В Китае разрабатывают необычные подводные дроны из карбона: в чем их преимущество

Китайские ученые из Харбинского научно-исследовательского института представили сверхпрочный корпус из углеродного волокна для крупномасштабного производства подводных дронов. Подробности сообщило медиа SCMP.

По словам исследователей, корпус из карбона сможет легко выдерживать огромное давление на глубине 6000 метров. Этот проект бросает вызов убеждению, что углеродное волокно нельзя использовать под водой, что потенциально дает Китаю преимущество в гонке вооружений беспилотников в Тайваньском проливе и Южно-Китайском море.

Карбон заинтересовал ученых своими превосходными свойствами, такими как низкая плотность, высокая прочность, высокая степень упругости, сопротивление усталости, коррозионная стойкость и гибкость конструкции. В то же время в США углеродное волокно считают непригодным для использования в подводной промышленности. Первый в мире подводный аппарат с экипажем из углеродного волокна "Титан", управляемый американской частной компанией OceanGate, был разрушен огромным давлением воды во время погружения к месту крушения "Титаника" на глубине 4000 метров, в результате чего погибли все пять человек, находившихся на борту. Многие представители отрасли связывают эту трагедию со слабостью карбона: под огромным давлением вода может проникать в зазоры между волокнами, а повторяющиеся подъемы и спуски могут привести к растрескиванию и деформации корпуса.

Прочный корпус из углеродного волокна китайского производства имеет толщину стенки около 3 см — это составляет четверть толщины стенок "Титана". Однако, по словам исследователей, во время лабораторных испытаний он легко выдержал давление воды в 77 мегапаскалей (МПа), что более чем вдвое превышает давление, которое корпус "Титана" выдерживал в ходе лабораторных испытаний в Вашингтонском университете. По оценкам китайских ученых, корпус из углеродного волокна может выдержать давление 90 МПа, что эквивалентно глубине 9000 метров. Однако в целях безопасности эксплуатационную глубину установили на уровне 6000 метров, что соответствует давлению 60 МПа.

Внешний слой прочного корпуса из углеродного волокна представляет собой тонкое водонепроницаемое покрытие толщиной 1 мм. Исследователи заявили, что покрытие обеспечивает определенную степень защиты и не допускает утечек, повреждений, отслоений межфазных поверхностей, растрескивания или других проблем при обычном использовании. Корпус сможет выдерживать удары, оставаясь неповрежденным.

Передняя и задняя части прочного корпуса из углеродного волокна изготовлены из титанового сплава Т4. Поскольку он должен выдерживать переменное давление морской воды от 0 до 6000 метров, конструкторы учли проблемы усталости, такие как колебания давления и температуры в соединениях между углеродным волокном и титановым сплавом. На данный момент команда уже создала беспилотник из углеродного волокна, пригодный для работы на глубине менее 200 метров. Имея толщину всего 3 мм и диаметр 1 метр, его можно использовать на мелководье.

И Китай, и США планируют разместить большое количество беспилотного оружия в Тайваньском проливе и Южно-Китайском море. Победа одной из сторон будет зависеть от характеристик и количества дронов. Согласно отчету, опубликованному в прошлом месяце вашингтонским аналитическим Центром новой американской безопасности, битвы дронов в Тайваньском проливе будут существенно отличаться от ситуации на украинском фронте, поскольку подводные дроны труднее уничтожить, чем воздушные.

Некоторые эксперты полагают, что, наладив производство корпусов для дронов из карбона, Китай получит преимущество. Также стоит учитывать и фактор снижения цен на углеродное волокно, производимое в КНР. К примеру, на китайском рынке цена велосипеда из углерода составляет 410 долларов США, а еще несколько лет назал такой велосипед стоит 4100 долларов.