Lżejszy materiał na okręty
Aluminium jak lekki metal ma wiele zalet, ale z wytrzymałością się nie kojarzy. Tym bardziej, jeśli nadamy mu strukturę gąbki. Ale pozory mylą, z odpowiednią domieszką aluminium okazuje się wystarczająco mocne, aby zastąpić stal w konstrukcji statków morskich.
Technologię opracowali niemieccy naukowcy z Fraunhofer Institute w Chemnitz. Mieszanina sproszkowanego aluminium i wodorku tytanu tworzy materiał, który pod wpływem ciepła rośnie, przybierając strukturę gąbki, a zarazem nabierając wytrzymałości i sztywności. Kolejna jego cecha to sposób, w jaki potrafi łączyć się z innymi metalami, która pozwoliła stworzyć warstwowy materiał, idealny do budowy kadłubów statków.
Mieszanina sproszkowanego aluminium i wodorku tytanu jest prasowana, a następnie umieszczana pomiędzy dwiema stalowymi płytami. Po poddaniu całości temperaturze powyżej 650º C aluminium pęcznieje i tworzy całość ze stalowymi płytami bez używania żadnych środków łączących. Taki materiał jest o trzydzieści procent lżejszy od stali i wystarczająco mocny, aby zbudowane z niego statki mogły pływać nawet po morzach północnych i wytrzymywać nacisk kry.
We współpracy z fińskim kapitanem, Veikko Hintsanenem powstał już pierwszy statek z kadłubem wykonanym z nowego materiału. „Bioship 1", jak został nazwany, ma być rewolucją w fińskim transporcie wodnym. Lżejszy o 30 procent kadłub oznacza bowiem możliwość zwiększenia użytecznego ładunku, rzadsze rejsy, mniejsze zużycie paliwa i wreszcie mniejszą emisję spalin. Bioship 1 ponadto napędzany jest nie olejem, lecz ciekłym gazem (LNG), co likwiduje ryzyko zanieczyszczenia środowiska w przypadku katastrofy.
Komentarze (26)
romero, 23 stycznia 2011, 20:42
Takie polskie skojarzenia: Niemcy = Okręty
a zwłaszcza u-booty
A tu tylko o statkach, ale materiał bardzo ciekawy, kto wie może wkrótce lżejsze samochody, czyli mniej spalające, i kto wie jeszcze co się da z tego gąbkowego kompozytu aluminiowego zrobić.
krzabr, 23 stycznia 2011, 22:28
Dziwnym trafem nie wspomnieli że aluminium i tytan są straszliwie wrażliwe na erozję kawitacyjną która gnębi wszystko co pływa w morzu ;-)
waldi888231200, 23 stycznia 2011, 23:53
Czysta fikcja , bo i tak będą musieli na dno statku ołowiu nalać (za to remont w stoczni będzie trudniejszy niz spawanie stali).
cyberant, 24 stycznia 2011, 10:50
Ołów na dno (bulbę na kilu) leje się dla balastu i jest dobierany zależnie od całej masy/wyporności statku. Czyli 30% lżejsza jednostka = 30% mniejszy balast (mniej więcej). Dodatkowy wpływ ma oczywiście ułożenie i ciężar ładunku, ale nie zmienia to faktu ze lżejszy statek o porównywalnej wyporności, nawet przy identycznej masie ołowiu w balaście będzie bardziej ekonomiczny.
Erozję kawitacyjną opanują odpowiednie farby i lakiery, chociaż to jest faktycznie największy problem na morzu i w stoczniach... kontenerowce/tankowce zaczynają ostro rdzewieć zanim się je spuści na wodę...
krzabr, 24 stycznia 2011, 11:32
Czysta fikcja kawitacja jest straszliwie problematycznym utrapieniem, dopiero niedawno wprowadzono brązy aluminiowe ale niewiele to zmieniło w tej dziedzinie. Farby i lakiery to tym bardziej fikcja - na śrubie raz dwa i ich nie ma, a na podwodziu jest żżerana przez enzymy różnych morskich organizmów które się tam osadzają.
Coś o tym wiem bo to moje wykształcenie ;-)
Jajcenty, 24 stycznia 2011, 11:46
Kurcze, prawie na pewno czegoś nie wiem - czy kawitacja nie dotyczy raczej śrub?
waldi888231200, 24 stycznia 2011, 12:42
Ekonomiczny, to wiele składników a głównym z nich jest ciągłość zleceń (a na nią wpływa ilość potrzebnych remontów i ich czas trwania).
romero, 24 stycznia 2011, 12:50
Dokładnie też tak pamiętam, że śrub i pomp, a nie burt statków, zwłaszcza, że tu ma być struktura typu "sandwitch" czyli na zewnątrz będą płyty stalowe.
Piotrek, 24 stycznia 2011, 12:56
Tak jest mniejsza emisja spalin najważniejsza bo ekologiczna, ale gdy produkuje się rzeczy codziennego użytku z zaprogramowanym zegarem autodestrukcji to machina napędzająca cały kapitalistyczny rynek nie przeszkadza nawet jeśli to jest 'kosmicznie nieekologiczne'.
ehhhh, co za bzdury.
Aczkolwiek jeśli chodzi o sam materiał to bardzo ciekawa nowina, która się światu niewątpliwie przysłuży w wielu dziedzinach.
Jurgi, 24 stycznia 2011, 20:41
Nie jestem ekspertem, ale wydaje mi się, że kawitacja w obrębie kadłuba (a nie samej śruby) mogłaby zaistnieć tylko przy jakichś gigantycznych prędkościach…?
Tak czy inaczej: fakt podatności aluminium i tytanu na kawitację nie przesądza o analogicznych właściwościach pianki ty-alu; poza tym jak słusznie zauważył Romero, od zewnątrz jest tu warstwa stali, więc piankowego materiału kawitacja nie dotyka.
Jajcenty, 25 stycznia 2011, 07:08
Trójskladnikowa, trójwarstwowa blacha - myślę że spawacze BioShip One mają koszmary
mikroos, 25 stycznia 2011, 10:14
Chyba, że całość będzie klejona, przynajmniej jeśli chodzi o warstwy tej kanapki
cyberant, 27 lutego 2011, 00:29
Ech.. szkoda że tak późno zajrzałem do tego wątku
waldi888231200, 27 lutego 2011, 01:41
Kawitacja ma tyle wspólnego z bąbelkami powietrza co zwykły wiatr z wiatrem galaktycznym.
wilk, 27 lutego 2011, 21:35
Akurat ma bardzo dużo wspólnego.
waldi888231200, 27 lutego 2011, 23:02
Co np:?? albo dlaczego skrzydła samolotów mają taki dziwny gruby kształt a nie są ostre jak zyletka, kazdy szumiący zawór kulowy kawituje, lejek w wannie podczas spuszczania wody itd. co ma wspólnego z bąbelkami powietrza??
wilk, 28 lutego 2011, 15:59
Np. to, że kawitacja to przemiana fazowa (ciecz->gaz) pod wpływem zmian ciśnienia. Zapadający się potem bąbelek czy jak tam zwał pęcherzyk imploduje i uszkadza zawór lub poszycie statku. Dotyczy to jedynie cieczy. Natomiast określony kształt krawędzi natarcia czy to skrzydła samolotu, czy łopaty wirnika (generalnie chodzi o profil lotniczy) wynika z potrzeby z potrzeby wytworzenia siły nośnej poprzez różnicę ciśnień. Samoloty naddźwiękowe mają węższe te krawędzie. Skrzydła cierpią za to na inne „choroby”.
thikim, 28 lutego 2011, 18:26
To z czym oni to aluminium 2,72 g/cm3 mieszali że dostali 30% mniej od stali (7,5-7,9)? Z ołowiem? Tlenek tytanu to około 4 g/cm3
mikroos, 28 lutego 2011, 18:40
Mam wrażenie, że chodzi o gęstość całego kompozytu albo jeszcze prędzej - o wagę metra kwadratowego poszycia statku (z uwzględnieniem grubości ścian).
waldi888231200, 28 lutego 2011, 19:47
Z ciśnieniem 0bar jest tak samo jak z temperaturą 0K wszystko ma inne właściwości (np: woda sublimuje przy -50C) a słowo implozja jest jak czarna skrzynka w elektronice (coś się dzieje i wylatują okrągłe dziury w śrubie okrętowej) badał to schlauberger (bodajze).
thikim, 28 lutego 2011, 21:11
Faktycznie mikroos, masz rację. Nie doczytałem, że nie chodzi o gęstość tylko o masę kadłuba.
cyberant, 1 marca 2011, 14:21
Oj ma
koledzy wyżej już wytłumaczyli, ale dodam swoje 3 grosze. Po pierwsze - napisałem nigdzie słowa "powietrza". Chociaż można się tu spierać, z technicznego punktu widzenia kawitacja to bardziej "bombelki próżni" chociaż to również naciągane stwierdzenie. Występuje w cieczy która porusza się tak szybko że traci ciągłość, a owe "bombelki" można zaobserwować chociażby na zdjęciach i filmach. Jasne że panuje w nich inne ciśnienie niż "atmosferyczne" ale pewnie są tam śladowe ilości gazów wytrąconych z wody/cieczy, oraz samej pary. Chociaż nie wiem czy ktoś podjął by się zadania precyzyjnych badań składu chemicznego
bąbelków kawitacyjnych"
. Przy kawitacji największe znaczenie ma temperatura i ciśnienie cieczy, oraz przede wszystkim prędkość jej poruszania.
Żeby było ciekawiej do wystąpienia kawitacji nie jest potrzebny żaden poruszający się obiekt, wystarczy że sam strumień cieczy się porusza, ale to tak złożone zjawisko że dużo o nim pisać. W tym wątku poruszony został destrukcyjny wpływ kawitacji na metale i jest to faktem, tak jak faktem jest że ludzie coraz lepiej sobie z tym problemem radzą i chyba tyle wystarczy...
PS. wiatr galaktyczny ma też wiele wspólnego z wiatrem "ziemskim" ;P
Jajcenty, 1 marca 2011, 14:49
Oj tak, wszyscy wiedzą, że kawitacja to samo zło... Do tego stopnia, że nie chcą potem wierzyć w istnienie torped czy pomp kawitacyjnych
wilk, 1 marca 2011, 15:06
Te torpedy, to akurat są superkawitacyjne.
Choć w sumie można by je nazwać podwodnymi rakietami.