Search
Asset 2

ملبورن به لندن در دو ساعت – از طریق موشک سرامیکی استرالیایی

یک شبیه‌سازی از وسیله نقلیه مافوق صوت در قسمت فوقانی جو (مایکل اِسمارت، جان درِنان، دیوید یو، دانشگاه کوئینزلند)
یک شبیه‌سازی از وسیله نقلیه مافوق صوت در قسمت فوقانی جو (مایکل اِسمارت، جان درِنان، دیوید یو، دانشگاه کوئینزلند)
یک شبیه‌سازی از وسیله نقلیه مافوق صوت در قسمت فوقانی جو (مایکل اِسمارت، جان درِنان، دیوید یو، دانشگاه کوئینزلند)

پژوهشگران ملبورن در حال تحقیق علمی بر روی موشک با استفاده از خاک رس می‌باشند. آنان روشی کارآمد و ارزان را برای ساخت قطعات پیچیده سرامیکی مقاوم در برابر حرارت برای تولید موشک‌‌‏های آینده و هواپیماهای مافوق صوت اختراع نموده‌‌‏اند.

با استفاده از شیمی هوشمند جهت تغییر روش استاندارد شکل‌‌‏دهی سرامیک‌ها در یک قالب، آنها جایگزینی را برای روش سنتی که به صورت بلوکهایی در دما و فشار بالا انجام می‌‌‏شد، کشف کرده‌‌‏اند. روش جدید آنان شکلی از ریخته‌گری دوغابی است که به آنان اجازه می‌دهد قطعات سرامیکیِ حرارت فوق‌العاده بالا در دماها و فشارهای پایین که براده‌‌‏برداری زیادی نیاز ندارد تولید شود که موجب صرفه‌جویی در وقت و هزینه می‌گردد.

دکتر کارولینا تالون که همراه دکتر جورج فرانکس از گروه مهندسی شیمی و زیست ملکولی در دانشگاه ملبورن به بررسی روشهای پردازش می‌پردازد گفت: “قطعات سرامیکی که ما ساخته‌ایم محکم‌تر هستند و تحمل دماهای بالاتری را از آنچه در شاتل فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرد دارند.” کار آنان بخشی از برنامه نیروی محرکه مرکز دفاع و تکنولوژی مواد به منظور توسعه قابلیت ساخت مواد پیشرفته در استرالیا می‌باشد.

پرواز مافوق صوت به مسافران این امکان را می دهد که تا پنج برابر سریعتر از سرعت صوت (۵ ماخ) سفر کنند. در این سرعت پرواز بین لندن و ملبورن حدود دو ساعت طول می کشد. درحال‌حاضر جِتهایی ساخته شده‌ که برای ۵ ثانیه می‌تواند به این سرعت دست یابد. اما حفظ این شرایط در طول پرواز به صورت یک چالش باقی مانده‌ که بخشی از آن مربوط به مواد است.

کارولینا گفت: “به منظور طولانی کردن مدت زمان پرواز مافوق‌صوت، ما نیاز به دست‌یافتن به یک هماهنگی بی‌عیب و نقص بین طراحی ایرودینامیک و موادی هستیم که قادر باشند آنچه که طراحی مستلزم آنست تحمل کنند.” وی افزود:” به عنوان مثال درسرعت ۵ ماخ  تعدادی از قطعات وسیله نقلیه در درجه حرارت بالاتر از ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد قرار دارد. در این درجه حرارت بیشتر موادی که به طور معمول در صنعت هوافضا مورد استفاده هستند، ذوب می‌شوند یا در غیر اینصورت خواص مورد نیازشان به شدت آسیب می‌بیند و در نتیجه عملکرد خود را از دست می‌‌‏دهند.”

سرامیک‌‌‏های با حرارت فوق‌‌‏العاده بالا یک راه‌‌‏حل بالقوه می‌‌‏باشند، چراکه می‌‌‏توانند در شرایط بحرانی دوام بیاورند. اما پیدا کردن ماده مناسب پایان داستان نیست. اجزاء اصلی که در این موشک استفاده می‌‌‏شوند، باید به صورت یک ترکیب شکل‌‌‏دهی شوند.

به عنوان نمونه با روشهای پردازش قدیمی، تولید دماغه یک موشک نیازمند دما و فشار بسیار بالا جهت ساخت یک شکل ساده استوانه جامد است که مستلزم براده‌‌‏برداری گسترده و پرهزینه می‌باشد. روش ریخته‌گری دوغابی جدید به سادگی نیازمند ریختن دوغابی با چسبندگی پایین از یک ماده شیمیایی خاص به درون قالب است. درنهایت با حذف کردن حلال ذرات سرامیکی به صورت کارآمدی به شکل مورد نظر در می‌آیند.

کارولینا گفت: “با استفاده از این تکنیکها می‌توان قطعاتی تولید کرد که بدون نیاز به براده‌‌‏برداری شکل نهایی را به خود می‌گیرند. تمام این پروسه در دما و فشار پایین انجام می‌گیرد و محصولات نهایی محکم‎‌‌‏تر از آنهایی است که با روش سنتی ساخته می‌شود. آزمایش اولیه نشان می‌دهد که قطعاتی که ما ساخته‌ایم توانایی تحمل دمای بالای ۳۴۰۰ درجه سلسیوس را همراه با حفظ شکل و یکپارچه‌گی مکانیکی دارد.” وی افزود: “این روش به‌‌‏اندازه‌‌‏ای فراگیر است که به ما اجازه ساخت هر چیزی را از تعویض مفصل تا چرخ توربین می‌دهد.”

این تکنولوژی استرالیایی نتیجه همکاری گسترده بین محققان در دانشگاه‌ها، آزمایشگاه‌های ملی و صنعت در مرکز دفاع و تکنولوژی مواد است.

به لطف علم جدید که یک برنامه علمی تحت حمایت دولت استرالیا می‌باشد، کارولینا تولین یکی از ۱۲ دانشمند تازه‌‌‏کار است که برای اولین بار نتایج این تحقیق را عمومی نمود. وی در آزمایشگاه خود در حال آماده‌سازی قطعات و راه‌اندازی کوره حرارت بالا که در آن نمونه‌ها ساخته می‌شوند، می‌‌‏باشد.

ویدئوی شبیه‌سازی شده پرواز مافوق صوت را تماشا کنیدکه شرایط دشوار و چالشهای اجزای مختلف را نشان میدهد و توسط پروفسور مایکل اسمارت (دانشگاه کوئینزلند) تهیه شده است.

اخبار مرتبط

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

عضویت در خبرنامه اپک تایمز فارسی