- إنضم
- 29 يوليو 2009
- المشاركات
- 905
- التفاعل
تكنولوجيا أسترالية للسرعة الفرط صوتية 06 - 01 - 2010
http://www.defense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.com/Tech/pic/023-tech-00.jpg فريق التحرير
يقوم باحثون من جامعة كوينزلاند في أستراليا باختبار مواد جديدة قادرة على تحمل درجات الحرارة الفائقة الارتفاع التي تتعرض لها المركبات الجوية ذات السرعة المفرطة (Hypersonic) ، بغية جعلها قادرة على الطيران بشكل أساسي لمدة أطول.
لم تستطع تجارب الطيران التي قامت بها أستراليا على المحركات النفاثة الضغاطية "سكرامجت " (Scramjet) المتمثلة بمحركات نفاثة فائقة السرعة أن تصمد أكثر من 5 ثوان.
فالتجارب التي أجريت في ووميرا في جنوب أستراليا خلال السنوات الثماني الماضية واستعملت فيها محركات "سكرامجت" المصنوعة من مواد تقليدية كانت تشكو من المشاكل جراء الحرارة الفائقة الارتفاع بما في ذلك الانصهار، قد تم تصميمها لكي لا تستعمل لمرة أخرى.
أما التجارب المقبلة المرتقب إجراؤها من العام 2011 إلى 2013 ضمن سلسلة تجارب " هايفاير" HiFire في ووميرا باستعمال محركات تحلق بحرية، يتم التوصل بعدها إلى مركبة كاملة تحلق بحرية تستطيع أن تولد ما يكفي من زخم الدفع للطيران لمدة دقيقة.
يقول قائد هذه الأبحاث الأستاذ في جامعة كوينزلاند في مجال الدفع بالسرعات الفرط صوتية البروفسور مايكل سمارت : "إن المشروع يقوم على تجربة مواد تركيبية جديدة لتحقيق عمليات طيران على سرعات تصل إلى 8 ماخ أي 8 أضعاف سرعة الصوت." ويضيف:" إذا استطاعت هذه المركبات التي تنطلق في الجو لمدة دقيقة فهي تستطيع أن تبقى منطلقة في الجو لمدة ساعة."
يسترسل سمارت بالقول:" تستطيع المركبات المزودة بالمحركات الضغاطية " سكرامجت " أن تجتاز المسافة بين لندن وأستراليا بمدة ساعتين، لذا نحن نبحث عن مواد تستطيع أن تصمد في السرعات الفرط صوتية لمدة أطول."
تتمثل السرعة الفرط صوتية بدراسة السرعات التي تتعدى 5 ماخ، أي 5 أضعاف سرعة الصوت، أي أكثر من ضعفي سرعة طائرة الكونكورد. بينما السرعة الفوق صوتية هي التوصل إلى سرعة أكبر من سرعة الصوت أي ماخ واحد. بينما تحلق الطائرات المدنية المعدة لنقل الركاب بسرعات أقل من سرعة الصوت.
يقول البروفسور سمارت في هذا السياق:" إن الأبحاث التي نقوم بها تستهدف إيجاد مكونات ومواد جديدة لكي نجهز بها الأجزاء التي تشق الهواء أي أجزاء الأجنحة التي تدخل في اتصال مباشر مع الهواء. عند الانطلاق بالسرعات العالية هذه، يمكن لاحتكاك الهواء أن يتسبب بتسخين الأجزاء التي تشق الهواء في المركبات التي تنطلق بسرعات تبلغ 5 ماخ لتبلغ حوالي 1000 درجة حرارة مئوية. درجات الحرارة المرتفعة هذه لا يمكن لمعظم المواد والمكونات أن تتحملها لمدة طويلة.
http://www.defense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.comdefense-arab.com/Tech/pic/023-tech-01.jpg
هنالك مشكلة أخرى تتحدى محركات " سكرامجت " إذ يجب أن تتحمل المزيج المسبب للتآكل والمكون من غاز الأكسجين الساخن ومنتجات الاحتراق بالإضافة إلى الحرارة العالية وما يصدر عنها من أعباء ميكانيكية وصوتية. ففي السرعات الفائقة قد تصل الحرارة إلى درجات قصوى –على سبيل المثال على السرعات التي تتعدى 8 ماخ يمكن للحرارة أن تصل إلى 2700 درجة مئوية على الأجزاء التي تشق الهواء وإلى 3000 درجة مئوية داخل غرفة الاحتراق في المحرك.
إن ارتفاع الحرارة إلى الدرجات القصوى على أجنحة مكوك الفضاء " كولومبيا" كانت السبب في الحادثة التي وقعت له في العام 2003 أثناء عودة المكوك ودخوله إلى الغلاف الجوي التي وقعت في العام 2003. هذه الحادثة سبقتها الأضرار التي لحقت بلوحات السيراميك المركّبة على أجزاء مقدمة الجناح أثناء عملية إقلاع المكوك.
يقول البروفسور سمارت:" إن مشاكل الحرارة أثناء الدفع بالسرعات الفرط صوتية يمكن التغلب عليها عبر انتقاء المواد بالإضافة إلى اختيار التصاميم وأنظمة التبريد." ويعمل سمارت بالاشتراك مع البرفسور جون درينان، مدير مركز الأبحاث والتحاليل الميكروسكوبية في جامعة كوينزلاند، وهو الرائد في مجال المواد التركيببية، ومع الدكتور جايمس تيرنر والدكتورة آنا لاشتابيغ في المشروع الحالي. هذا وقد قام الطالب دايفيد يو مركز الأبحاث الإلكترونية في معهد ITEE بتحضير رسومات تحريك تظهر طرق المعالجة للمواد لكي تتحمل درجات الحرارة القصوى.
وينظر البروفسور درينان في عدد من المفاهيم لجعل المركبات المنطلقة بالسرعات الفرط صوتية قادرة على تحمل درجات الحرارة القصوى على فترات طويلة.
أحد هذه التصورات التي تبدو واعدة، تقتضي تصميم مواد قابلة للتآكل بطريقة بطيئة على درجات الحرارة المرتفعة. ولكن وبخلاف الأنظمة العادية التقليدية حيث يتم فقدان هذه المواد في البيئة المحيطة، نجد أن هذه المواد الجديدة تستطيع أن تقوم بملء الفراغات التي فقدت منها عبر طبيعة تكوينها وهندستها الميكروسكوبية.
ويضيف درينان :" سوف يتم إيجاد استعمالات للتقنيات التي نقوم بتطويرها في كافة الميادين التي تتطلب استخدام مواد في بيئة تتعرض لدرجات حرارة فائقة الارتفاع لفترات طويلة. بعض الاستعمالات المحتملة لهذه المواد الجديدة قد تشمل مولدات الطاقة ومواسير العادم في المحركات النفاثة. وسوف تستطيع هذه الصناعات أن تبني مكونات للطائرات بدلاً من القيام باستيراد المواد اللازمة من الولايات المتحدة أو أوروبا. "
هذا المشروع الذي تبلغ قيمته 1,5 مليار دولار يعمل بإدارة جامعة كوينزلاند كما يضم جامعة ملبورن وجامعة سوينبورن للتكنولوجيا، وشركة BAE Systems ، وغيرها وقد حصلت على تمويل بمبلغ 700 ألف دولار من مركز مواد الدفاع الذي تم تشكيله حديثاً وعلى التمويل بالمواد العينية من قبل جامعة كوينزلاند نفسها.
المصدر
http://www.defense-arab.comdefense-...efense-arab.com/Tech/articlepage023 Tech.html
