تولید ماده سرامیکی جدید با قابلیت تحمل دمای 3000 درجه سانتی‌گراد

دانشمندان نوع ماده سرامیکی جدیدی ارائه داده‌اند که راه را برای تحقق سفرهای هوایی و فضایی و همچنین ساخت سامانه‌های دفاعی هایپرسونیک هموار خواهد کرد.

کد خبر: ۱۶۳۹۹۶

تاریخ: ۱۷ تير ۱۳۹۶ - ۱۲:۲۲

به گزارش ایران اکونومیست  به نقل از دیلی‌میل، این دستاورد علمی مدت زمان لازم برای سفرهای هوایی از لندن به نیویورک را به دو ساعت کاهش می‌دهد.

کارشناسان دانشگاه منچستر با همکاری با دانشگاه مرکزی جنوب چین پس از تلاش‌های آزمایشگاهی گسترده و آزمایش ترکیبات مختلف، ماده سرامیکی جدیدی را تولید کردند. پوشش کاربیدی آنها قادر است بهتر از هر ماده دیگری در مقابل دماهای بالا مقاومت کند.

این ماده که ترکیبی از زیرکونیم، تیتانیم، بور و کربن است، می‌تواند دماهای تا 3 هزار درجه سانتی‌گراد را تحمل کند که حین سرعت‌ بالای حرکت هواپیماها تولید می‌شود.

سفرهای هایپرسونیک به معنای حرکت هواپیماها با سرعت پنج ماخ به بالاتر است که این میزان دستکم 5 برابر سریع‌تر از سرعت صوت است.

تعدادی از پروژه‌های هایپرسونیک مسیر هوایی را پیش روی خود ترسیم می‌کنند که هدف آن‌ها رسیدن به لایه‌های فوقانی جو و لبه فضا و در نهایت بازگشت به سمت زمین و رسیدن به مقصد است.

دماهایی که در این سرعت به هواپیمای موجود در ارتفاع 18 هزار متری اعمال می‌شوند، ممکن است از 2 هزار تا 3 هزار درجه سانتی‌گراد باشد. یکی از چالش‌های موجود چگونگی محافظت از اجزای کلیدی مانند موتور احتراق و نوک دماغه‌های هواپیما در مقال دماهای بالاست؛ با این حال ماده جدید می‌تواند از سامانه‌های هوایی در مقابل هر نوع آسیب ناشی از چنین دماهایی محافظت کند.

گرمای تولید شده توسط هوا و گاز موجود در جو می‌تواند تاثیر جدی بر روی سامانه هوایی یا انسجام ساختاری موشک داشته باشد و این مشکلات ساختاری عمدتا ناشی از فرآیندهایی موسوم به اکسیداسیون و فرسایش (ablation) است.

این مشکلات زمانی رخ می‌دهند که هوا و گاز بی‌نهایت داغ لایه‌های سطحی را از مواد متالیک هواپیما یا شی در حال حرکت با سرعت‌ بالا حذف می‌کند.

برای مواجهه با این مشکل استفاده از موادی موسوم به "سرامیک‌های دمای فوق‌ بالا" (UHTCs) در موتورها و سامانه‌های هایپرسونیکی مانند موشک‌ها، فضاپیما و دفاعی لازم است؛ اما در حال حاضر حتی این مواد هم قادر به برآوردن کامل نیازهای هواپیماها در چنین سرعت‌ها و دماهای بالایی نیستند و غلبه بر این محدودیت‌ها جهت تحقق سفرهای هوایی هایپرسونیک با هواپیماهای مسافربری حائز اهمیت است.