดุต่างๆ วัสดุเปลือกที่ทนแรงกดของเครื่องร่อน ฝาปิดส่วนท้ายเครื่องร่อนใต้ทะเลลึก 7000 เมตรที่สนับสนุนโดยโครงการนำร่องของ Chinese Academy of Sciences ก็ทำจากโลหะผสมไททาเนียมเช่นกัน

โลหะผสมไททาเนียมมีประสิทธิภาพที่โดดเด่นในด้านการดำน้ำลึกแบบมีคนขับ เรือดำน้ำแบบมีคนขับ "Deep Sea Warrior" ที่พัฒนาโดยอิสระในประเทศของฉันมีความลึกในการทำงานสูงสุด 4,500 เมตร และเรือดำน้ำแบบมีคนขับ "Jiaolong" จมอยู่ใต้น้ำสำเร็จ 7,000 เมตร "เลขที่." เรือดำน้ำที่มีคนขับคว้าตำแหน่ง "ขั้วโลกที่สี่ของโลก" ในร่องลึกก้นสมุทรมาเรียนาได้สำเร็จ โดยมีความลึกด้านล่าง 1,0909 ม. เปลือกแรงดันของเรือดำน้ำประเภทนี้ทำจากวัสดุโลหะผสมไททาเนียมที่มีความแข็งแรงสูง และโครงสร้างหลักอื่นๆ ก็ทำจากวัสดุโลหะผสมไททาเนียมเช่นกัน อาจกล่าวได้ว่าโลหะผสมไททาเนียมมีบทบาทอย่างมากในด้านยานยนต์ใต้น้ำรุ่นใหม่ในประเทศของฉัน และจะมีบทบาทเชิงบวกในการวิจัยและพัฒนายานยนต์สมรรถนะสูงในอนาคต