این ماده شگفت انگیز شناورهای تندروی سپاه را رادارگریز کرد!

قایق‌های تندروی نیروی دریایی سپاه پاسداران در تمام سال‌های اخیر از فایبر گلاس یا فیبر شیشه ساخته بودند. تکنولوژی قدیمی تری که این الیاف سبک را سال‌ها پس از استفاده از چوب به بهترین ترکیب بدنه برای قایق‌ها بدل ساخته بود. قایق‌هایی سبک، اما با قابلیت مانور بالا که در بسیاری از نقاط دنیا مورد استفاده قرار می‌گرفتند. فایبرگلاس ماده‌ای بسیار تطبیق پذیر بوده که وزن سبک آن را با استحکام ذاتی ترکیب می‌کند تا یک روکش مقاوم آب و هوا را با انواع مختلف بافت‌های سطحی فراهم کند.

قایق‌های فایبرگلاس یا فیبر شیشه

فایبرگلاس در طول جنگ جهانی دوم به عنوان جایگزینی برای تخته لایه قالبی استفاده شده، اولین کاربرد آن در ساخت قایق‌ها بود و در دهه ۱۹۵۰ سودمندی آن پذیرفته شد. استفاده از آن در بخش‌های خودرو سازی، ورزشی و همچنین هواپیمایی گسترش یافته‌است. ماده ارزشمندی که تقریبا در قرن جدید برایش رقیبی قوی ترپیدا شد. قایبرگلاس یا فیبر شیشه به دلیل نارسانایی و مقاومت در برابر سیگنال‌ها، خاصیت ویژه پنهان کاری را به قایق‌های جنگی می‌داد، اما این قابلیت نسبی بود، ولی رقیب جدید این محصول یا فیبر کربن، ماده‌ای است که تکامل یافته قابلیت‌هایی است که قیبر شیشه به تولیدکنندگان ادوات جنگی می‌داد. ماده ایکه با وزنی کمتر، استقامت و حجمی مضاعف دارد و نارسانا‌تر از فیبر شیشه است.

فیبر کربن چیست؟

فیبر کربن یک پلیمر است و گاهی اوقات به عنوان الیاف گرافیت شناخته می‌شود. یک ماده بسیار قوی و بسیار سبک وزن که پنج برابر قوی‌تر از فولاد و دو برابر سفت‌تر از آن است. قابلیت و برتری مهم دیگر فیبر کربن نسبت به فولاد که استفاده از آن را در تولیدات استراتژیک افزایش می‌دهد، وزن آن است. یعنی محصولات ساخته شده از فیبر کربن اگرچه استقامتی به مراتب بالاتر دارند، اما به مراتب سبک‌تر از رقبای فولادی هستند.

فیبر کربن از چه زمانی اختراع شد؟

قدمت فیبر کربن به سال ۱۸۷۹ بر می‌گردد، زمانی که توماس ادیسون نخ‌های پنبه‌ای یا نقره‌های بامبو را در دمای بالا می‌پخت. در حقیقت ادیسون بود که اولین بار این الیاف را اختراع کرد. الیاف کربن با کارایی بالاتر از اواسط دهه ۵۰ میلادی در آمریکا ساخته شد. رشته‌هایی با ۲۰ درصد کربن که استحکامی بالا داشتند. این محصول یک دهه بعد در یک مرکز تحقیقاتی بریتانیایی توسعه یافت، جایی که پتانسیل استحکام فیبر کربن در آن محقق شد.

چگونه فیبر کربن ساخته می‌شود؟

فیبر کربن از فرآیندی ساخته می‌شود که بخشی شیمیایی و بخشی مکانیکی است. این پروسه با کشیدن رشته‌های بلند الیاف و سپس گرم کردن آن‌ها تا دمای بسیار بالا بدون تماس با اکسیژن آغاز می‌شود. این پروسه گرمادهی در خلاء و بدون اکسین انجام می‌گیرد تا مانع از سوختن الیاف شروع می‌شود. این گونه پروسه کربن‌شدن اتفاق می‌افتد، یعنی زمانی که اتم‌های داخل الیاف به شدت ارتعاش پیدا می‌کنند و بیشتر اتم‌های غیر کربنی را دفع می‌شوند الیاف خالص کربن تشکیل می‌شود. این باعث می‌شود فیبری متشکل از زنجیره‌های طولانی و محکم اتم‌های کربن به هم قفل شده و تنها چند اتم غیر کربن باقی مانده باشد. یک توالی معمولی که برای تشکیل الیاف کربن از پلی اکریلونیتریل استفاده می‌شود، شامل چرخش، تثبیت، کربن‌سازی، پردازش سطح و اندازه‌گیری است.

با فیبر کربن چه چیز‌هایی می‌توان ساخت؟

حالا می‌توان گفت با این ماده ارزشمند تقریبا همه چیز می‌توان ساخت: قاب دوچرخه، بال هواپیما، شفت محرک خودرو، تیغه‌های پروانه و قطعات خودرو. طبق مقاله‌ای در Energy.gov، کامپوزیت‌های فیبر کربنی می‌توانند وزن خودروی سواری را تا ۵۰ درصد کاهش دهند که بدون به خطر انداختن عملکرد خودرو یا ایمنی سرنشینان، راندمان سوخت را تقریباً ۳۵ درصد بهبود می‌بخشد.

فیبر کربن برای ساخت جنگ افزار

این ویژگی‌ها از فیبر کربن یک ماده بی نظیر برای استفاده در صنایع نظامی می‌سازد. ماده‌ای که البته یک ویژگی مهمتر هم دارد، رادار گریزی. شاید به همین دلیل هم بود که با شروع قرن جدید ارتش آمریکا به دنبال ساخت جنگ افزار‌هایی با بدنه فیبر کربن رفت. ناوچه‌های رزمی کوچک و قایق‌های تندروی نسل جدید نیروی دریایی ایالات متحده که برای نزدیک شدن سریع و بی سر و صدا به نقاط مشکل دار در عملیات‌های ساحلی (نزدیک ساحل) طراحی شده بودند و حتی بزرگترین ناو‌های جنگی خود را به سمت ساخت ترکیباتی از فیبر کربن برد. کشتی‌های ساخته شده از کربن برخلاف کشتی‌های فلزی قابلیت ویژه رادارگریزی و پنهان کاری داشتند. یعنی در کنار وزن کمتر و استقامت بیشتر، ویژگی پنهان کاری را هم به این جنگ افزار‌ها افزوده بود.

این کشتی‌ها برخلاف ساختار‌های کشتی فلزی، به دلیل طراحی چند زاویه‌ای کشتی هیچ سطحی عمود بر سطح آب را در رادار‌ها نشان نمی‌دهد و از بازتاب سیگنال رادار به منبع جلوگیری می‌کند.

نسل جدید قایق های تندرو

حالا این تکنولوژی در ساخت نسل جدید قایق‌های عاشورای نیرو‌های نظامی ایران استفاده شده است. قایق‌هایی که از بدنه‌های کربنی ساخته شده اند. قایق‌هایی که غیر از تغییرات ساختاری در شکل ظاهری و مهندسی‌تر شدن، به قابلیت موشک اندازی و سامانه دفاعی مجهز شده است. این ترکیبات کربنی هم قابلیت مهم راردارگریزی را در کنار سرعت عمل و مانور بالاتر به این قایق‌ها می‌دهد. اینگونه کامل‌ترین قایق‌های تندرو در اختیار نیرو‌های مسلح قرار گرفته اند.

منبع: خبرآنلاین