الاختبار البيئي لخزن الوقود المسبب للسرطان في المركبات الفضائية الجوية

وتشمل البيانات الحرجة التي يتم جمعها نوبات التواتر الطبيعي، ونسب الرطوبة، والتركيزات المزروعة، والضغط العالي الدراجة هو شاغل خاص بالنسبة للمواد المسببة للبكاء، حيث أن درجات الحرارة المنخفضة تقلل من قابلية التخصيب وتزيد معدلات انتشار الشقوق، وتكشف عمليات التفتيش اللاحقة للاختبار باستخدام خماسي الصب أو الأشعة السينية عن الضرر الذي قد لا يكون مرئياً من الخارج.

الضغط واختبارات اللحاق

ويجب أن تحتوي الدبابات المسببة للتوتر على مدافع عند ضغط تتراوح من عدد قليل من البار (للمباني الوزن الخفيف) إلى أكثر من 50 حانة في مراحل الضغط العالية، وتتحقق اختبارات الضغط البروفيزي من أن الصهريج يمكن أن يتحمل 1.5 مرة أقصى ضغط تشغيل متوقع دون تشوه دائم، ومن ناحية أخرى، يكفل اختبار الختم واللد والوصلات البينية الصمامية التي لا تسمح بالهرب القوي من السائل السائل السائل المحتوي على السائل السائل)(أ)

وهناك طريقتان مشتركتان لاختبار التسرب هما الكشف عن التسرب من جانب الضغط وكشف تسرب الهيليوم من الغلاف الجوي الكتلي، وفي الأخير، يضغط الصهريج بغاز الهيليوم ويوضع داخل غرفة فراغ؛ ويكتشف المطياف أي غاز متفجر يهرب، أما بالنسبة للدبابات الكبيرة للغاية، مثل تلك المستخدمة في سفينة الفضاء، فإن التدوير الحراري، إلى جانب اختبارات القوة الضغطية، فإنه يجري للتحقق من التسربات التي تسببها الإجهاد.

Cryogenic Cycling and Thermal Fatigue

ويحفز التبريد والاحترار (التدوير التراكمي) الحمولات الحرارية من العمليات الأرضية، والشحنات المتعددة في المدار، والتغيرات الموسمية على سطح الكوكب، وقد ينطوي التسلسل الاختباري النموذجي على 100 إلى 500 دورة من التعبئة، والسكن، والتصريف، والدفء، وتُعد مادة الاختبار بواسطة أجهزة حرق الماء، وقياسات الإجهاد، وأجهزة قياس الانبعاثات الصوتية.

فالزجاج الحراري هو آلية تحلل أولية للدبابات الفلزية والمركبة، وقد تعاني السبيكات الألومنيوم - الليثيوم، التي تستخدم عادة في ارتفاع نسبة القوة إلى الوزن، من الاختلاط في درجات الحرارة المبردة، بينما تواجه المركبات حالياً استئصالاً ميكروبياً في المصفوفة، وقد كشفت اختبارات التدوير المسببة للتوترات السرطانية أن بعض الارتدادات المسببة تصبح متقلبة تحت - 200 درجة مئوية.

التحديات المادية في المواضع الخلقية

(ب) فهم كيفية التصرف في المواد عند درجات الحرارة المبردة أمر أساسي لتصميم نظم تخزين موثوقة، وقد يكون الانتقال من الخلايا إلى كسر الرشوة هو أكثر الشواغل أهمية، إذ إن العديد من الفلزات (مثل بعض الفولاذات اللاصقة والسكك الحديدية) تفقد الطول وتؤثر على درجة الحرارة عند هبوطها.

Fracture and Ductile-to-Brittle Transition

أما بالنسبة للمعادن المكعبة ذات التركيز المباشر مثل الفولاذ غير القابل للصدأ و 2219 ألومنيوم، فلا تزال القابلية للاختزال مرتفعة في درجات الحرارة المبردة، وهذا هو السبب في تفضيلها على بناء الصهاريج، غير أن المواد المكعبة التي تركز على الجسم مثل فولاذ الكربون تصبح رشوة خطيرة، ويجب التحكم في جميع عمليات الحامد لتلافي تكوين هياكل مصغرة تابعة للشركة في المناطق المتضررة من الحرارة.

ويشكل الاختلاف في التوسع الحراري بين خط الفلزات وفوق الألياف الكربونية ضغوطاً متبقية تؤدي إلى التعقب الدقيق، وفي درجات الحرارة المسببة للتوتر، يحتمل أن يتسبب ذلك في تسرب عبر الخط.

القابلية للتداول والوثوقية المشتركة

فالأشجار هي في كثير من الأحيان أضعف حلقة في النظم المسببة للبرد، ويجب أن تحتفظ الأصابع والبنزين بالمرونة عند درجات الحرارة المنخفضة، حيث يصبح الكثير من الذروات زجاجيا، وتشمل الاختبارات الختم الثابت عند - 253 درجة مئوية تحت الضغط، يليها محاكاة دينامية للحركة (مثل الصمامات) وتشمل المواد مثل برامج التحلل المسبب للاختلالات البيرفلورية الحديثة

(أ) إن مفهوم [FLT:] الاختبارات البيئية يكتسب مكامن، قبل الاختبار المادي، يتم بناء توأم رقمي شامل لنظام الصهاريج باستخدام أدوات محاكاة متعددة الفيزياء، ويتوقع هذا التوأم من التدرجات الحرارية، ومعدلات الغليان، وتوزيع الإجهاد، ومواقع الفشل المحتملة، ويستكمل التوأم في الاختبارات الفيزيائية ببيانات في الوقت الحقيقي للحد من التنبؤات.

المعايير والتصديق

ويتبع الاختبار البيئي لتخزين الوقود المبرد معايير صارمة وضعتها وكالات وأجهزة صناعة الفضاء. NASA-STD-5001] (مصانع التصميم والاختبار الهيكليين) عوامل السلامة للإثبات والمؤهلات واختبار التفجيرات. ] AIAA S-080A-2018

مستقبل اختبار الوقود المسبب للسرطان

ومع أن استكشاف الفضاء يتجه نحو القمر والمريخ وما بعده، فإن تخزين الوقود المبرد سيصبح أكثر مركزية، وستتطلب البعثات الطويلة الأجل استقرار التخزين على مدى أشهر أو سنوات، مع الحد الأدنى من التسرب من المغليات وعدم تسرب أي تسرب، وسيحتاج الاختبار إلى تحفيز البيئة الفضائية العميقة، وآثار الميكروميوستير، وإعادة دمج المواد الجديدة في الوقت نفسه مثل المواد المحتوية على أشعة مضافية أو مجهزة.

(ب) إن نقل الوقود في الفضاء، وهو عامل تمكين رئيسي للهيكلات القابلة لإعادة الاستخدام، يطرح تحديات جديدة تماماً في الاختبارات، إذ إن نقل السوائل المبردة في الجاذبية الصغرية ينطوي على ديناميات تدفق معقدة ذات مرحلتين، ويجب أن تستخدم الاختبارات الأرضية أجهزة قياسية متطورة (مثل أبراج الهبوط أو الرحلات شبه البولية) لتصحيح نماذج سيرة.

وستظل الاختبارات البيئية العمود الفقري لإصدار شهادات النظام المسبب للبرد، وتتطور إلى جانب المواد والمجسات والأدوات الحاسوبية، والهدف النهائي هو ضمان أن تكون الصهريج، عندما يصل العد التنازلي إلى الصفر، وكل ما يدعمه، لا تشوبه أي عيوب.