Trwające cztery dni poszukiwania zaginionej łodzi podwodnej Tytan dobiegły tragicznego końca . Raporty potwierdziły, że statek uległ „katastrofalnej implozji” w czasie próby dotarcia wraku Titanica, co natychmiastową śmierć wszystkich pięciu pasażerów.

Pole szczątków składające się z „pięć różnych głównych fragmentów szczątków” różnych sekcji łodzi podwodnej zostało znalezione na dnie morskim przez zdalnie sterowaną łódź podwodną, niespełna 500 metrów od dziobu Titanica.

Odkrycia te są zgodne z wcześniejszymi wiadomościami, że sygnały dźwiękowe „zgodne z implozją” zostały wykryte przez Marynarkę Wojenną Stanów Zjednoczonych tego samego dnia, w którym Tytan rozpoczął swój rejs.

Czujniki dna morskiego marynarki wojennej wykryły sygnaturę w ogólnym obszarze, w którym statek nurkował, gdy utracił łączność ze swoim statkiem – matką. W tamtym czasie sygnał uznano za „nieostateczny”.

Co to jest „katastroficzna implozja”?

Możemy założyć, że implozja rzeczywiście miała miejsce pierwszego dnia nurkowania – ale być może nie dokładnie w tym samym czasie utracono łączność ze statkiem – matką. Ale dlaczego tak się stało?

Łodzie podwodne mają zbiornik ciśnieniowy wykonany z jednego materiału metalicznego o wysokiej granicy plastyczności. Jest to zazwyczaj stal na stosunkowo płytkie głębokości (z grubsza mniej niż 300 m) lub tytan na większe głębokości.

Zbiornik ciśnieniowy z tytanu lub grubej stali ma zwykle kulisty kształt, który może wytrzymać miażdżące ciśnienie, jakiego można się spodziewać na głębokości 3800 m – głębokości, na której leży wrak Titanica.

Tytan był jednak inny. Jego zbiornik ciśnieniowy został wykonany z połączenia tytanu i kompozytowego włókna węglowego. Jest to dość niezwykłe z punktu widzenia inżynierii strukturalnej, ponieważ w kontekście głębokiego nurkowania tytan i włókno węglowe są materiałami o bardzo różnych właściwościach.

Tytan jest elastyczny i może przystosować się do rozszerzonego zakresu naprężeń bez żadnego mierzalnego trwałego odkształcenia pozostałego po powrocie do ciśnienia atmosferycznego. Kurczy się, aby dostosować się do sił nacisku i ponownie rozszerza się, gdy siły te są łagodzone. Z drugiej strony kompozyt z włókna węglowego jest znacznie sztywniejszy i nie ma tego samego rodzaju elastyczności.

Możemy tylko spekulować, co się stało z połączeniem tych dwóch technologii, które pod ciśnieniem nie zachowują się dynamicznie w ten sam sposób.

Ale prawie na pewno możemy powiedzieć, że doszło do pewnego rodzaju utraty integralności z powodu różnic między tymi materiałami. Materiał kompozytowy może potencjalnie ulec „rozwarstwieniu”, które prowadzi do rozdzielenia warstw zbrojenia.

Spowodowałoby to powstanie defektu, który wywołałby natychmiastową implozję z powodu ciśnienia podwodnego. W ciągu mniej niż jednej sekundy statek – pchany ciężarem słupa wody o wysokości 3800 m – natychmiast zapadłby się ze wszystkich stron.

Ostatnie chwile

Kiedy wszystko jest perfekcyjnie zaprojektowane, wyprodukowane i przetestowane, masz kształt wystarczająco bliski perfekcji, który może wytrzymać ogólny nacisk wywierany ze wszystkich kierunków. W tym scenariuszu materiał może „oddychać” – kurczyć się i rozszerzać zgodnie z potrzebami wraz z głębokością. Implozja Tytana oznacza, że ​​to się nie działo.

Sama implozja zabiła wszystkich w mniej niż 20 milisekund. W rzeczywistości ludzki mózg nie jest w stanie przetwarzać informacji nawet z taką prędkością. Chociaż wiadomość jest druzgocąca, być może jest nieco uspokajająca, że ​​​​pasażerowie Tytana nie przeżyliby przerażającego i przeciągającego się końca.

_____________________________________________________________________________________________________

Eryk Fusil. Profesor nadzwyczajny, Szkoła Inżynierii Elektrycznej i Mechanicznej Uniwersytetu w Adelajdzie