Металл устал: почему авиалайнеры "Комета" разрывало на куски в воздухе
Корпус идущего по волнам танкера ни с того ни с сего ломается пополам – зрелище, которое заставляет холодеть даже опытных моряков. Другое судно и вовсе спокойно стояло на якоре у берегов Японии, когда внезапно разломилось на две половинки.
Что же происходит с судами, которые до этого ходили с грузом без особых проблем? Почему дом может внезапно рухнуть? И как деградирует металл? Об этом рассказывает программа "Как устроен мир" с Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.
Почему ломаются суда
Испытывая постоянные нагрузки, даже самая крепкая конструкция со временем начинает разрушаться, то есть деградировать.
"При деформациях растет усталость металла, а это – накопление микродефектов, которые рано или поздно приведут к коллапсу структуры первого рода, просто трещина возникнет для того, чтобы уменьшить накопленное напряжение. Если это корпус и там нагрузка какая-то, скорости вращения высокие, произойдет разрушение механизма", – объяснил радиоинженер Дмитрий Хромихин
Почему распадаются самолеты
Разработанный британцами первый в мире реактивный пассажирский авиалайнер "Комета" прославился не столько скоростью, сколько чередой авиакатастроф. Корпуса этих самолетов разрушались в воздухе из-за усталости металла. Ее провоцировала необычная квадратная форма иллюминаторов – вокруг них возникало напряжение, и в металле появлялись микротрещины. В итоге из-за внутреннего давления на большой высоте фюзеляж буквально разрывало на куски.
"Когда мы летим в лайнере, мы не замечаем ничего странного, у нас внутри обычное земное давление. В то же время лайнер летит высоко и за пределами корпуса лайнера давление гораздо ниже. Лайнер как бы распирает, и металл корпуса самолета должен выдержать эту разницу давлений. От полета к полету его распирало и в углах окошек лайнера возникали микротрещины. Они были абсолютно незаметны для глаза. Микротрещины можно увидеть только с помощью специального оборудования. Эти микротрещины постепенно стали очень опасными и привели к тому, что лайнер распался", – рассказал инженер-физик Илья Рыбальченко.
Из-за чего рухнул дом во Флориде
В июне 2021 года во Флориде в пригороде Майями частично обрушился 12-этажный жилой дом. Дело было ночью, и в результате катастрофы погибли 98 человек. Сначала рухнула одна часть здания, а через несколько секунд – вторая. И причиной стало не землетрясение или взрыв, а деградация несущих конструкций. Здание было построено еще в 1981 году, и жильцы жаловались на трещины в бетоне и влагу в подвале.
"В конце 70-х – начале 80-х, когда мы начали активно использовать легкие бетоны, одна из проблем заключалась в том, что вдруг начали отваливаться части бетонных стен. Легкие бетоны, как правило, крупнопористые, в поры попадала влага, и влага разрывала эти бетонные конструкции", – уточнил заведующий кафедрой технологий и организации строительного производства НИУ МГСУ, доктор технических наук, профессор Азарий Лапидус.
Что со временем становится с "Жигулями" без пробега
Время от времени в старых гаражах находят настоящие капсулы времени, например "Жигули" первой модели 1982 года выпуска. "Копейка" отлично сохранилась и, по утверждению владельцев, практически не имеет пробега. Все ее детали – аутентичные, то есть их не заменяли при ремонте. За подобный экземпляр коллекционеры готовы выложить стоимость новой иномарки. Но поедет ли такой раритет как новый, без специальной подготовки? Конечно, нет. Ведь даже в идеальных условиях хранения все эти годы машина продолжала стареть.
"Когда механизм не работает, он стареет тоже, но по-другому. Если стоит долго, его лучше законсервировать так, чтобы он не гнил, потому что все в природе, к сожалению, гниет из-за постоянно возрастающей энтропии", – отметил радиоинженер Хромихин.
Деградирует не только металл. Несмотря на хранение в идеальных условиях гаража, пластик на оригинальном руле легендарного горбатого "Запорожца" разложился от времени. Что говорить о деталях из резины, которые деградируют еще быстрее. Считается, что средний срок безопасного использования автомобильных шин – около пяти лет с момента изготовления.