Nýlega, samkvæmt fréttum rússneskra fjölmiðla, er rússneska flugmálafyrirtækið að þróa nýtt efni til notkunar við framleiðslu skotfæra, geimfara, gervihnatta og annarra geimfara. Á sama tíma ræða lönd, þar á meðal Bandaríkin og Bretland, einnig um myndunar- og vinnslutækni nýrra loftgagnaefna og nákvæma framleiðslu á flóknum hlutum geimfara og greindrar tækjatækni. Svo hvers vegna leggur geimferðaverkfræði svo mikla áherslu á efnisþróun?
Grunnur geimfarsins
Geimfar eru farartæki sem starfa í geimnum í samræmi við lög himinvirkja og sinna sérstökum verkefnum svo sem könnun, þróun og nýtingu rýmis og himintungla. Þau fela aðallega í sér eldflaugar, gervihnetti og geimfar. Þeir eru" frumkvöðlarnir" mannkyns í opnun og útþenslu í alheiminum.
Hins vegar er þetta" frumkvöðull" er ekki við hæfi. Til að brjótast í gegnum þvinganir lofthjúps jarðar&# 39 mun geimfarið mynda núning við lofthjúpinn þegar flogið er á miklum hraða og hitinn getur jafnvel náð meira en 2000 gráður á Celsíus. Þegar geimfarið brýst út úr andrúmslofti jarðar mun þrautin ekki stoppa þar. Í geimumhverfinu mun útfjólublá geislun, agnageislun, hitageislun o.fl. koma geimfarinu mörgum áskorunum. Jafnvel í lofttæmdu umhverfi verður það eins og" bollitæki" ;. Það reynir einnig á þol á húð geimfarsins.
Að auki eru miklar ógnir sem stafar af geimhlutum eins og ör loftsteinum í geimnum og geimskoti. Þeir eru eins og flækingskúlur sem prófa" styrk" geimfara og allar ofangreindar prófanir sem geimfar standa frammi fyrir eiga að vera viðvarandi af efnum geimfarsins.
Efni er mikilvæg stoð nútíma vísinda og tækni, félagslegrar og efnahagslegrar þróunar og þjóðaröryggis. Mörg lönd í heiminum hafa tekið efnistækni inn í innlendar lykilrannsóknaráætlanir sínar. Sérstaklega áberandi er háð geimferðarbúnaði af efnum. Þetta er vegna þess að efni eru ekki aðeins raunverulegir flutningsmenn hins grófa rýmisumhverfis, heldur taka stundum einnig að sér mikilvæg verkefni eins og aflgjafa, hlíf og hitaleiðni.
Val á geimefnum er þó ekki auðvelt verk. Annars vegar vegna þess að geimfarið er með flókna uppbyggingu, þar á meðal kröfur um viðnám við háan hita, höggþol og jafnvel viðnám við lágan hita, verður að framkvæma alhliða greiningu og byggja á uppbyggingu hönnunar geimfarsins, Eftir að hafa vegið ýmsar kröfur og skilyrðum er viðeigandi efni loksins ákvarðað. Á hinn bóginn, vegna þess að núverandi efniskerfi er mjög stórt, er stöðugt verið að þróa ný efni.
Almennt séð er efniskerfi geimfarsins mjög flókið, aðallega þ.mt burðarvirki sem gera sér grein fyrir burðarþoli geimfarsins, hagnýtum efnum sem gera sér grein fyrir kröfum um hitastýringu og hitamótstöðu og eldsneyti til að stuðla að flugi geimfarsins.
Erfitt og þunnt byggingarefni
Uppbyggingarefnið er byggt á vélrænni eiginleikum og er efnið sem notað er til að framleiða þvingandi hluti. Þetta efni er eins og bein geimfars, lögunin að lögun þess.
Hlutfall byggingarefna í geimförum er þó mjög lítið. Ef við tökum eldflaugina sem dæmi þá er hlutfall byggingarefnis eldflaugaskeljarinnar í heild næstum það sama og hlutfall eggskeljarinnar í öllu egginu. Þetta er vegna þess að á eldflaugum er eldsneytið" dauður þyngd" og er ekki hægt að auka eða minnka að vild. Þess vegna munu vísindamenn leggja hug sinn á skel eldflaugarinnar og gera skel eldflaugarinnar þynnri til að draga úr þyngd eldflaugarinnar.
Fyrir hvert kíló af þyngd eldflaugarinnar&# 39 getur það aukið álag sitt um eitt kíló. Hægt er að bæta mikilvægri aðgerð við gervihnöttin og geimfarið sem flutt er.
Þegar eldflaugin nær fyrsta geimhraðanum ber hún mjög mikinn kraft, sem getur náð um það bil 7 sinnum eigin þyngd, sem krefst efna til að þola hana. Ekki nóg með það, þegar eldflaugin flýgur, þá blasir hún einnig við gífurlegum lofthita sem myndast vegna núnings við andrúmsloftið og vél hennar snýr líka að ólýsanlegri hitaorku.
Í þessu tilfelli, því léttari sem þyngd burðarefnisins er, því betra, því hærra er hitaþolið hitastig, því betra og ákveðinn stigi formanleika er krafist. Þó að wolfram og aðrir málmar sem ekki eru járn hafi betri hitaþol er eigin þéttleiki þeirra mjög mikill og á sama tíma eru þeir mjög dýrir og erfitt að móta það, sem eykur framleiðslukostnaðinn verulega.
Undir ýmsum takmörkunum hafa málmefni úr járni, það er að segja stál, komið inn á sjónarsvið vísindalegra vísindamanna. Þrátt fyrir að hitaþolið hitastig venjulegs stáls geti aðeins náð um það bil 1.000 gráðum á Celsíus, getur notkun nikkel, kóbalt, wolfram og aðrir þættir í raun aukið hitastig stálsins, jafnvel náð um 1500 gráður á Celsíus, svo það heitir [GG ] quot; ofurblöndur" ;. Samtímis. Þetta efni er líka tiltölulega auðvelt að móta, svo það hefur alltaf verið elskan geimfars.
Síðar uppgötvuðu vísindamenn títanblöndur. Með sama styrk hefur þetta efni léttari hluta, svo það er orðið" sætur og sætur" í byggingarefni geimfara. Hins vegar, vegna þess að hitastigsþol títanblendis er verra en háhitablandað, þarf að fóðra það með háhitaþolnum hagnýtum efnum.
Með framförum mannkyns' s könnun á geimnum og þróun efnisvísinda hafa samsett efni orðið nýr kraftur í uppbyggingarefni geimfara. Til dæmis geta kolefni-kolefni, kolefni-kísill og önnur samsett efni úr keramik þolað ekki aðeins hátt hitastig, 2000 gráður á Celsíus, heldur einnig mjög létta þyngd.
Í stuttu máli mun hröð framfarir efna og skyldrar tækni stuðla enn frekar að þróun geimtækni og gera mannkyninu kleift að sjá lengra, skýrara og fara lengra og öruggari.
