专家们分享了泰坦潜艇可能发生内爆的原因 - 包括关于它如何被拖到泰坦尼克号“母舰”后面的新理论。
OceanGate 首席执行官斯托克顿·拉什 (Stockton Rush) 在 6 月 18 日的灾难中与公司的四名付费乘客一起丧生,他对泰坦号的独特设计进行了创新,他希望这种设计能够成为一个新的行业标准。
但是,工程专家告诉纽约时报,旨在削减成本并使海洋勘探更有利可图的几项举措也可能带来灾难性的后果周五发表的一篇文章中的《泰晤士报》。
通过将 Titan 与 Alvin 进行比较,Alvin 是美国政府研究潜水器,自此以来已安全完成了 4,500 多次深海潜水1973 年,专家们指出了一些可能导致泰坦毁灭的设计和协议变化。
与泰坦不同,阿尔文被设计为一个球体,全钛船体被运送到一艘母舰甲板上的潜水地点,而泰坦号则被拖过其小型潜水平台穿过北大西洋波涛汹涌的水域,这可能会在这艘劣质船发生内爆并导致五人死亡之前受损。 。
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人们看到极地王子号拖着泰坦号潜入其发射平台。专家表示,许多削减成本的措施可能导致了潜艇灾难性的内爆
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泰坦号由 OceanGate Expeditions 拥有和运营,于 2021 年首次开始载人游览泰坦尼克号,每位乘客每次行程的费用高达 25 万美元。
它被吹捧为更宽敞的由碳纤维制成的圆柱形舱 - 与大多数潜水器使用的球形钛舱不同。
泰坦号潜水器于 6 月 18 日下降到泰坦尼克号沉船残骸深度约 12,500 英尺处时与支援船失去了通讯。
几天后,其残骸从海底被打捞出来,调查人员认为潜艇是在深海的巨大压力下被压碎的。
除了拉什之外,还有四人死亡:英国冒险家哈米什·哈丁,58 岁;巴基斯坦大亨 Shahzada Dawood(48 岁)和他的儿子 Suleman Dawood(19 岁)、法国泰坦尼克号专家 Paul-Henry Nargeolet(77 岁)。
在泰坦尼克号之前,潜水器包括Alvin 拥有良好的安全记录。潜水器与潜艇的不同之处在于,它们必须从母舰发射到海上。
关于导致灾难的原因的理论包括......
泰坦被拖过波涛汹涌的大海 - 没有安全地保存在甲板上
“阿尔文”研究潜艇被运送到一艘专用母舰甲板上的潜水地点,该母舰配备了定制绞盘和一台大型起重机,可将其放置在海洋中。
相比之下,泰坦号没有专用的母舰,为了节省成本,在致命的潜水中,泰坦号被一艘较小的包租船“极地王子号”拖出了海。
极地王子号是一艘退役的加拿大海岸警卫队破冰船,它比 OceanGate 前几年使用的船只更小、更旧,这是 Rush 削减成本的举措。
使用拖缆,这艘船将泰坦号拖过数百英里的公海,位于用于淹没和回收潜艇的发射平台顶部。
当被问及拖曳泰坦是否会面临损坏风险时,公司发言人告诉《泰晤士报》:“OceanGate 目前无法提供任何其他信息。”
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Alvin 研究潜艇已运输前往专用母舰甲板上的潜水地点,该母舰配备了定制绞盘和大型起重机,可将其放入海洋中
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相比之下,泰坦(上图)没有专用的母舰,为了降低成本,它由一艘包租的极地王子号船拖出海 p>
有人看到泰坦号被拖到潜水地点。一位目击者回忆说,5 月份,潜艇和平台遭遇了“险些灾难”,部分淹没在公海上
《旅游周刊》主编 Arnie Weissmann 在 5 月份进行了一次 OceanGate 航行,使用的正是这艘极地王子号母舰,该母舰将潜艇从纽芬兰圣约翰斯拖曳约 435 英里到达泰坦尼克号现场.
“我认为子系统和平台被非常粗暴地扔来扔去,”韦斯曼告诉《泰晤士报》。
尽管他在极地王子号上待了一周等待天气转晴,但潜水最终被取消,魏斯曼从未乘坐泰坦号降落。
在《旅游周刊》的专栏中,韦斯曼讲述了公海期间“潜艇和平台几乎遭遇灾难”的悲惨故事。
“在连接船尾和平台的绳索末端,我们看到平台前部和潜艇都在水下,”他写道。
尚不清楚发生了什么,但船员推测,该地区发现的一个钓鱼浮标可能被一根绳子与平台缠住,并将其拖到下面,使空气罐充满了水。
尝试用拖缆上的浮标提升平台没有成功,Rush 不得不派潜水员从平台的弹性水箱中清除水,这个过程需要花费一些时间半天。
没有发现钓鱼线缠绕在平台上,事件原因成谜。
韦斯曼回忆说,当被问及该事件是否危及潜艇时,拉什开玩笑说:“所以潜艇在水下。”为什么这是一个问题?
药丸形状设计,而不是经过试验和测试的球形设计,更能抵抗压力
Alvin 是美国海军拥有、由伍兹霍尔海洋研究所运营的著名研究潜水器,采用球形设计。
在海洋深处,球形是抵抗每平方英寸可达三吨的挤压压力的最佳形状,因为压力均匀分布在整个船体上。
阿尔文号的缺点是容量有限——潜艇只能载三人到海底。
Rush 向每位乘客收取 25 万美元的潜水费用,前往泰坦尼克号残骸,如果采用类似的设计,假设 OceanGate 飞行员随行,每次行程只能搭载两名乘客。
相反,他的泰坦设计更宽敞,可容纳五个人在一个药丸状的接头中,该接头由两端各有钛半球的碳纤维管组成。
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Alvin,美国著名的研究潜水器海军,有一个供乘客使用的球形钛船体,如上图左侧所示
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自 1973 年以来,阿尔文已安全完成了 4,500 多次深海潜水。上图中,可以看到可容纳三人的人员舱位于其他支撑设备内
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Titan 的设计更加宽敞,药丸形潜艇中可容纳五个人,它由两端覆盖钛半球的碳纤维管组成
退休法医冶金学家蒂姆·福克 (Tim Foecke) 告诉《泰晤士报》,泰坦号船体的变化从紧密的球体到长管的几何形状可能导致了潜艇的灾难性故障。
他指出,潜艇越大,其船体必须越坚固、越厚,才能承受相同的压力。
他说,在船体厚度相同的两艘潜艇中,较大的那艘会先“崩溃或弯曲”。
碳纤维船体更容易受到压缩
Rush 在泰坦上的主要创新之一是在船体的大部分部分使用了碳纤维,它比钛更便宜、更轻。
OceanGate 宣传了泰坦的在其网站上,碳纤维结构(带有钛端盖)“比其他深潜器重量更轻,移动效率更高”。
这种材料将泰坦的重量减轻至 21,000 磅,而阿尔文的重量为 45,000 磅。
但专家表示,碳复合材料抵抗拉力的能力比抵抗挤压力的能力强得多。
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Rush 在泰坦上的主要创新之一是使用船体大部分采用碳纤维,比钛合金更便宜、更轻
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OceanGate 老板 Stockton Rush 出现在泰坦的碳管船体内部
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管子厚五英寸,由多层碳纤维包裹而成
'我非常惊讶Foecke 告诉《泰晤士报》,这得益于泰坦号的纤维结构,因为压力是潜水器在深海潜水时遇到的主要力量。
碳复合材料还英国普利茅斯大学机械与海洋工程副教授贾斯珀·格雷厄姆-琼斯 (Jasper Graham-Jones) 表示,当承受过大负载或不良设计导致应力集中时,其寿命有限。
'是的,复合材料非常坚韧。是的,复合材料非常耐用。但我们确实遇到了复合材料的问题,事实上复合材料的失效方式与其他材料略有不同,”他告诉美联社。
此外,泰坦的5英寸厚船体哈格雷厄姆-琼斯说,在之前大约两打的潜水过程中,它受到了反复的压力。
每次潜水都会在结构上留下微小的裂缝。他说,“这可能很小,一开始无法检测到,但很快就会变得至关重要,并产生快速且无法控制的增长。”
使用各种材料增加了接头更快磨损的风险
泰坦的设计需要将其碳纤维管连接到钛制端盖上,这是通过强力胶水实现的。
但专家表示,由于不同的材料在压力下以不同的速度改变形状,因此保持它们之间的密封可能具有挑战性。
阿尔弗雷德·S·麦克拉伦 (Alfred S. McLaren) 是一名退役海军潜艇兵,也是纽约市探险家俱乐部的名誉主席,他解释说,泰坦船体中的不同材料“具有不同的膨胀和压缩系数,这不利于保持水密粘合。
换句话说,如果碳纤维管的压缩方式与钛端盖略有不同,则可能会损害它们之间的密封,特别是在之后重复潜水。
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此图片显示了一个钛环被粘合到泰坦的碳管船体上。由于不同的材料在压力下以不同的速率改变形状,因此保持它们之间的密封可能具有挑战性
从泰坦尼克号残骸附近的海底打捞出的泰坦潜水器残骸,已从加拿大海岸警卫队码头的 Horizon Arctic 号船上卸下
用于泰坦潜水器的发射平台被拖回港口岸边潜艇被摧毁后,位于加拿大纽芬兰省圣约翰的实验室
专家还质疑 OceanGate 拒绝为泰坦寻求外部测试和认证。
Graham-Jones 表示,寻求外部专业知识是工程领域的标准程序,以确保船舶符合最高行业标准。
在 2019 年的一篇公司博客文章中,OceanGate 批评第三方认证流程既耗时又扼杀创新。
“在将每一项创新投入实际测试之前,让外部实体了解其最新情况是对快速创新的诅咒,”该帖子称。
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