«Թափանցիկ ալյումինի» տեխնոլոգիան, որն առաջին անգամ ցուցադրվել է «Աստեղային ճանապարհ IV․ Ճանապարհորդություն դեպի տուն» գիտաֆանտաստիկ ֆիլմում, այսօր դարձել է իրականություն։ ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերի հետազոտական լաբորատորիայի (AFRL) հետազոտողները մշակել են կատարելագործված թափանցիկ կերամիկական զրահ, որը համադրում է բարձր ամրությունը, թեթև քաշը և հարվածակայունությունը։

Մշակումը ստեղծվել է AFRL-ի և Defense-wide Manufacturing Science and Technology (DMS&T) ծրագրի համագործակցության շրջանակում և ուղղված է ռազմական տեխնիկայի պաշտպանության համար նոր նյութերի ստեղծմանը, ինչպես նաև ինֆրակարմիր սենսորային համակարգերի համար թափանցիկ պատուհանների արտադրությանը։

Զրահը երկու անգամ թեթև է ավանդական ապակուց

Նոր նյութն ստացել է ALON (aluminum oxynitride) անվանումը․ այն ալյումինից, թթվածնից և ազոտից բաղկացած թափանցիկ ալյումինի օքսինիտրիդ է։

Ի տարբերություն ավանդական բազմաշերտ զրահապակու՝ ALON-ն ապահովում է համադրելի կամ ավելի բարձր պաշտպանության մակարդակ՝ զգալիորեն ավելի փոքր հաստության և քաշի պարագայում։ AFRL-ի տվյալներով՝ թափանցիկ կերամիկական զրահը կշռում է ավանդական ապակյա նմանօրինակների կեսից պակաս մասը և պահանջում է ավելի փոքր հաստություն՝ բալիստիկ սպառնալիքներից պաշտպանություն ապահովելու համար։

Դա զինվորականներին լրացուցիչ առավելություններ է տալիս ավիացիոն և ցամաքային տեխնիկան զինելիս․ զանգվածի կրճատումը թույլ է տալիս բարձրացնել շարժունակությունը, մեծացնել թռիչքի հեռավորությունը կամ ավելացնել լրացուցիչ սարքավորումներ՝ առանց ծանրաբեռնվածության ավելացման։

Ինչպես են ստեղծում թափանցիկ ալյումինը

ALON-ի արտադրությունը սկսվում է փոշենման նյութից։ Այն ձևավորում են անհրաժեշտ կառուցվածքների տեսքով, որից հետո բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման ազդեցության տակ վերածում են թափանցիկ կերամիկայի։

Արտադրության գործընթացը մնում է բարդ և պահանջում է ճշգրիտ վերահսկողություն յուրաքանչյուր փուլում։ Հենց այդ պատճառով երկար ժամանակ նման թափանցիկ վահանակների չափսերը սահմանափակ էին։

2006 թվականից ի վեր AFRL-ը, Defense Production Act Title III ծրագրի հետ համատեղ, զբաղվել է ALON-ի արտադրության տեխնոլոգիաների կատարելագործմամբ, ներառյալ ելակետային փոշու բնութագրերի և նյութի մշակման մեթոդների բարելավումը։

Թափանցիկ վահանակների չափսերը հաջողվել է մեծացնել

Մինչ ծրագրի մեկնարկը ALON-ից պատրաստված ամենախոշոր վահանակներն ունեին ոչ ավելի, քան 2,8 քառակուսի ֆուտ մակերես։ Արտադրական տեխնոլոգիաների զարգացման շնորհիվ ամերիկյան Surmet Corporation ընկերությունը կարողացավ հիմնել մինչև 8 քառակուսի ֆուտ չափսի արտադրանքի թողարկումը։

AFRL-ում նշում են, որ նյութի չափսերի մեծացումը կարևոր ձեռքբերում է դարձել, քանի որ ALON-ի արտադրությունը ներառում է բազմաթիվ բարդ փուլեր, որոնք անհրաժեշտ է կատարել բարձր ճշգրտությամբ։

«Ութ քառակուսի ֆուտ մակերեսով պատուհանի ստեղծումը բազմամյա աշխատանքի արդյունք է։ Ավելի խոշոր կառուցվածքի արտադրությունը, որը միաժամանակ մնում է թեթև և ամուր, զգալիորեն ընդլայնում է ռազմական համակարգերի հնարավորությունները», — նշել է AFRL-ի արտադրական տեխնոլոգիաների ուղղության ղեկավար Ռիչարդ Փորթերը։

Նյութն արդեն օգտագործվում է ռազմական տեխնիկայում

ALON թափանցիկ զրահն արդեն կիրառվում է ամերիկյան որոշ ռազմական համակարգերում, ներառյալ Black Hawk և Chinook ուղղաթիռները։

Բարձր ամրության և վնասվածքների նկատմամբ կայունության շնորհիվ նյութով հետաքրքրվել է նաև NASA-ն։ Գործակալությունը դիտարկում էր դրա օգտագործումը Միջազգային տիեզերական կայանի Cupola դիտարկման մոդուլի պաշտպանիչ պատուհանների համար, որտեղ սովորական ապակիները հակված են քերծվածքների և միկրոմասնիկներից վնասվելուն։

Հաջորդ փուլը՝ կորացված թափանցիկ վահանակներ

Մշակողների հաջորդ խնդիրը ALON-ից կորացված տարրերի ստեղծումն է։ Նման կառուցվածքները կարող էին ընդլայնել նյութի կիրառումը ավիացիայում և տիեզերական տեխնիկայում, սակայն դրանց արտադրության համար կարող են պահանջվել լրացուցիչ տեխնոլոգիական լուծումներ կամ այլ նյութերի օգտագործում։

Մշակողները նշում են, որ ALON-ի պատմությունը ցույց է տալիս, թե ինչպես են գիտական ֆանտաստիկայից վերցված գաղափարներն աստիճանաբար փոխանցվում ինժեներական իրականություն։ Տեխնոլոգիան, որը մի ժամանակ ցուցադրվում էր «Աստղային ճանապարհ» և «Յուրայի դարաշրջանի այգին» ֆիլմերում, այսօր դառնում է պաշտպանության և դիտարկման իրական համակարգերի մաս։