3 800 metrų gylyje aplinkos slėgis viršija nepažeistų sandarinamų stiklinių konstrukcijos ribas, tačiau iškeltų „Titaniko” šampano butelių katastrofinio suirimo požymių nematyti. Kruopšti analizė atskleidžia laipsniško gedimo būdus: vieliniai narveliai deformuojasi, kamščiai susispaudžia arba pasislenka, mikrotarpeliais prasiskverbia jūros vanduo ir ištirpusios dujos išsiskiria, o stiklas pasiduoda arba atsiranda plonytės įtrūkimai, o ne sprogstamasis sudužimas. Nuotraukos ir vaizdo įrašai patvirtina laipsnišką užtvindymą, rodantį konkrečią pažeidimų seką, kuri paaiškina išgyvenamus rezultatus ir kelia tolesnių klausimų.
Greitas atsakymas: kodėl „Titaniko” buteliai nesprogo
Trumpas paaiškinimas: šampano buteliai, rasti prie „Titaniko” nuolaužų, nesprogo masiškai, nes ekstremalus išorinis slėgis ~3 800 m gylyje (~381 bar) arba pažeidė butelius, arba leido kamščiui susispausti ir palaipsniui prasiskverbti jūros vandeniui, taip išlygindamas vidinį ir išorinį slėgį ir užkirsdamas kelią katastrofiškam nepažeisto, slėgį turinčio stiklo implodavimui.
Stebėjimai ir medžiagų ribos rodo, kad sandarios buteliai negalėjo atlaikyti tokio slėgio skirtumo. Kamščiai ir muzelės deformuojasi arba subyra, leisdami lėtą užtvindymą; staigus suirimas sukelia lokalizuotą stiklo subyrėjimą. Vietoje rasti išlikę buteliai yra pažeisti, slėgis juose išsilyginęs, ir dažnai užpildyti vandeniu, o ne nepažeisti, slėgį turintys indai.
Slėgis 3 800 metrų gylyje ir stiklo ribos
Remiantis paaiškinimu, kaip kamščio gedimas ir vandens įsiskverbimas išlygina slėgį, toliau dėmesys skiriamas išorinio apkrovimo kiekybiniam įvertinimui 3 800 m gylyje ir jo palyginimui su pūstinio stiklo šampano butelių mechanine talpa.
Aplinkos hidrostatinis slėgis ten yra ≈381 bar, sukuriantis tolygų gniuždymo apkrovimą butelio sienelėms.
Įprastuose šampano buteliuose yra ≈6 bar vidinio dujų slėgio, ir jie suprojektuoti atlaikyti iki ≈20 bar statinio viršslėgio; jų stiklo storis ir geometrija negali atlaikyti kelių šimtų barų slėgio skirtumo.
Todėl nepažeistas, sandarus butelis tame gylyje patirtų katastrofinį struktūrinį suirimą; tik pažeisti buteliai su išlyginti vidiniu slėgiu gali išlikti kaip surasti fragmentai.
Kodėl buteliai išlieka sveiki ankstyvojo nusileidimo metu
Per pradinį nusileidimo etapą šampano buteliai lieka nepažeisti, nes išorinis hidrostatinis slėgis didėja palaipsniui ir trumpam yra kompensuojamas butelių vidinio CO2 slėgio bei mechaninio kamščio ir vielos lankelio (muselet) suvaržymo.
Slėgio skirtumas išlieka stiklo stiprumo ribose, kol aplinkos slėgis priartėja prie butelio vidinio viršslėgio.
Nusileidimo greitis ir trumpalaikis poveikis nedideliuose arba vidutiniuose gyliuose (dešimtys metrų) neleidžia atsirasti staigiam apkrovimui.
Stiklas šiomis sąlygomis pasižymi tampriuoju elgesiu; kamščio suspaudimas ir vielos lankelio trintis uždelsia dujų išsiveržimą.
Todėl buteliai pereina ankstyvąjį nusileidimo etapą be katastrofinio suirimo, nors toliau tęsiantis nusileidimui jie galiausiai patiria slėgį, viršijantį medžiagų pajėgumą.
Kaip kamščiai ir vanduo išlygina slėgį
Po ekstremaliais hidrostatiniais krūviais kamščiai ir jų muzeletai reaguoja pirmiausia deformuodamiesi ir leisdami jūros vandeniui patekti į vidų, o tai greitai panaikina bet kokį pavojingą vidinį-išorinį slėgio skirtumą. Kamštis susispaudžia ašine kryptimi ir gali būti įstumtas į vidų arba apeinamas, kai vielinė krepšelis pasiduoda; tarp kamščio, žiedinio apvado ir stiklo susidaro mikrotarpeliai.
Jūros vandens patekimas suslėgia viršutinę erdvę ir išstumia CO2 prisotintą dujas, stumiant vidinį slėgį link aplinkos hidrostatinio slėgio. Šis kontroliuojamas išsilyginimas užkerta kelią dideliu greičiu vykstančiam imploziniam suirimui, susijusiam su dideliais slėgio skirtumais. Gauti buteliai paprastai būna suskilę, užpildyti vandeniu arba iš dalies užlieti, ir neturi liekamojo viršslėgio, nepaisant išsaugotos išorinės išvaizdos.
Nuotraukos ir vaizdo įrašas: kaip atpažinti pažeistus butelius
Nuolaužų vietos vaizduose vizualiniai požymiai atskiria pažeistas nuo nepažeistų butelių, rodydami kamščio poslinkio, vidinio skysčio buvimo ir lūžio modelių, atitinkančių neimploziją slėgio išsilyginimą, ženklus. Nuotraukose ir vaizdo įrašuose daugiausia dėmesio skiriama: pasislinkusiems arba trūkstamiems miusletams, patamsėjusiems vidiniams atšvaitams, rodantiems jūros vandenį, ir plonoms radialinėms įtrūkimams su deformacija į vidų, o ne sprogiminėms šukėms. Apšvietimo kampas ir didelės raiškos priartinimas atskleidžia nuosėdomis užpildytus butelių kaklus ir vandens lygio žymes. Nuoseklūs kadrai aptinka lėtą vandens prasiskverbimą, o ne staigų suirimą. Analitikai kryžmiškai tikrina apšvietimą, mastelį ir povandeninio aparato telemetriją, kad atmestų pažeidimus po iškėlimo. Išvadose pabrėžiamas pažeidimas ir slėgio išsilyginimas, o ne hermetinio slėginio sandarumo išlikimas.
