السلف في مجمعات مصفوفة السيرامي لمكونات توربوميشن

مقدمة إلى مجمعات مصفوفة السيرامي

وتزيد من حدة الاضطرابات التي تصيبها أجهزة التحلل، وتزيد من حدة الاضطرابات الناجمة عن التقلبات في محطات الطاقة، وتزيد من حدة الاضطرابات في الهواء، وتزيد من حدة الاضطرابات في الأورام، وتزيد من حدة الاضطرابات في المواد التي تُستخدم فيها أجهزة التحلل الحرارية.

وتتكون المواد الكيميائية من الألياف المشبعة بالدماغ والتي تُستخدم في مصفوفة بخزف، وتُصنع الألياف عادة من كرباعي السليكون أو من خزائن ذات سمينة عالية، مثل مادة الخريجين، وتُستخدم في الغالب مادة ذات سمينة من نوع سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي أو أو ألومينا، وتُعالج بواسطة أساليب مثل الرشة الكيميائية.

مزايا لجنة التنسيق في توربوماشنري

مقاومة التقلبات الاستثنائية

كما أن أحد أكثر المزايا إلحاحاً التي تتمتع بها لجنة التنسيق بين المناطق الساحلية هو قدرتها على تحمل درجات الحرارة العالية للغاية دون تدهور كبير، كما أن هذه المركبات ذات القاعدة العالية من المركبات تحافظ على القوة الميكانيكية والاستقرار عند درجات الحرارة التي تزيد على 400 1 درجة مئوية في البيئات المؤكسدة، وهي تزيد إلى حد بعيد عن الحد الأقصى للوقود المستخدم في المركبات الفوقية التقليدية البالغ 100 درجة مئوية.

تخفيض الوزن الكبير

وتتراوح كثافة هذه المركبات بين 2.5 و3.5 غ/كتم3، مقارنة بـ 8.0-9 غ/سم3 بالنسبة للخطوط الخارقة القائمة على النيكل، وهذا الانخفاض في الوزن الذي يتراوح بين 60 و70 في المائة يعود بالنفع المباشر على تصميم المحركات، كما أن مكونات الإضاءة تقلل من وزن المحرك العام، وتحسن نسبة الدافع إلى الوزن في الطائرات، وتدني معدلات الطاردة في الأجزاء المتناوبة().

تعزيز القابلية للاستمرار وخفض متطلبات التبريد

وتظهر هذه المركبات مقاومة ممتازة للتبريد والتآكل، حتى عند درجات الحرارة العالية، ويدل الاستقرار المتأصل في سي سي سي سي سي ضد الغلاف الجوي المكسد على أن عناصر لجنة التنسيق المعنية بالأشعة السينية يمكن أن تعمل بأقل من سرعة الهواء من نظيراتها الفلزية، وفي نصل تربين معدني، فإن جزءا كبيرا من التشقق في الهواء المضغوط يصل إلى 20 في المائة من التعزيزات السريعة التي تتحول إلى درجة حرارة أعلى من الحرارة.

التطورات الأخيرة في تطوير المواد في لجنة التنسيق

المعمار المتطور للمحررين

وقد استخدمت هذه المراكز النسيجية النسيجية الخرسانية المضغوطة التي تُحد من القوة البينية، وتركز التطورات الحديثة على التصورات الجامدة التي توفر تحسيناً في خصائص العصيان ومقاومة الضرر، وتُعد هياكل الألياف الثلاثة المتعددة الأبعاد تعزيزاً في جميع الاتجاهات، وتُحدِّد مخاطر التسرب، وتسمح تقنيات النسيج المتقدمة بإنشاء مفترق مقارنات مصغرة بحجم

تحسين عمليات التصنيع

ويُعدّ التحدي المتمثل في إنتاج مركبات الكربون الكلورية على نطاق واسع مع وجودة متجانسة، كما أنَّ التسرّب من الاختراقات الكيميائية يُقدّم إلى أجهزة التحلل الآلي في شكل متجانسات عالية، ويُحدّد الترسّب من التحلل المُعدّي للغاز، ويُستخدم أيضاً في عمليات التخثر المُخَفَّفَفَي في شكل مُسَر.

Environmental Barrier Coatings (EBCs)

وفي حين أن هذه المركبات مقاومة للتكسد، فإن بخار المياه في غازات الاحتراق يمكن أن يتفاعل مع سي سي سي سي سي سي سي كي يشكل مركباً متقلباً من الهيدروكسيد، مما يؤدي إلى الكساد، كما أن المعاطف البيئية ضرورية لحماية السطح المركب، وتتكون من طبقات متعددة من الغازات: معطف من السندات (كثير من الرش بالفلور أو بالوميض) طبقة متوسطة من الملاءات البلاستيكية.

تطبيقات في جهاز توربوما

توربين شودز وفانيس

ومن بين المكونات الأولى للشركة التي تدخل الخدمة التجارية، تمّت تأجير التربين، الذي استخدم في أسرة محركات الشبكة العالمية لسواتل الملاحة، حيث كانت تُستبدل هذه المكونات بقطع معدنية من المحركات الثقيلة، وتُحدّد من استهلاك الوقود بصورة مباشرة، كما أن محرك " ليب " ، الذي كان مُستخدما في " بوينغ 737 ماكس " ، و " إيربوس " A320نيو " ، و " ، و " كومك " ، قد تراكمت " ، و " ، و " ، و " ، و " كوميشن " ، و " ، و " كوي، و " كويروسكوب " ، و " كوي، و " ، و " ، و " ، و " ، و " ، و " ، و " ، و " كوي، و " ، و " ، و " ، و " ، و

Combustor Liners

كما أن قسم المحرقة هو الجزء الأكثر إثارة من المحرك، حيث تتجاوز درجات حرارة اللهب 000 2 درجة مئوية. وفي حين لا تستطيع لجنة التنسيق المعنية بمركبات الكربون الاتصال مباشرة بمناطق اللهب الساخنة، فإنها تستخدم كأجهزة للضغط تحتوي على رد فعل الاحتراق، وتسمح أجهزة التغليف التابعة للشركة بتشغيل اللهب بدرجة حرارة أعلى دون التبريد المفرط، والحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، في مضامين الحرارة القصوى.

توربين بلايدز

إن أكثر التطبيقات صعوبة لـ "سي إم" هي تناوب النسيج الترابي الذي يُعاني من تقلصات ميكانيكية معقدة بما في ذلك الطاردات المركزية، والضغط الحراري، والضغط الفيزيائي،

العناصر الخارجية والمخلفة

وفوق التربين، تجد لجنة التنسيق تطبيقات في نولز العادم، وخطابات المزج، وأجهزة التدفّق بعد الحرق للمحركات العسكرية، وتحتاج هذه المكونات إلى قدرة عالية الحرارة ومقاومة للصدمة الحرارية من الاضواء المتكررة بعد الحرق، وطبيعة الوزن الخفيف لقطع الغاز المحتوي على دفعات إلى الوزن في الطائرات المقاتلة، على سبيل المثال، فإن مكونات الارتطام من طراز F-35

التحديات والاتجاهات المستقبلية

التصنيع

وعلى الرغم من الأداء التقني المثبت، فإن ارتفاع تكلفة عناصر لجنة التنسيق تظل عائقا أمام الاعتماد الأوسع نطاقا، وكثيرا ما تكون عمليات التصنيع الحالية بطيئة، وتنطوي على خطوات متعددة، وتتطلب مواد خام باهظة التكلفة (مثل ألياف السي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي، على سبيل المثال)، ويمكن أن تبلغ تكلفة الكيلوغرام من أجزاء لجنة التنسيق بين الموظفين والإدارة 20 إلى 50 مرة من تكلفة السكك الحديدية، على الرغم من أن وفورات دورة الحياة تقابل بعضها.

الانضمام إلى العناصر المعدنية والتكامل معها

كما أن ربط مكونات لجنة التنسيق بين المعادن بالهياكل المعدنية - مثل تركيب شاحنة تابعة للجنة التنسيق المشتركة - يمثل تحدياً بسبب الاختلافات في التوسع الحراري، حيث أن لدى لجنة التنسيق بين الشركات معامل للتوسع الحراري، مثل ثلث المحركات الفوقية، ويمكن أن يسبب الترسبات الميكانيكية الإجهاد الشديد أثناء التدوير الحراري.

النمذجة، المحاكاة، منع الحياة

وتُعدّ التنبؤات الدقيقة لسلوك وحيات عناصر لجنة التنسيق بين الموظفين والإدارة في إطار التحميلات الحرارية الواقعية أمراً أساسياً للتصميم الأمثل وإصدار الشهادات، وتُظهر هذه المواد السلوكيات غير المباشرة التي تُجمع بين التعقب المصغر للمركبات، واختبارات النسيج/الصدمات، والفشل في الألياف، وتخضع النماذج التأسيسية التي تستوعب هذه الآليات لتطوير مستمر، وتشمل نماذج مصغرة للنموذج.

خدمات الصحة الذاتية وتربية الذكاء

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الباحثين يدمجون وظائف في مراكز التنسيق التي تتيح إطالة العمر وإتاحة رصد الظروف، كما أن أجهزة الرصد والمراقبة الذاتية التي تستخدم الكبائن الدقيقة أو الألياف المهوية التي تحتوي على عامل تعافى (مثلاً، جهاز كشف الكسور الذي يشكل صدفة على التحلل الحراري) الذي يمزق عندما تكون استمارات الشقوق، ويملأ الشقوق ويعيد بعض القدرة على إضافة التدفقات.

الاستدامة والتأثير البيئي

أما الفوائد البيئية التي تعود على هذه المركبات فتمتد إلى ما بعد المرحلة التشغيلية، ويقلل استهلاك الوقود المنخفض بصورة مباشرة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل رحلة أو لكل ساعة من ساعات الطيران، وفي محطات توليد الطاقة التي تستخدم فيها الدراجة المشتركة، فإن كل نقطة مئوية من التحسن في الكفاءة تؤدي إلى تخفيضات كبيرة في غازات الدفيئة، وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه المركبات تتيح درجات حرارة عالية في الاحتراق الهيدروجين في التربينات التي تطلقها الهيدروجين في المستقبل، مما يدعم إزالة انبعاثات الكربون من توليد الطاقة.

خاتمة

وتحوّل تركيبات المصفوفة المتطورة من ملامح التربومات، وتُعدّ هذه التركيبة الفريدة من نوعها من القدرة العالية التمرين، والوزن المنخفض، والتسامح إزاء الأضرار، التحديات الأساسية المتمثلة في الكفاءة والأداء في توربينات الغاز ومحركات الطائرات، وفي حين أن العقبات الكبيرة لا تزال قائمة في خفض التكاليف، وقابلية التصنيع، والتكامل، فقد شهد العقد الماضي تقدما ملحوظا في عوامل الإنتاج التي تُطِرُبُبُبُ على أساسها الطرازات الطائرات التجارية.

For further reading, see: GE Aviation’s overview of CMC applications]; a NASA report on ]CMC development for aeronautics; and a detailed journal article in Composites Science and Technology on