타이탄 잠수함의 시간이 흘러감에 따라 전문가가 잠수함이 갖추어야 할 안전 기능에 대해 설명합니다.

실종된 타이탄 잠수정의 산소 공급은 오늘 GMT 오전 10시 또는 EDT 오후 8시경에 바닥날 것으로 예상됩니다.

타이탄과 5명의 탑승자에 대한 열광적인 수색은 화요일과 수요일에 수색 구역에서 “딩” 소리를 녹음하는 소나 부표와 함께 계속됩니다.

아직 배의 운명이 결정되지 않은 상황에서 이러한 관광 활동의 안전성에 대해 국민들이 의문을 제기하고 있다.

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문맥

타이탄이 사라진 맥락이 문제다. 발행된 보고서 법원 문서의 세부 사항 Titan을 담당하는 회사인 OceanGate를 보여주는 2018년 문제에서 직원 David Lockridge가 잠수함의 안전에 대한 우려를 표명한 후 해고했습니다.

Lochridge는 자산이 항해에 적합하다는 것을 증명하는 최선의 방법에 대해 OceanGate의 의견에 동의하지 않았으며, 안전을 증명하기 위해 선박 선체의 “비파괴 테스트” 없이 다이빙을 수행하기로 한 OceanGate의 결정에 반대했습니다.

또한 2018년에는 나는 메시지를 보냈다 38명의 전문가가 서명한 해양 기술 협회의 유인 수중 차량 위원회의 OceanGate에 대해 잠수함 안전에 대한 의구심을 표명했습니다. 그들 그는 말했다 “[…] OceanGate가 채택한 실험적 접근 방식은 업계의 모든 사람에게 비참한 결과를 가져올 부정적인 결과(사소한 것부터 치명적인 것까지)로 이어질 수 있습니다.”

이러한 교류에서 알 수 있듯이 심해 잠수함 엔지니어링 및 규제는 아직 미지의 영역입니다. 타이탄은 공해상에서 활동하기 때문에 기술적으로 심판으로부터의 자유 어느 한 국가의 규정에 따라.

이 경우 대부분의 잠수정 설계자는 선급 협회에서 선박 설계를 인증하도록 선택합니다. OceanGate는 Titan을 위해 이를 거부하기로 의식적으로 결정했습니다.

잠수할 수 있는 내항성

해양 선박의 “내항성”에 대해 이야기할 때 우리는 주로 목적에 적합한지, 작동하기에 안전한지, 환경 보호를 준수하는지 여부를 묻습니다.

타이탄의 목적 적합성은 수면 위의 모선에서 안전하게 발사하고 최대 4,000미터(타이타닉 난파선의 대략적인 깊이)까지 자율적으로 작동하며 수면으로 돌아와 회수할 수 있는 능력으로 요약할 수 있습니다. 다이빙 후 모선. 몇 시간 동안.

운영상의 안전이란 기내에서 장비가 손상되지 않고 탑승객이 부상(또는 악화)되지 않음을 의미합니다. 그리고 환경 보호는 잠수함이 오염이나 생태계 파괴와 같은 주변 환경에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미합니다.

그러나 이것은 파란 하늘 시나리오입니다. 잠수함은 적대적인 환경의 심해에서 활동하며 일이 잘못될 수 있습니다.

압력 저항

볼과 실린더는 기하학적으로 압착 응력에 더 강하기 때문에 서브와 서브는 있는 그대로 모양이 만들어집니다.

타이탄은 숨 쉴 수 있는 1bar의 대기에서 작동하는 대신 타이타닉 깊이의 해수에서 370bar의 압력을 견뎌야 합니다. 구조에 결함이 있으면 즉각적인 파열이 발생할 수 있습니다.

그렇다면 “원을 벗어난” 기하학이 결함이 되는 임계값은 얼마입니까?

선박을 수중에서 수백 미터 깊이까지 사용하는 산업에서는 일반적으로 선박 직경의 0.5% 미만인 외부 문턱이 있는 강철 선체를 사용하는 경우가 많습니다. 이 표준이 타이탄의 선체를 4,000미터 높이에서 압축할 수 있을 만큼 안전할까요?

Titan은 탄소 섬유와 티타늄의 복합 선체로 만들어졌습니다. 이러한 재료의 설계 및 구조 평가는 금속 재료에 비해 매우 복잡합니다. 이것이 OceanGate가 Titan에 “실시간 선체 상태 모니터링 시스템”을 장착한 이유라고 추측할 수 있습니다.

시스템이 구조의 응력 게이지를 사용하여 실제로 응력을 측정하는지 또는 (Lockridge가 경고했듯이) 임박한 문제에 대해서만 사람들에게 경고하는 오디오 분석 “종종 내파 전 밀리초”.

압력 구조의 안전성은 목표 심해 잠수 깊이에 따라 각 모드의 안전 계수를 결정하기 전에 다양한 실패 모드를 분석해야 합니다.

(계산을 통해) 설계를 검증한 후 실제 검증은 두 단계로 수행해야 합니다.

제조된 압축 구조물에 대해 비파괴 시험을 수행하여 형상 및 원형 외 측면의 정확성을 확인해야 합니다.

다음으로 실제 잠수(이상적으로는 무인)는 점진적으로 증가하는 수심에서 스트레인 게이지를 사용하여 예상과 실제 값을 측정하는 데 사용되어야 합니다. Titan이 그러한 테스트를 거쳤는지 여부는 알 수 없습니다.

백업 및 중복

기능 아키텍처를 설계하고 장비를 선택할 때 설계자는 복구할 여러 가지 “가상” 시나리오를 고려합니다.

• 주 전원 공급 장치에 장애가 발생하면 어떻게 됩니까?
• 내 컴퓨터가 충돌하고 조종사가 통제력을 잃으면 어떻게 됩니까?
• 내 주요 통신 시스템에 장애가 발생하면 어떻게 됩니까?
• 잠수함이 모선에 문제가 있음을 어떻게 알릴 수 있습니까?

이러한 시나리오는 해군 설계자에게 안전을 위해 SFAIRP라고 하는 것을 보장해야 합니다(가능한 한). 여기에는 사고의 결과를 완화하는 것뿐만 아니라 사고가 발생하지 않도록 방지하는 것도 포함됩니다.

실질적으로 이것은 다음을 갖는 것을 의미합니다.

• 산소 비축(예: 구조대를 기다리는 동안)
• 신뢰할 수 있는 주요 전원 그리고 백업 시스템
• 전원이 손실된 경우 다른 전원(예: 유압) – 예를 들어 안전 트리거를 해제하여 양성 부력을 얻고 수면으로 다시 상승하는 데 도움이 됩니다.

이러한 각 시스템에는 특정 환경에 대한 특정(이론적) 검증 및 검증(테스트)이 필요합니다.

기성 상용 장비는 다양한 시나리오에서 목적에 대한 적합성을 시연하는 경우 선상에 적합할 가능성이 높습니다. 그러나 대부분의 외부 구성 요소(균열 압력으로 인해) 및 안전 시스템에는 맞춤형 설계가 필요합니다.

보고서에 따르면 Titan은 일부 “기성품” 장비를 사용하고 있었지만 이것이 이러한 깊이에서 의도된 용도로 승인되었는지 말하기는 어렵습니다.

보안 시스템

타이탄의 경우 모선과의 연동으로 즉각적인 양방향 통신과 더 높은 데이터 교환률이 보장되었을 것입니다. 그러나 이러한 케이블은 난파선 현장에서 잠재적인 위험에 얽힐 수 있습니다.

이와 같이 로프는 주로 무인 차량에 사용됩니다. 유인 잠수함은 조종사를 신뢰하는 것을 선호합니다. 또한 GPS, 휴대위성전화, 자동식별시스템 등은 수중에서 사용할 수 없다. 이러한 기기는 수중 깊이에서 전파되지 않는 전자파를 사용합니다(수면에서는 사용할 수 있음).

일부 잠수함에는 EPIRB(비상 위치 표시 무선 신호)와 같은 조난 신호가 장착되어 있습니다. 선장의 명령이나 “데드맨” 스위치를 통해 해제할 수 있습니다. 조종사가 일정한 간격으로 테스트에 응답하면 갑작스러운 응답 부족으로 인해 시스템은 승무원이 무력하다고 가정합니다.

다행스럽게도 보고된 “두드리는” 소리는 Titan의 승무원과 승객이 30분마다 압력 선체를 두드리는 소리입니다. 이것은 해저에 착륙할 때 군용 잠수함의 승무원들에게 가르치는 기술입니다.

고주파 음향 경보는 조난 잠수함에 대한 가정 기반 안내 정확도를 제공하므로 더 효율적입니다.

타이탄이 떠내려갈 경우 표면에서도 여러 가지 상황이 전개될 수 있습니다. 그가 가졌거나 했더라도 승무원과 승객은 배의 볼트로 고정된 해치를 열 수 없었습니다. 그들은 잠재적으로 부패한 분위기를 계속해서 다룰 것입니다.

복잡한 문제는 타이탄의 흰색으로 거품이 이는 바다에서 발견하기 어렵습니다. 이것이 바로 위에서 감지된 유동 자산이 일반적으로 더 높은 가시성을 허용하는 주황색 또는 노란색 음영인 이유입니다.

잠수함의 미래는 심해에 있다

우리는 타이탄의 승무원과 승객들이 구조되기를 바랍니다. 그러나 최악의 상황이 발생하면 법의학 조사에서 타이탄이 항해에 적합한 기본 임계값을 충족했는지 여부를 조사해야 합니다.

다양한 등급 협회에서 상업용 잠수함 및 잠수함에 대한 일련의 규칙을 제안하지만 이러한 규칙을 따르는 것을 선택하는 것은 여전히 ​​자발적인 프로세스입니다(자산 보험 회사는 일반적으로 이를 달성하기 위해 비용을 지불합니다).

바다 깊숙이 들어가는 것이 우주로 가는 것보다 더 복잡하지는 않더라도 그만큼 복잡하다는 점과 잠수함의 안전을 보장하는 것이 선택의 문제 이상이어야 한다는 점을 인정해야 할 때입니다.

자세히 보기: 타이타닉 잠수정: 타이탄의 수색 및 구조 노력은 위험한 임무에서 잠재적 인양 요구를 고려해야 함을 보여줍니다.