توربین های سرامیکی و آینده ی هوافضا

[rahele_s 6,472]

استفاده از کامپوزیتهای سرامیکی مستحکم و با دوام به جای مواد فلزی در ماشین های توربینی میتواند موتور های موشکی اینده را به طرز چشم گیری ارتقا و بهبود بخشد مهندسان مرکز سازمان پرواز های فضایی ناسا در هانتزویلی، در حال تحقیق بر روی استفاده از کامپوزیتهای سرامیکی در توربین موتور موشک هستند تا از این طریق بتوانند میزان ایمنی را بالا ببرند وهزینه استفاده مجدد از وسایل پرتاب را کاهش دهند.

 

 

 

عمده کارخانجاتی که موتور موشک میسازند ارتقای توربین ها را بعنوان یکی از نیازهای بزرگ خود مطرح کرده اند توربین موتور موشک ها صفحه ای فلزی است که تیغه های(پره) فلزی بصورت جداگانه ای به ان متصل شده اند وظیفه ی یک توربین تامین نیروی پمپ کردن است که از این طریق نیروی محرکه موتور را تامین و تنظیم می کند.

 

در مرکز سازمان مهندسان صفحه ی پره داری را ازمایش میکنند که بلیسک(bladed dick صفحه ی پره دار) نام دارد این توربین از کامپوزیت های سرامیکی ساخته شده است که میتواند گرما و نوسان بسیار زیادتری را نسبت به توربین های نیکل الومینیومی سنتی تحمل کند ماده ای که در این دیسک بکار رفته است ساختاری از فیبر کربن پیوسته است که با یک ماتریس کاربید سیلیسیم مستحکم شده است ماده ای که به اجبار در میان فیبر کربن ته نشین شده است ماتریس کامپوزیت سرامیک ساختاری شبیه به لایه های چندگانه ی پارچه دارد که با اهاری به شدت نیرومند انباشته شده اند.

 

یک ماده کامپوزیتی ساخته شده فواید بسیاری را به همراه دارد یکی از ویژگی های فوق العاده این ماده مقاوومت بالا در برابر اسیب دیدن است در ازمایشی طولانی بلیسک سرامیکی به طور عادی به کار خود ادامه داد با وجود ان که ترکی در یکی از تیغه های ان بوجود امده بود مهندسان بعد از یافتن ترک در تیغه توربین سرامیکی ان را میلیونها دور چرخاندند و این ازمایش مقاومت بالای این نوع توربین در زیر فشار را به اثبات رساند.

 

بلیسک سرامیکی میتواند در برابر گرمایی حدود 2000 درجه ی فارنهایت(1093 درجه ی سلسیوس) ایستادگی کند که این میزان خیلی بالاتر از دمای 1200درجهفارنهایت(649 درجه سلسیوس) است که توربین های الومینیوم نیکلی میتوانند در ان تاب بیاورند دادن گرمایی بیشتر از این میزان به توربین باعث جلوگیری از ایجاد نیروی محرکه ی موتور میشود وعامل کاهش سوخت میباشد افزایش راندمان موتور باعث بالا بردن دور موتور و قدرت بیشتر میشود به اضافه ی این که بلیسک تنها یک چهارم وزن توربین های فلزی را داراست بنابراین وزن کمتر شده ی بلیسک بار گیری را افزایش می دهد.

 

مرکز سازمان دوازده بار بلیسک را در موتور موشک ازموده است و این ازمایشات اطلاعات فراوانی را برای پیش بینی میزان عمر کامپوزیتهای سرامیکی مورد استفاده در موتور موشک در اختیار ما قرار می دهند.

 

این توربین در سرعت چرخش 25000 دور در دقیقه تست شده است که 10 برابر میانگین سرعت چرخش موتور ماشین است.

 

بلیسکی که در ازمایشات مورد استفاده قرار میگرفت 7.6 اینچ (19سانتیمتر) قطر و 3.4 اینچ (2 سانتیمتر) ضخامت داشت ودر کامپوزیتهای پیشرفته ی هانیول در نیویورک ساخته شده بود.

 

مرکز تحقیقات گلن ناسا در سلولند و اهایو و دانشگاه الاباما نیز در پروزه ی کامپوزیتهای سرامیکی با مرکز تحقیقات ناسا همکاری اشته اند.

 

این مواد به همان اندازه میتوانند تجهیزات صنعتی و ژنراتور های قدرت را نیز بهبود بخشند.

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام