Vedci zo Severozápadného inštitútu mechanického a elektrotechnického inžinierstva v meste Xianyang, niekdajšom hlavnom meste dynastie Qin, zdokonalili starobylú techniku povrchovej úpravy chrómom a pretavili ju do riešenia jedného z najväčších problémov moderných diel – erózie hlavní pri extrémnych podmienkach streľby, informuje SCMP.

Moderný pancier z minulosti

Pri výstrele z moderného kanóna dosahuje teplota vo vnútri hlavne viac ako 3 000 °C a tlak presahuje desaťtisíce atmosfér.

Kombinácia chemického opotrebenia zo spaľovacích plynov, mechanického trenia projektilov a tepelných šokov spôsobuje rýchle opotrebovanie, mikropraskliny a úplnú degradáciu vývrtu. To znižuje presnosť a môže viesť k zlyhaniu hlavne s katastrofálnymi následkami.

Jednovrstvové chrómovanie sa síce používa ako ochrana, no trpí vysokým vnútorným napätím, slabou priľnavosťou a vytvára hlboké praskliny. Keď sa tieto trhliny dostanú až k oceľovému podkladu, korózia sa zrýchľuje a chróm sa začne odlupovať.

Handout

Nová technológia dvojvrstvového kompozitného chrómovania kombinuje húževnatý základ a tvrdú ochrannú vrstvu. Spodná mäkká vrstva sa nanáša pri nízkej teplote a nízkej prúdovej hustote, čím sa znižuje pórovitosť a napätie. Vrchná tvrdá vrstva sa elektrolyzuje za vysokého prúdu a teploty, čím vznikne odolná ochranná škrupina. Medzi nimi sa vytvára prirodzená bariéra proti šíreniu trhlín.

Celková hrúbka povlaku dosahuje 40 mikrometrov – polovicu tvorí mäkký chróm, druhú tvrdý. Výskum publikovaný v júlovom čísle časopisu Acta Armamentarii, hlavného odborného periodika čínskej obrannotechnickej komunity, uvádza, že zatiaľ neexistuje iná zdokumentovaná metóda, ktorá by dokázala predĺžiť životnosť hlavní vystavených tlakom nad 400 MPa.

Výsledky ohromil expertov

V laboratórnych podmienkach nová technológia znížila opotrebenie o 23 % oproti klasickému chrómovaniu. Pri 600 °C, ktoré simuluje reálnu záťaž pri dlhodobej streľbe, sa opotrebenie bežného povlaku zvýšilo o 98 %, zatiaľ čo pri dvojvrstvovom len o 33 %. Trenie zostalo stabilné a povlak lepšie odolával ohybovému zaťaženiu.

Rozhodujúci test však prišiel pri ostrej streľbe. Hlavňou s klasickým chrómovaním prešlo 400 projektilov. Vznikla sieť hlbokých prasklín, chróm sa začal odlupovať a vývrt sa opotreboval natoľko, že presnosť streľby výrazne klesla. Dvojvrstvová hlaveň však zostala prakticky nedotknutá. Povrch bol hladký, praskliny len plytké a oddelené, bez odlupovania alebo straty vývrtu.

Handout

Autori štúdie pod vedením Gao Yinga zo Severozápadného inštitútu a kolegovia z Technickej univerzity v Zhejiang napísali: „Výsledky streleckých skúšok potvrdili, že v porovnaní s tradičným jednovrstvovým chrómovaním nová technológia zlepšuje životnosť hlavní o viac ako 100 %, čím výrazne predlžuje ich použiteľnosť pri vysokých teplotách a tlakoch.“

Metóda má široké uplatnenie nielen pri vývoji nových zbraňových systémov, ale aj pri modernizácii existujúceho vybavenia. Podporuje tiež snahu o zníženie hmotnosti delostrelectva, čo má význam pre pohyblivosť a výdrž v boji.

Vedcov teraz čaká výzva preniesť túto technológiu na menšie kalibre so zložitým tvarom hlavní. Cieľom je vytvorenie priemyselného štandardu, ktorý presne definuje každý krok od prípravy povrchu po záverečné tesnenie a kontrolu kvality.

Znovuoživenie 2 000 rokov starej techniky tak ponúka moderným zbraňovým systémom nečakaný dar z histórie a zároveň ukazuje, že aj v dobe pokročilých technológií sa oplatí obracať späť ku koreňom.