მოხუცმა ჟანგმა მთელი თავისი კარიერა აერონავტიკის მასალების ინსტიტუტში გაატარა. პენსიაზე გასვლამდე მისი საყვარელი გასართობი იყო შეგირდების საწყობში დაყვანა მასალების იდენტიფიცირებისთვის. მან მოკრძალებული თეთრი პლასტმასის ვედრო გახსნა, ნიმუშის ასაღებად კოვზით აიღო წვრილი, კრემისებრი თეთრი ფხვნილი და ფრთხილად შეანათა. მტვერი ნელ-ნელა დაილექა სინათლის სხივში და რბილად ბრწყინავდა. „ნუ შეაფასებ ამ თეთრ ფხვნილს არასაკმარისად“, - ყოველთვის ამბობდა მოხუცი ჟანგი და თვალებს ხუჭავდა. „შეუძლებენ თუ არა ჩვენს მიერ აგებული თვითმფრინავები და რაკეტები ცის სტიქიებს გაუძლონ, ზოგჯერ ამ „ფქვილის“ შესაძლებლობებზეა დამოკიდებული“.
„თეთრი ფხვნილი“, რომელსაც ის გულისხმობდა, იყოალუმინის ფხვნილიჩვეულებრივად ჟღერს - განა ის უბრალოდ ბოქსიტისგან არ არის რაფინირებული? თუმცა, აერონავტიკაში გამოყენებული ალუმინის ფხვნილი სრულიად განსხვავდება ჩვეულებრივი სამრეწველო დონის ალუმინის ფხვნილისგან. მისი სისუფთავე ათწილადის შემდეგ თითქმის ოთხი ცხრაა; მისი ნაწილაკების ზომა იზომება ნანომეტრებსა და მიკრომეტრებში; მისი მორფოლოგია - იქნება ეს სფეროები, ფანტელები თუ ნემსები - ყველაფერი ყურადღებით არის განხილული. ლაო ჟანგის სიტყვებით, „ეს არის შესანიშნავი საკვები, რომელიც „ავსებს კალციუმს“ ქვეყნის მძიმე ტექნიკისთვის“.
რაც შეეხება იმას, თუ რა შეუძლია ამ ნივთიერებას აერონავტიკის სფეროში, მას უამრავი გამოყენება აქვს. დავიწყოთ ყველაზე „რთული“ - თვითმფრინავის „ჯავშნის“ მინიჭებით. რა არის ყველაზე დიდი შიში ცაში დაფრინავული ყველაფრის მიმართ, იქნება ეს სამოქალაქო თვითმფრინავი თუ სამხედრო გამანადგურებელი? ექსტრემალური მაღალი ტემპერატურა და ცვეთა. ძრავის ტურბინის პირები მაღალი სიჩქარით ბრუნავენ გამონაბოლქვ აირებში ათასობით გრადუს ცელსიუსზე; ჩვეულებრივი ლითონები დიდი ხნის წინ დარბილდებოდა და დნებოდა. რა უნდა გავაკეთოთ? ინჟინრებმა ბრწყინვალე გამოსავალი მოიფიქრეს: პირების ზედაპირის სპეციალური კერამიკული საფარით დაფარვა. ამ საფარის მთავარი სტრუქტურული მასალა ხშირად ალუმინის ფხვნილია.
რატომ უნდა ავირჩიოთ ის? პირველ რიგში, ის სითბოს მდგრადია, დნობის წერტილი 2000 გრადუს ცელსიუსს აღემატება, რაც მას შესანიშნავ „თბოიზოლაციის კოსტუმად“ აქცევს. მეორეც, ის მყარი და ცვეთამედეგია, რაც იცავს პირებს მტვრის ნაწილაკების ეროზიისგან მაღალი სიჩქარით ჰაერის ნაკადის დროს. კიდევ უკეთესი, ალუმინის ფხვნილის ნაწილაკების ზომის რეგულირებით და სხვა ელემენტების დამატებით, შესაძლებელია საფარის ფორიანობის, სიმტკიცისა და ლითონის სუბსტრატთან ადჰეზიის კონტროლი. როგორც გამოცდილმა სახელოსნოს მუშამ ხუმრობით თქვა: „ეს ჰგავს ტურბინის პირებზე მაღალი ხარისხის კერამიკული მზისგან დამცავი კრემის ფენის წასმას - ის ერთდროულად მზისგან დამცავიცაა და ნაკაწრებისადმი მდგრადიც“. რამდენად მნიშვნელოვანია ეს „მზისგან დამცავი კრემი“? ის საშუალებას აძლევს ტურბინის პირებს იმუშაონ უფრო მაღალ ტემპერატურაზე და ძრავის ტემპერატურის ყოველი ათეული გრადუსის მატებასთან ერთად, ბიძგი მნიშვნელოვნად იზრდება, ხოლო საწვავის მოხმარება მცირდება. თვითმფრინავებისთვის, რომლებიც ათიათასობით კილომეტრს დაფრინავენ, საწვავის დაზოგვა და მუშაობის გაუმჯობესება ასტრონომიულია. თუ თერმული ბარიერული საფარი „გარეგანი გამოყენებაა“, მაშინ კომპოზიტურ მასალებში ალუმინის ფხვნილის როლი „შიდა დამატებაა“.
თანამედროვე თვითმფრინავები, თანამგზავრები და რაკეტები წონის შესამცირებლად ფართოდ იყენებენ კომპოზიტურ მასალებს. თუმცა, ამ ფისზე დაფუძნებულ კომპოზიტებს აქვთ სისუსტე - ისინი არ არიან ცვეთამედეგები, მგრძნობიარენი არიან მაღალი ტემპერატურის მიმართ და არ აქვთ საკმარისი სიმტკიცე. ჭკვიანმა მასალათმცოდნეებმა გამოიყენეს ალუმინის ფხვნილი, განსაკუთრებით ნანო ზომის.ალუმინის ფხვნილი, თანაბრად შერევით ფისში, თითქოს ცომის მოზელვა ხდება. ამ შერწყმას შესანიშნავი ეფექტი აქვს: მასალის სიმტკიცე, ცვეთამედეგობა, სითბოსადმი მდგრადობა და განზომილებიანი სტაბილურობაც კი მკვეთრად უმჯობესდება.
მაგალითად, თვითმფრინავის სალონის იატაკები, გარკვეული ინტერიერის კომპონენტები და ზოგიერთი არასატვირთო სტრუქტურული ნაწილიც კი იყენებს ამ ალუმინით გამაგრებულ კომპოზიტურ მასალას. ეს არა მხოლოდ მათ მსუბუქს და მტკიცეს ხდის, არამედ ეფექტურად აფერხებს მათ მუშაობას, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს უსაფრთხოებას. თანამგზავრებზე არსებული ზუსტი ინსტრუმენტების საყრდენები, რომლებიც ექსტრემალური ტემპერატურის ციკლების დროს მინიმალურ განზომილებიან ცვლილებას საჭიროებენ, ასევე დიდწილად ამ მასალის დამსახურებაა. ეს ჰგავს ჩონჩხის „შეყვანას“ მოქნილ პლასტმასში, რაც მას როგორც სიმტკიცეს, ასევე მოქნილობას ანიჭებს.
ალუმინის ფხვნილს ასევე აქვს „ფარული უნარი“, რომელიც გადამწყვეტია აერონავტიკის სფეროში — ის შესანიშნავი თბოიზოლაციისა და აბლაციისადმი მდგრადი მასალაა.
როდესაც კოსმოსური ხომალდი კოსმოსიდან ატმოსფეროში ხელახლა შედის, ეს ათასობით გრადუსიან პლაზმურ ღუმელში ჩავარდნას ჰგავს. ხელახლა შესვლის კაფსულის გარეთა გარსს უნდა ჰქონდეს სითბოს მდგრადი ფენა, რომელიც „თავს სწირავს საერთო სიკეთისთვის“. ალუმინის ფხვნილი სასიცოცხლო როლს ასრულებს მრავალი სითბოს მდგრადი მასალის ფორმირებაში. სხვა მასალებთან შერწყმისას, ის ზედაპირზე ქმნის მყარ, ფოროვან და მაღალიზოლაციურ კერამიკულ ფენას. ეს ფენა ნელა იშლება მაღალ ტემპერატურაზე, სითბოს გადააქვს და სალონის ტემპერატურას საკუთარი მოხმარების გზით ასტრონავტებისთვის გადარჩენის დიაპაზონში ინარჩუნებს. „ყოველთვის, როცა ვხედავ, რომ დაბრუნების კაფსულა წარმატებით დაეშვა და სითბოს მდგრადი მასალის გარე ფენა შავად არის დამწვარი, ვფიქრობ იმ ალუმინის ბაზაზე დაფუძნებულ ფორმულებზე, რომლებიც არაერთხელ დავხვეწეთ“, - აღნიშნა სითბოს მდგრადი მასალების უფროსმა ინჟინერმა. „ის დაიწვა, მაგრამ მისი მისია იდეალურად შესრულდა“.
ამ „წინა სცენის“ მძიმე აპლიკაციების მიღმა,ალუმინის ფხვნილიასევე შეუცვლელია „კულისებში“. მაგალითად, თვითმფრინავებისა და რაკეტებისთვის ზუსტი კომპონენტების წარმოებისას, ბევრი მაღალი სიმტკიცის შენადნობი უნდა შედუღდეს. შედუღების დროს, ფხვნილის მეტალურგიის ნაწილები უნდა იყოს დამაგრებული მაღალტემპერატურულ ღუმელში სპეციალური „სამაგრების“ ან „საცეცხლე ფირფიტების“ გამოყენებით. ეს ფირფიტები უნდა იყოს სითბოს მდგრადი, არადეფორმირებადი და არ უნდა მიეკროს პროდუქტს. მაღალი სისუფთავის ალუმინის კერამიკისგან დამზადებული საცეცხლე ფირფიტები იდეალური არჩევანია. გარდა ამისა, ზოგიერთი ულტრაზუსტი ნაწილის დაფქვისა და გაპრიალების პროცესებში, უკიდურესად მაღალი სისუფთავის ალუმინის მიკროფხვნილი უსაფრთხო და ეფექტური გასაპრიალებელი საშუალებაა.
რა თქმა უნდა, ასეთი ძვირფასი მასალის უყურადღებოდ გამოყენება არ შეიძლება. საკმარისია თუ არა მისი სისუფთავე? ერთგვაროვანია თუ არა ნაწილაკების ზომის განაწილება? არის თუ არა აგლომერაცია? კარგია თუ არა დისპერსიულობა? ყველა მაჩვენებელი გავლენას ახდენს საბოლოო პროდუქტის მახასიათებლებზე. აერონავტიკის სფეროში, უმცირესმა შეცდომამაც კი შეიძლება კატასტროფული შედეგები გამოიწვიოს. ამიტომ, ნედლეულის შერჩევიდან და დამუშავების მოდიფიკაციიდან დაწყებული გამოყენების ტექნიკით დამთავრებული, ყოველი ნაბიჯი ექვემდებარება მკაცრ, თითქმის მომთხოვნ კონტროლის სტანდარტებს.
თანამედროვე თვითმფრინავების აწყობის ქარხანაში დგომისას, განათების ქვეშ ცივად მოელვარე გამარტივებული ფიუზელაჟის ყურებისას, ხვდები, რომ ცაში მოფარფატე ეს რთული სისტემა უამრავი, ერთი შეხედვით ჩვეულებრივი მასალის, მაგალითად, ალუმინის ფხვნილის, შედეგია, რომელთაგან თითოეული თავის როლს სრული პოტენციალით ასრულებს. ის არ ქმნის მთავარ ჩარჩოს, მაგრამ აძლიერებს სტრუქტურას; ის არ უზრუნველყოფს უზარმაზარ სიმძლავრეს, მაგრამ იცავს ძრავის სისტემის ბირთვს; ის პირდაპირ არ განსაზღვრავს კურსს, მაგრამ უზრუნველყოფს ფრენის უსაფრთხოებას.
მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადი საფარიდან დაწყებული გამაგრებული კომპოზიტური მასალებით დამთავრებული, თვითშეწირული სითბოსადმი მდგრადი ფენებითაც კი, გამოყენებაალუმინის ფხვნილიაერონავტიკის სფეროში მუდმივად ვითარდება ტენდენციები უფრო მსუბუქი, ძლიერი და ექსტრემალური გარემოს მიმართ უფრო მდგრადი განვითარებისკენ. მომავალში, უფრო მაღალი სისუფთავისა და უფრო უნიკალური მორფოლოგიის მქონე ალუმინის მასალების (მაგალითად, ნანომავთულებისა და ნანოფურცლების) შემუშავებით, მას შეიძლება მოულოდნელი როლი შეასრულოს თერმული მართვის, ელექტრონული მოწყობილობების სითბოს გაფრქვევის და კოსმოსში ადგილზე წარმოების დროსაც კი.
ეს თეთრი ფხვნილი, ჩუმი და სტაბილური, შეიცავს უზარმაზარ ენერგიას, რომელიც ხელს უწყობს კაცობრიობის ცის შესწავლას. ის გვახსენებს, რომ ვარსკვლავებისკენ მიმავალ გზაზე ჩვენ გვჭირდება არა მხოლოდ დიდებული ხედვები და აჩქარებული ძალა, არამედ ეს ჩუმი და ურყევი „უხილავი ფრთები“, რომლებიც მაქსიმალურად ზრდის ძირითადი მასალების მუშაობას. შემდეგ ჯერზე, როდესაც თავზე მოფრენილ თვითმფრინავს შეხედავთ ან რაკეტის გაშვების ბრწყინვალე სანახაობას უყურებთ, შეიძლება გაიხსენოთ, რომ ფოლადისა და კომპოზიტური მასალების ამ კორპუსში არის ასეთი „თეთრი სული“, რომელიც ჩუმად იცავს ყოველი ფრენის უსაფრთხოებასა და სრულყოფილებას.