| 중국 1만 m 잠수정용 유인 구형 선실 관련 천공 작업 완료 | ||
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 최근, 중국이 독자적으로 개발한 해저 1만 m 잠수정용 유인 구형 선실에 출입구와 관측창을 뚫는 작업이 완료되었다. 승무원의 주요 활동공간인 유인 구형 선실은 잠수정의 가장 핵심적인 부분이다. 선실 본체는 티타늄합금으로 제조되었다. 전체 잠수정 구축이 완료되면 세계에서 최대 깊이로 잠수할 수 있는 가장 선진적인 잠수정 중 하나로 거듭날 예정이다. 출입구와 관측창을 뚫는 작업은 유인 구형 선실에서 가장 중요한 작업 절차이며 재료와 기술에 대한 요구가 매우 높다. 반구면에 뚫린 두개 구멍에서 큰 구멍은 승무원 출입용 문이고 작은 구멍은 바다밑 세계를 관측할 수 있는 관측창이다. 바오지(宝鸡)티타늄산업주식유한회사가 개발을 담당한 1만 m 유인 구형 선실의 전체 케이스에 대한 요구는 4,500m 선하이융스(深海勇士)호와 자오룽(蛟龙)호에 비해 훨씬 높다. 또한 재료 성형, 용접, 전반적 구조에서 큰 변화를 이끌어냈다. 중국은 현재 독자적으로 개발 중인 1세대 유인 잠수정을 2020년에 세계에서 가장 깊은 마리아나해구에 투입하여 해상시험을 진행할 예정이며 설계 잠수 깊이는 1만 m를 초과한다. 연구팀은 심해 거대 압력을 고려하여 세계 최초로 4,500m 선하이융스호/7,000m 자오룽호보다 더 큰 강도의 티타늄합금 재료를 유인 구형 선실에 사용하였다. 1만 m 심해에서 잠수정이 받는 압력은 손톱 위에 차량 한대를 올려놓은 것에 해당한다. 잠수정의 구형 선실은 3명 승무원의 안전을 지키는 가장 중요한 보호벽이다. 연구팀은 1세대 티타늄합금 구형 선실의 형태, 진원도, 벽두께 등 설계에 심혈을 기울였다. 향후 두개 반구의 용접, 조립 등 작업을 거쳐 2018년 상반년에 해저 1만 m 모의 압력 테스트를 진행할 예정이다. 티타늄합금재료는 항공우주 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 이번에 티타늄합금재료를 유인 구형 선실에 응용하기에 앞서 연구팀은 심해장비에서의 티타늄합금 효과는 더욱 이상적일 뿐만 아니라 다양한 탁월성과 독특성을 보유함을 발견하였다. 티타늄은 내식성이 강해 1만 m 유인 잠수정의 사용수명을 30년간 유지할 수 있다. 티타늄합금은 거의 부식되지 않으므로 유인 구형 선실의 내구성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 심해 내압 측면에서 티타늄합금은 높은 강도에 탄성까지 보유하고 있어 심해 왕복 과정에 경도 불변형을 유지하여 안전한 탑승 공간을 제공할 수 있다. 이외에도 연구팀은 현존 설계를 대담하게 개조하였다. 기존의 국외 유인 구형 선실은 수박껍질 붙이기식 용접 즉, 먼저 수박껍질을 제작한 후 다시 하나의 구형체로 용접하는 방식을 채택하였는데 용접 이음부가 많고 작업기간이 길 뿐만 아니라 안전성 면에서 문제가 존재한다. 이를 감안하여 연구팀은 1만 m 잠수정에 반구용접을 적용하여 용접 이음부를 줄이는 한편 공법의 어려움을 극복하고 신뢰성을 뚜렷하게 향상시켰다. 현재 제작중인 1만 m 잠수정은 세계해양의 100% 해역에서 작업할 수 있는 능력을 보유할 예정으로 세계 선진 수준에 도달할 뿐만 아니라 중국이 일괄적으로 독자 연구개발하는 등 중국 제1의 기록을 다수 확보하였다. 특히 잠수정의 주요 구조 중 하나인 유인 구형 선실 제조는 국내 최고 수준에 도달하였다. 자오룽호의 부력재료는 영국으로부터 수입하였고 매니퓰레이터는 미국으로부터 공급받았으며 유인 선실은 러시아가 제조한 것이다. 자체적으로 1만 m급 전해심 유인잠수정을 제조하기까지 중국의 재료산업은 많은 과제를 극복하였다. 1만 m 유인 구형 선실 크기에 해당하는 티타늄합금 장치에서 최초로 전반 구형체의 치수 정밀도, 구체 사이즈 정밀도와 전체적 열처리 기술을 달성하였다. 연구팀은 선하이융스호 티타늄합금 유인 선실 연구제조 과정을 통해 전반 유인 구형 선실 기술을 국외 동일 수준으로 끌어올렸다. 향후 해당 기술을 토대로 전해심 1,1000m 티타늄합금 유인 구형 선실 제조 수준을 선도할 전망이다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/11/395191.shtm |
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