صناعة التيتانيوم في روسيا تحسد عليها
قامت أحدث قاذفة قنابل روسية من طراز Tu-160M برحلتها الأولى في 12 يناير 2022. والقاذفة Tu-160 هي قاذفة ذات أجنحة متغيرة وأكبر قاذفة قنابل في العالم، بوزن إقلاع محمل بالكامل يبلغ 270 طنًا.
الطائرات ذات الأجنحة المتغيرة هي الطائرة الوحيدة على الأرض التي يمكنها تغيير شكلها المادي. عندما تكون الأجنحة مفتوحة، تكون السرعة المنخفضة جيدة جدًا، وهي مناسبة للإقلاع والهبوط؛ عندما تكون الأجنحة مغلقة، تكون المقاومة صغيرة، وهي مناسبة للطيران على ارتفاعات عالية وعالية السرعة.
يتطلب فتح وإغلاق أجنحة الطائرة آلية مفصلية متصلة بجذر الجناح الرئيسي. تعمل هذه المفصلة فقط على إدارة الأجنحة، وتساهم بنسبة 0 في الديناميكا الهوائية، وتدفع الكثير من الوزن الهيكلي.
هذا هو الثمن الذي يجب أن تدفعه الطائرة ذات الأجنحة المتغيرة.
لذلك، يجب أن تكون هذه المفصلة مصنوعة من مادة خفيفة وقوية، وليس الفولاذ أو الألومنيوم على الإطلاق. نظرًا لأن الفولاذ ثقيل جدًا والألومنيوم ضعيف جدًا، فإن المادة الأكثر ملاءمة هي سبائك التيتانيوم.
تعد صناعة سبائك التيتانيوم في الاتحاد السوفييتي السابق الصناعة الرائدة في العالم، وقد امتدت هذه الريادة إلى روسيا، وورثتها روسيا، وتم الحفاظ عليها.
يبلغ طول المفصلة المصنوعة من سبائك التيتانيوم ذات جذر الجناح رقم 160 2.1 مترًا، وهي أكبر مفصلة ذات أجنحة متغيرة في العالم.
وتتصل بمفصلة التيتانيوم هذه عارضة صندوقية من التيتانيوم يبلغ طولها 12 مترًا، وهي الأطول في العالم.
70% من المواد الهيكلية في جسم الطائرة في الشكل 160 هي من التيتانيوم، ويمكن أن يصل الحد الأقصى للحمل الزائد إلى 5 جيجا. وهذا يعني أن هيكل جسم الطائرة في الشكل 160 يمكن أن يتحمل خمسة أضعاف وزنه دون أن ينهار، لذلك من الناحية النظرية، يمكن لهذه القاذفة التي يبلغ وزنها 270 طنًا القيام بمناورات مشابهة للطائرات المقاتلة.
لماذا التيتانيوم جيد جدًا؟
تم اكتشاف عنصر التيتانيوم في نهاية القرن الثامن عشر، ولكن في عام 1910 فقط حصل العلماء الأمريكيون على 10 جرامات من التيتانيوم النقي بطريقة اختزال الصوديوم. إذا تم اختزال المعدن بواسطة الصوديوم، فهو نشط للغاية. نقول عادةً أن التيتانيوم مقاوم جدًا للتآكل، لأن طبقة واقية كثيفة من أكسيد المعدن تتشكل على سطح التيتانيوم.
من حيث الخواص الميكانيكية، فإن قوة التيتانيوم النقي مماثلة لقوة الفولاذ العادي، لكن كثافته تزيد قليلاً عن نصف كثافة الفولاذ، ونقطة انصهاره ونقطة غليانه أعلى من تلك الخاصة بالفولاذ. لذلك يعتبر التيتانيوم مادة هيكلية معدنية جيدة جدًا.
وقت النشر: 17 يناير 2022