სიტყვა „აფეთქება“ ჩვენს ცნობიერებაში, როგორც წესი ნგრევასთან ასოციაციას იწვევს, მაგრამ ჰიდროდინამიკის მეცნიერები აფეთქების პროცესებს შემოქმედებითი გამოყენების თვალსაზრისით შეისწავლიან.
აფეთქების თეორია ჰიდროდინამიკური პრობლემებს გადაჭრის დროს მოხდა, რადგან დროის უმცირეს ინტერვალში, რომელშიც აფეთქება ხდება, ვეებერთელა აირის წნევასა და მაღალ ტემპერატურაზე მყარი სხეული სითხის თვისებას იძენს და მისი თეორიეულად აღწერა სითხეებისათვის დადგენილი კანონების გამოყენებითაა შესაძლებელი.
მეცნიერები აფეთქების თეორიის კვლევასთან კოსმოსური ხომალდების ილუმინატორების მეტეორიტებისგან დაცვის პრობლემების გადაწყვეტამ მიიყვანა. საჭირო იყო დედამიწაზე კოსმოსური პირობების მოდელირება: კერამიკის ან მინის ნაწილაკების გაფანტვა უდიდეს-10-15 კმ/წ- სიჩქარემდე. ამ სიჩქარის მიღება შესაძლებელი გახდა კულუმაციური ეფექტის გამოყენებისას მხოლოდ აფეთქების საშუალებით. ამ საკითხზე ჯერ კიდევ მეორე მსოფლიო ომის დროს მუშაობდნენ, როდესაც ჯავშანგამტარი ყუმბარის ქმედითობის გაზრდის ამაცონას წყვეტდნენ. ეფექტი შემდგომში მდგომარეობდა: თუ ყუმბარის წინა ნაწილზე კონუსური ღრმული(რომელიც ლითონის თხელი შრითაა შემოსული) გაკეთდება, მაშინ მუხტის ღერძზე გავლისას დეტონაციის ტალღა ღრმულისკენ გაემართება და მყისიერად გამდნარი ლითონი მაღალი წნევის სითხის ნაკადს წარმოქმნის. იგი ისე შეიჭრება ჯავშანში, როგორც წყლის ნაკადი თიხაში. კუმულაციურ ძალას იმისთვის იყენებდნენ, რომ მიეღოთ სიჩქარე კოსმოსურ დიაპაზონში და „გაეტყორცნათ“ ხელოვნური მეტეორიტები. კოსმოსური ხომალდების როგორც ილუმინატორებზე, ისე კონსტრუქციებსა და ხელსწაყოებზე დარტყმების ყველა შესაძლო ვარიანტის გამოკვლევას შედეგად მოჰყვა დაცვის საიმედო ხერხების შემუშავება.
შემდგომ იგივე ეფექტი გამოყენებულ იქნა დედამიწის ირგვლივ სივრცეში მაგნიტური და ელექტრული ველების შესასწავლად. დედამიწის ატმოსფეროში ათობით და ასობით კილომეტრ სიმაღლეზე გამოიტყორცნება აფეთქებით მიმართული ბარიუმის ორთქლის ღრუბელი, რომელიც მზის გამოსხივების ზემოქმედებით იწყებს ნათებას და ოპტიკური ხელსაყოებისათვის იდეალურ ნიშნად გარდაიქმნება.
ფირფიტების დიდჩქარული ტყორცნითაა ნაკარნახევი მკვეთრი შეჯახების შედეგად ლითონთა შეერთების ორიგინალური მეთოდი, ხოლო პრაქტიკული დამუშავებები აფეთქების (დეტონაციის) თეორიის შესწავლად სტიმულს აძლევდნენ. ესაა ფეთქებადი ნივთიერების ძალზე სწრაფი (ზებგერითი სიჩქარით) ქიმიური გარდაქმნის მოვლენა, რომელაც თან ახლავს წნევის ზრდა(ასი ათასობით ატმოსფერომდე). ჯერ კიდევ 100 წლის წინათ აღმოჩენილი ეს მოვლენა ზელდოვიჩ-დერინგის წვის თეორიით აიხსნება. მაგრამ აფეთქების მექანიზმის ბევრი მხარე გამოუკვლეველი დარჩა.
აფეთქება მიმდინარეობს ზებგერითი სიჩქარით და ენერგია 100-ჯერ უფრო სწრაფად გამოთავისუფლდება, ვიდრე ჩვეულებრივი წვის დროს. წინათ მიაჩნდათ, რომ აფეთქება წარმოადგენდა მწყობრი ფრონტით მოქმედი დარტყმითი ტალღისა და მის მიმართ გარკვეულ მანძილზე მიმყოლი წვის ზონის ერთგვაროვან კომპლექსს. სინამდვილეში ეს უფრო რთული აღმოჩნდა: გამურულ მილში აფეთქების შედეგად წარმოქმნილი კვამლის მიხედვით დაადგინეს, რომ დეტონაციის ფრონტი შედგება დაკლაკნილობისა ამოზნექილობისაგან, სივრცული უჯრედებისა და განივი ტალღებისგან, რომლებიც სხვადასხვა მიმართულებით მოძრაობენ. ისინი აფეთქებისთვის დამახასიათებელ სტრუქტურას ქმნიან. მისი ცოდნა ტექნოლოგიური პროცესის ოპტიმიზაციის საშუალებას იძლევა.
ასევე შესწავლილია „დეტონაციური სპინის“ ბუნება. დეტონაციის დროს მილში წარმოიქმნება კაშკაშა მანათობელი დარტყმითი ტალღის „თავი“, რომელიც მილის კედელბის გასწავრივ სპირალისებურად მოძრაობს. ოპტიკური რეგისტრაციის სპეციალურმა მეთოდიკამ შესაძლებელი გახადა გარკვეულიყო , რომ „დეტონაციის სპინი“-ესაა აფეთქება აფეთქებაში. მაღალსიხშირული რხევაა, რომელიც ზებგერითი სიჩქარით ვრცელდება. მოვლენის გამოყენება სათბობის წვის ეფექტიანობის ამაღლებაში გვეხმარება.
გარდა ამისა, რკონსრუირებულია ლითონზე აფეთქების მეშვეობით განმამტკიცებელი საფარის დატანისათვის განკუთვნილი ახალი დანადგარი. ზემტკიცე მასალის ძალზე თხელი შრე(ჩვეულებრივ ვოლფრამის კარბიდის ნარევი კობალტთან ან ნიკელთან) ლითონს კოროზიისგან იცავს და მანქანის დეტალების გამოსადეგობის ვადას 10-ჯერ ზრდის.
ჰიდროდინამიკის ასაფეთქებელი დანადგარი ქვემეხს წააგავს, მაგრამ ტყვიამფრქვევით მოქმედებს: სროლა სროლას მოსდევს წუთში რამდენიმე ასეული გასროლის სიჩქარით. მოქმედების პრინციპი არსებითად იგივეა, ავტომობილის ამუშავებისას. სითბოდ გამოიყენება ბუნებრივი აირი, ნაცვლად ძვირად ღირებული აცეტილენისა. დეტონაციის ტალღა დიდი ძალით მიახლის ცვეთამედეგ ფხვნილს განსამტკიცებელი დეტალის ზედაპირზე და წარმოქმნის რამდენიმე კვადრატული სანტიმეტრი ფართობის მქონე შენადნობის ლაქას. მომდევნო აფეთქებამდე მანიპულატორი ქვემეხის ლულას ისე გადააადგილებს, რომ მთელ ობიექტს თანდათანობით მოიცავს.
ფუნდამენტურმა გამოკვლევებმა შესაძლებელი გახადა შემუშავებულიყო დეტონაციის ოპტიმალური რეჟიმები, რომლებიც ყველაზე დიდ ეფექტს უზრუნველყოფენ . ლაზერის საზომი ხელსაწყოების საშუალებით რთული მიკროასაფეთქებელი პროცესი სრულ კონტროლს ექვემდებარება და ასაფეთქებელი დანადგარი შეიძლება საწარმოო ავტომატიზებულ ხაზში ჩაერთოს.
აფეთქება ლითონის სტრუქტურაში ძნელად შესამჩნევ დარღვევებს წარმოქმნის. ისინი თითქმის მთლიანად შთანთაქავენ ძაბვის ენერგიას, რის შედეგადაც მუხრუჭდება დიდი ბზარებისა წარმოქმნისა და სტრუქტურული დეფორმაციის პროცესი. აფეთქებით დამუშავებული ისრის ჯვარედი ჩვეულებრივზე 2-ჯერ უფრო მეტხანს ძლებს. ეს ნიშნავს მანგანუმის დიდი რაოდენობით შემცველი დეფიციტური ლითონების ხარჯის საგრძნობ შემცირებასა და ასობით ადამიანის შრომის ეკონომიას.
რკინიგზის ისარზე ზემოქმედების მომხდენი ხერხის ძიებისას სცადეს აგრეთვე ლითონის ფორფიტის აფეთქებით ტყორცნის ნაცადი ხერხი. იგი ისარს ისე ეკვროდა, რომ არავითარ ძალას არ შეეძლო მისი მოცილება. შედეგად მიიღეს მტკიცე შენადუღი ნაერთი.
ლითონის შეჯახების პროცესს, 1961 წლიდან იკვლევენ, რაც მეტეორის ჩამოვარდნის შედეგის ანალოგიურია.
ექსპერიმენტულად შეისწავლეს შეჯახებისას კონტაქტში მყოფ ზედაპირზე ტალღაწარმომქმნელი მოვლენა. აფეთქებით გამოწვეული მაღალი წნევა ლითონს სითხედ აქცევს. ხოლო თხევადი ხეულების ზედაპირი „გამაგრებულია“ დაჭიმულობის ძალებით, რომლებიც ცდილობენ ფაზების დაყოფის ზედაპირი მინიმუმადე შეამცირონ. იგივე ძალები, რომლებიც თხელ მოლეკულურ შრეში მოქმედებენ, ჭიმავენ (თანაც ძალზე საიმედოდ ) შენადუღ ნაკერს.
ქარხანა , რომელიც ლითონების გამოსადნობ განსაკუთრებულ ელექტროღუმელს უშვებს, ტრადიციულად დიდი რაოდენობით დეფიციტურ სპილენძს ხარჯავდა. მისგან თხევადი ლითონის ცილინდრული კრიტალიზატორები მზადდებოდა. დნობის შემდეგ სპილენძის დაბალი მხურვალმედეგობის გამო ისინი ძლიერ დეფორმაციას განიცდიდნენ და მწყობრიდან გამოდიოდნენ. მეცნიერებმა გადაწყვიტეს კრისტალიზატორის ძირითადი ნაწილი აფეთქების გამოყენებით დაემზადებინათ ორი შრისგან: ფოლადისა და სპილენძისგან, რის შედეგადაც დეფიციტური მასალების ხარჯი 4-ჯერ შემცირდა, ხოლო კრისტალიზატორის ვარგისიანობის ვადა რამდენჯერმე გაიზარდა.
აფეთქების ტექნოლოგიები წარმოებაში ფართოდაა დანერგილი და ამჟამად საწარმოთა წამომადგენლებს აღარ უკვირთ, ლითონის შეერთება, რომელთა შეერთებაც ადრე შეუძლებლად ითვლებოდა. მაგალითად ფოლადის ან ბრინჯაოს შედუღება კერამიკასთნ. კერამიკის იზოლაცია იცავს ფოლადის საკისარს მასში ვიბრაციის გამომწვევი პარაზიტული ელექტრული დენების შეღწევისგან. მიღებულია აგრეთვე სხვადასხვა სახის ბიმეტალები, დანეგრილია ახალი ტექნოლოგიური პროცესები აფეთქების დროს.
ავტორი: ივანე ტიურინი