Dan l-aħħar, skont rapporti tal-midja Russa, il-Korporazzjoni Aerospazjali Nazzjonali Russa qed tiżviluppa materjali ġodda għall-użu fil-manifattura ta' vetturi tal-varar, vetturi spazjali, satelliti u vetturi spazjali oħra. Fl-istess ħin, il-pajjiżi inklużi l-Istati Uniti u r-Renju Unit qed jiddiskutu wkoll it-teknoloġija tal-iffurmar u l-ipproċessar ta' materjali aerospazjali ġodda u l-manifattura preċiża ta' partijiet kumplessi ta' vetturi spazjali u teknoloġija ta' tagħmir intelliġenti. Allura għaliex l-inġinerija aerospazjali tagħti tant attenzjoni lill-iżvilupp tal-materjal?
Il-pedament tal-vettura spazjali
Il-vetturi spazjali huma vetturi li joperaw fl-ispazju skont il-liġijiet tal-mekkanika ċelestjali u jwettqu kompiti speċifiċi bħall-esplorazzjoni, l-iżvilupp u l-użu ta' korpi spazjali u ċelestjali. Dawn jinkludu prinċipalment rokits, satelliti, u vetturi spazjali. Huma l-"pijunieri" tal-umanità fil-ftuħ u l-espansjoni fl-univers.
Madankollu, dan il-"pijunier" mhuwiex xieraq. Sabiex jinkisru r-restrizzjonijiet tal-atmosfera tad-dinja, il-vettura spazjali se tiġġenera frizzjoni bl-atmosfera meta tivvjaġġa b'veloċitajiet għoljin, u s-sħana tagħha tista' saħansitra tilħaq aktar minn 2000 grad Celsius. Meta l-vettura spazjali tinqata' mill-atmosfera tad-dinja, l-ordeal ma jieqafx hemm. Fl-ambjent spazjali, ir-radjazzjoni ultravjola, ir-radjazzjoni tal-partiċelli, ir-radjazzjoni termali, eċċ. Anke f'ambjent ta 'vakwu, se jkun bħal "apparat tat-tazza". Tittestja wkoll ir-reżistenza tal-ġilda tal-vettura spazjali.
Barra minn hekk, hemm theddidiet kbar ikkawżati minn oġġetti spazjali bħal mikrometri fit-tifrik tal-ispazju u tal-vetturi spazjali. Huma bħal balal mitlufa li jittestjaw is-"saħħa" tal-vetturi spazjali, u t-testijiet kollha msemmija hawn fuq iffaċċjati minn vetturi spazjali għandhom jiġu sostnuti mill-materjali tal-vettura spazjali.
Il-materjali huma pilastru importanti tax-xjenza u t-teknoloġija moderni, l-iżvilupp soċjali u ekonomiku u s-sigurtà nazzjonali. Ħafna pajjiżi fid-dinja inkludew teknoloġija tal-materjali fil-pjanijiet nazzjonali tagħhom ta 'riċerka tat-teknoloġija ewlenija. Id-dipendenza tat-tagħmir aerospazjali fuq il-materjali hija partikolarment prominenti. Dan għaliex il-materjali mhumiex biss il-bearers attwali tal-ambjent spazjali ħarxa, iżda xi kultant iwettqu wkoll kompiti importanti bħall-provvista tal-enerġija, l-ilqugħ u d-dissipazzjoni tas-sħana.
Madankollu, l-għażla tal-materjali tal-vetturi spazjali mhijiex kompitu faċli. Min-naħa l-waħda, minħabba li l-vettura spazjali għandha struttura kumplessa, inklużi rekwiżiti għal reżistenza għal temperatura għolja, reżistenza għall-impatt, u anke reżistenza għal temperatura baxxa, għandha ssir analiżi komprensiva u bbażata fuq id-disinn tal-istruttura tal-vettura spazjali, Wara li jintiżnu diversi rekwiżiti u kundizzjonijiet, il-materjal xieraq fl-aħħar jiġi ddeterminat. Min-naħa l-oħra, minħabba li s-sistema materjali eżistenti hija kbira ħafna, qed jiġu żviluppati kontinwament materjali ġodda.
B'mod ġenerali, is-sistema materjali tal-vettura spazjali hija kkumplikata ħafna, prinċipalment inklużi materjali strutturali li jirrealizzaw it-tagħbija tal-vettura spazjali, materjali funzjonali li jirrealizzaw ir-rekwiżiti tal-kontroll tat-temperatura u r-reżistenza għas-sħana, u l-fjuwil biex jippromwovu t-titjir tal-vettura spazjali.
Materjali strutturali iebsa u rqaq
Il-materjal strutturali huwa bbażat fuq il-proprjetajiet mekkaniċi u huwa l-materjal użat għall-manifattura tal-komponenti li jġorru l-forza. Dan il-materjal huwa bħall-għadam ta' vettura spazjali, il-forma tal-forma tagħha.
Madankollu, il-proporzjon ta' materjali strutturali fil-vetturi spazjali huwa żgħir ħafna. Jekk ir-rokit jittieħed bħala eżempju, il-proporzjon tal-materjal strutturali tal-qoxra tar-ròkits b'mod ġenerali huwa kważi l-istess bħall-proporzjon tal-qoxra tal-bajd fil-bajda kollha. Dan għaliex fuq ir-rokits, il-fjuwil huwa "piż mejjet" u ma jistax jiżdied jew jitnaqqas fir-rieda. Għalhekk, ir-riċerkaturi se jpoġġu moħħhom fuq il-qoxra tar-rokit u jagħmlu l-qoxra tar-rocket thinner sabiex inaqqsu l-piż tar-rokit.
Għal kull kilogramma tal-piż tar-rokit, jista 'jżid it-tagħbija utli tiegħu b'kilogramma waħda. Tista' tiżdied funzjoni importanti mas-satelliti u l-vetturi spazjali li jinġarru.
Meta r-rokit jilħaq l-ewwel veloċità kożmika, ikollu forza kbira ħafna, li tista 'tilħaq madwar 7 darbiet il-piż tagħha stess, li teħtieġ materjali li jifilħu għaliha. Mhux hekk biss, meta r-rokit ikun qed itir, jiffaċċja wkoll sħana ajrudinamika enormi ġġenerata mill-frizzjoni mal-atmosfera, u l-magna tiegħu tiffaċċja wkoll enerġija tas-sħana mhux immaġinabbli.
F'dan il-każ, l-eħfef il-piż tal-materjal strutturali, l-aħjar, aktar tkun għolja t-temperatura reżistenti għas-sħana, l-aħjar, u ċertu grad ta 'formabilità huwa meħtieġ. Għalkemm it-tungstenu u metalli oħra mhux tal-ħadid għandhom reżistenza aħjar għat-temperatura, id-densità tagħhom stess hija għolja ħafna, u fl-istess ħin huma għaljin ħafna u diffiċli biex jissawru, li jżid ħafna l-ispiża tal-manifattura.
Taħt diversi restrizzjonijiet, materjali tal-metall ibbażati fuq il-ħadid, jiġifieri, azzar, daħlu fil-kamp viżiv ta 'riċerkaturi xjentifiċi. Għalkemm it-temperatura reżistenti għas-sħana tal-azzar ordinarju tista 'tilħaq biss madwar 1,000 grad Celsius, l-użu tan-nikil, il-kobalt, it-tungstenu u elementi oħra jistgħu effettivament iżidu t-temperatura tal-azzar, anke jilħqu madwar 1500 grad Celsius, għalhekk huwa msemmi "superalloy". Simultanjament. Dan il-materjal huwa wkoll relattivament faċli biex jissawwar, għalhekk dejjem kien l-darling tal-vettura spazjali.
Aktar tard, ir-riċerkaturi skoprew ligi tat-titanju. Bl-istess saħħa, dan il-materjal għandu partijiet eħfef, għalhekk sar il-"ħelu u ħelu" f'materjali strutturali tal-vetturi spazjali. Madankollu, minħabba li r-reżistenza għat-temperatura tal-liga tat-titanju hija agħar minn dik ta 'liga ta' temperatura għolja, jeħtieġ li tkun miksija b'materjali funzjonali reżistenti għal temperatura għolja.
Bl-avvanz tal-esplorazzjoni tal-ispazju tal-umanità u l-iżvilupp tax-xjenza tal-materjali, il-materjali komposti saru forza ġdida fil-materjali strutturali tal-inġenji spazjali. Pereżempju, il-karbonju-karbonju, il-karbonju-silika u materjali komposti oħra bbażati fuq iċ-ċeramika mhux biss jistgħu jifilħu temperaturi għoljin ta' 2000 grad Celsius, iżda għandhom ukoll piż ħafif ħafna.
Fil-qosor, il-progress rapidu tal-materjali u t-teknoloġiji relatati se jkompli jippromwovi l-iżvilupp tat-teknoloġija aerospazjali, li jippermetti lill-umanità tara aktar 'il bogħod, aktar ċara, u tmur aktar 'il bogħod u aktar sikura.
