Семь элементов, которые изменили мир
Шрифт:
«Блэкберд» вылетел из Нью-Йорка в направлении арабо-израильской границы и покрыл расстояние в 9000 километров всего за пять часов. Двадцатипятиминутного разведывательного полета оказалось достаточно, чтобы сфотографировать картину боевых действий. На следующее утро фотографии позиций арабских войск легли на стол начальника генерального штаба Израиля.
Благодаря титану США контролировали небо в период «холодной войны». В космосе титан также давал американцам преимущество: он активно использовался в космических программах «Аполлон» и «Меркурий» [7]. Но по другую сторону «железного занавеса» Советский Союз также использовал уникальные свойства титана, достигнув господства в морских глубинах за счет постройки нового класса быстроходных глубоководных субмарин.
«Должно использоваться все самое передовое: новые материалы, новая энергетическая установка и новая система вооружений – она должна быть во всех отношениях непревзойденной», – так говорил о подводной лодке К-162 Георгий Святов, в то время рядовой инженер-проектировщик советской военно-морской техники [8]. СССР стремился создать подводную лодку, которая могла бы, оставаясь незамеченной, быстро преодолевать большие расстояния и атаковать противника.
Советские инженеры тщательно рассмотрели возможности применения стали и алюминия, но превосходство титана оказалось очевидным. Отношение прочности металла к удельному весу имеет важнейшее значение при проектировании корпуса. Он должен быть легким, чтобы обеспечивать подводной лодке высокую плавучесть, и в то же время очень прочным, чтобы выдерживать огромное давление воды. Поскольку у титана это соотношение очень высоко, то советские титановые подводные лодки могли достигать невиданных ранее глубин. К тому же титан устойчив к коррозии: образующаяся на поверхности тонкая пленка двуокиси защищает корпус субмарины от воздействия морской воды. И, в отличие от железа, титан – немагнитный материал, что снижает вероятность обнаружения подводной лодки и срабатывания взрывателей магнитных мин.
Подобно тому как США дорого заплатили за создание титанового «Черного дрозда», СССР также заплатил немалую цену за создание титановых корпусов подводных лодок. Первая такая лодка проекта К-162 оказалась настолько дорогой, что многие подумали: дешевле было бы изготовить ее из золота. Неслучайно она получила название «золотая рыбка» [9].
В 1983 г. Советский Союз вновь использовал титан, на этот раз для строительства самой глубоководной в мире подводной лодки. Новое стодвадцатиметровое судно «Комсомолец» имело внутренний титановый корпус, что позволяло погружаться на глубину до одного километра. «Комсомолец» затонул в Норвежском море в апреле 1989 г., когда на нем лопнул воздуховод высокого давления, что вызвало пожар в одном из отсеков. В условиях высокой насыщенности воздуха кислородом огонь стал быстро распространяться по лодке. От огня, воды и удушья погибли 42 из 69 членов экипажа. Разрушенный титановый корпус с двумя ядерными реакторами и минимум двумя ядерными ракетами лежит теперь на дне моря, закрытый бетонным саркофагом, чтобы предотвратить попадание в воду плутония.
Американская разведка впервые начала получать данные о появлении советских титановых субмарин в конце 1960-х гг. Сделанные из космоса снимки корпуса подводной лодки, изготовленного на Адмиралтейском заводе в Ленинграде, ясно указывали на применение необычного металла, сильнее чем сталь отражающего свет, и не подверженного коррозии. Зимой 1969 г. морской офицер Уильям Грин, помощник военно-морского атташе США, посетив Ленинград, подобрал с земли кусочек металла, упавший с грузовика, вывозившего металлолом из ворот Адмиралтейского завода. Металл оказался титаном. Подтверждение было получено в середине 1970-х гг., когда при обследовании партии металлолома, отправленной в США из СССР, офицеры разведки обнаружили кусок титана с выбитым на нем числом 705. Это был серийный номер проекта советской подводной лодки, вызывавшей пристальный интерес американцев. Долгое время США не верили в достоверность полученной разведывательной информации. Титан считался слишком дорогим, а изготовление огромного корпуса подводной лодки представлялось неимоверно трудным.
По мере того как «холодная война» близилась к завершению, глубоководные титановые подводные лодки становились все менее нужными, как и сверхзвуковые титановые самолеты-разведчики. В начале 1990-х гг. после распада СССР военные расходы по обеим сторонам «железного занавеса» сократились; президент США Джордж Буш и премьер-министр Великобритании Маргарет Тэтчер назвали этот эффект «дивидендами мира».
От производства подводных лодок новейшего Проекта 705 было решено отказаться, а дальнейшее финансирование «Блэкберд» было прекращено, в результате он навсегда остался единственным военным самолетом, ни разу не сбитым противником и не потерявшим ни одного члена экипажа.
Сегодня титан применяется ограниченно. Он используется на буровых вышках и нефтеперерабатывающих заводах, то есть там, где агрессивная морская или химическая среда быстро вызвала бы коррозию стали; для изготовления имплантатов, в которых важнейшее значение имеют прочность и биологическая совместимость; для создания особо легких и прочных велосипедных рам, клюшек для гольфа и теннисных ракеток [10]. Титан по-прежнему играет важную роль в аэрокосмической промышленности – главном потребителе этого металла, – потому что снижение веса может обеспечить значительную экономию топлива [11]. Но теперь более дешевые легкие алюминиевые сплавы успешно конкурируют с титаном в большинстве областей применения. Авиалайнер «Конкорд», символ сверхзвуковой гражданской авиации, построен преимущественно из алюминия. Царствование титана как сказочного металла завершилось; он изменил мир, но после этого оказался практически ненужным.
В то время как небоскребы из стали строятся по всему миру, титан в современных зданиях мы видим крайне редко. Одно из исключений – облицованное титаном величественное здание музея Гугенхайма в Бильбао на севере Испании. Это футуристическое сооружение, напоминающее корабль, первоначально планировалось облицевать нержавеющей сталью, но архитектора Фрэнка Гери решение не устроило. Здание слишком блестело бы на солнце и выглядело бы темным в тени. Он рассмотрел возможности использования цинка, свинца и меди. За несколько дней до того как проект предложили вниманию широкой публики, ему прислали пробный образец титана. Отражательная способность материала придавала ему бархатистый блеск в любых условиях освещения. Именно его решил использовать Гери, несмотря на дороговизну.
Однажды один из членов команды архитекторов проекта услышал о резком снижении цены на титан. Россия, его крупнейший производитель, выбросила на рынок крупную партию металла. В течение недели Гери купил весь нужный ему металл, прежде чем цена вновь поднялась. В 1997 г. здание музея Гугенхайма, облицованное 33 000 титановых панелей, открыло двери посетителям. Проект получил высокую оценку критиков архитектуры.
Титан всегда будет присутствовать в нашей жизни, но никогда не сможет превзойти железо по стоимости, доступности и многообразию применения. Широкому использованию титана мешает непростой процесс извлечения из руды. Кролловский процесс, названный так по имени ученого-металлурга Уильяма Кролла, разработавшего его еще в 1940-х гг., по-прежнему самый распространенный метод получения титана. Но он весьма энергоемок, а значит, и дорог [12]. В результате титан оказывается на порядок дороже стали, и поэтому, за исключением редких случаев, предпочтение получает она. Когда же главным критерием является вес, то задействуется алюминий.
Титан не нашел широкого применения в жизни, предсказанного в 1950-х гг. Сегодняшнее производство составляет всего около одной десятитысячной от производства стали. Это выглядит еще более удивительным, если учесть, что титан – четвертый в мире по распространенности конструкционный материал после алюминия, железа и магния.
Но применение чистого металлического титана – только половина истории. Когда титан соединяется с атомами кислорода, как это происходит в природе, он превращается в двуокись, а это вещество настолько распространено в современной жизни, что мы редко обращаем на него внимание.
Как житель Лондона, я каждое лето езжу в Уимблдон, где перед началом матчей изучаю безупречный травяной покров теннисных кортов и тщательно прорисованные на них белые линии. Выходят игроки, одетые с головы до пят во все белое в соответствии с традицией, ведущей начало от первого чемпионата по лаун-теннису, состоявшегося в 1877 г. Белый цвет в XIX в. был символом богатства, но сегодня благодаря двуокиси титана и линии на кортах, и форма теннисистов стали еще белее.