У Китаї розробляють незвичайні підводні дрони з карбону: у чому їхня перевага

Китайські вчені з Харбінського науково-дослідного інституту представили надміцний корпус із вуглецевого волокна для великомасштабного виробництва підводних дронів. Подробиці повідомило медіа SCMP.

За словами дослідників, корпус із карбону зможе легко витримувати величезний тиск на глибині 6000 метрів. Цей проєкт кидає виклик переконанню, що вуглецеве волокно не можна використовувати під водою, що потенційно дає Китаю перевагу в перегонах озброєнь безпілотників у Тайванській протоці та Південно-Китайському морі.

Карбон зацікавив учених своїми чудовими властивостями, такими як низька щільність, висока міцність, високий ступінь пружності, опір втоми, корозійна стійкість і гнучкість конструкції. Водночас у США вуглецеве волокно вважають непридатним для використання в підводній промисловості. Перший у світі підводний апарат з екіпажем з вуглецевого волокна "Титан", керований американською приватною компанією OceanGate, був зруйнований величезним тиском води під час занурення до місця аварії "Титаніка" на глибині 4000 метрів, внаслідок чого загинули всі п'ятеро людей, які перебували на борту. Багато представників галузі пов'язують цю трагедію зі слабкістю карбону: під величезним тиском вода може проникати в проміжки між волокнами, а повторювані підйоми і спуски можуть призвести до розтріскування і деформації корпусу.

Міцний корпус із вуглецевого волокна китайського виробництва має товщину стінки близько 3 см — це становить чверть товщини стінок "Титана". Однак, за словами дослідників, під час лабораторних випробувань він легко витримав тиск води в 77 мегапаскалів (МПа), що більш ніж удвічі перевищує тиск, який корпус "Титана" витримував під час лабораторних випробувань у Вашингтонському університеті. За оцінками китайських учених, корпус із вуглецевого волокна може витримати тиск 90 МПа, що еквівалентно глибині 9000 метрів. Однак з метою безпеки експлуатаційну глибину встановили на рівні 6000 метрів, що відповідає тиску 60 МПа.

Зовнішній шар міцного корпусу з вуглецевого волокна являє собою тонке водонепроникне покриття товщиною 1 мм. Дослідники заявили, що покриття забезпечує певний ступінь захисту і не допускає витоків, пошкоджень, відшарувань міжфазних поверхонь, розтріскування або інших проблем під час звичайного використання. Корпус зможе витримувати удари, залишаючись неушкодженим.

Передня і задня частини міцного корпусу з вуглецевого волокна виготовлені з титанового сплаву Т4. Оскільки він має витримувати змінний тиск морської води від 0 до 6000 метрів, конструктори врахували проблеми втоми, як-от коливання тиску і температури в з'єднаннях між вуглецевим волокном і титановим сплавом. Наразі команда вже створила безпілотник з вуглецевого волокна, придатний для роботи на глибині менше 200 метрів. Маючи товщину всього 3 мм і діаметр 1 метр, його можна використовувати на мілководді.

І Китай, і США планують розмістити велику кількість безпілотної зброї в Тайванській протоці та Південно-Китайському морі. Перемога однієї зі сторін залежатиме від характеристик і кількості дронів. Згідно зі звітом, опублікованим минулого місяця вашингтонським аналітичним Центром нової американської безпеки, битви дронів у Тайванській протоці істотно відрізнятимуться від ситуації на українському фронті, оскільки підводні дрони важче знищити, ніж повітряні.

Деякі експерти вважають, що, налагодивши виробництво корпусів для дронів із карбону, Китай отримає перевагу. Також варто враховувати і фактор зниження цін на вуглецеве волокно, вироблене в КНР. Наприклад, на китайському ринку ціна велосипеда з вуглецю становить 410 доларів США, а ще кілька років тому такий велосипед коштує 4100 доларів.