חידושים חומריים ל-Foops בסביבה קיצונית

פלפס - בין אם משטחים של שליטה על מטוסים, כיסויי מגן על כלי רכב קרקעיים, או מבנים הניתנים לפריסה במכונות תעשייתיות - פני דרישות ללא הפסק כאשר פועלים באקלים המענישים ביותר בעולם.בחום הארקטי ומדבר, הבחירה של החומר יכולה להיות ההבדל בין ביצועים אמינים לבין כשל קטסטרופלי.ההתקדמות האחרונה במתחים, ⁇ , והנדסת פני השטח שיפרו באופן דרמטי משקל, יעילות, הסתגלות והתאמה בכיוונים קיצוניים אלה, ניסויים חומריים, ואסטרטגיות חומריים.

אתגרים בסביבה קיצונית

סביבות קיצוניות כפופות ללחצים כי חומרים סטנדרטיים לא יכולים לעמוד בהם.הבנת האתגרים הללו היא הצעד הראשון לבחירת פתרונות מתאימים או פיתוח.

אתגרים ארקקטיים

באזורי קוטב וסובייקט, טמפרטורות יכולות לרדת מתחת ל- 60 מעלות צלזיוס. בקיצוניות כאלה, מתכות רבות ופולימרים הופכים לערעור, לאבד את ההתנגדות להשפעה ואת השלמות המבנית.רכיבה תרמית בין ספוג קר לתנאי חם יותר (למשל, חימום תלאר או קרינה סולארית על הטארמק) גורמת להתרחבות פולימריקתית שונה, מה שמובילה לפצח או לדיכאון.

אתגרים במדבר

פעולות המדבר מציגות קבוצה הפוכה של קיצוניות: טמפרטורות יום מעל 50 מעלות צלזיוס, קרינה סולארית אינטנסיבית, סופות חול חודרות. חלקיקי חול erode הקצוות המובילים ציפויי פני השטח, במיוחד במהירות גבוהה אוויר.ההתרחבות הארומית מחשיפה ישירה לשמש יכול לגרום להטרדה או מחייבות בלחות רפידות חול. בשילוב עם לחות נמוכה, חומרים רבים סובלים מאיץ מדלקת ריאות וריקנות לטווח ארוך, מהתפרצות של חום.

בחירת חומרים קריטריה

מהנדסים משתמשים במערך של קריטריונים מואצים בעת בחירת חומרי ה-Fap לסביבות קיצוניות.

  • (FLT:0) טמפרטורות טווח הטמפרטורות של 1FLT (החומר חייב לשמור על תכונות מכניות מ -70 מעלות צלזיוס ל +100 מעלות צלזיוס או מעבר לכך.
  • (ב) ,0) ,ההתרחבות העוצמתית של ה-FLT:1 - יש להתאים מבנים סמוכים למניעת מתח.
  • (ב) ,0) ,5 , במיוחד בטמפרטורות נמוכות שבהן פחת הדוקטרינה.
  • (ב) ,0) ,בכוחו של ה[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]
  • (ב) ,0 ושמונה,5,1) - במיוחד עבור מחסני אווירו-מרחב שבו כל קילוגרם משפיע על יעילות הדלק.
  • (ב) ,0) אחריות ותחזוקתיות (FLT:1) - קלות תיקוני שדה ללא ציוד מיוחד.
  • (ב) ,0) ייצור וכושר הייצור (FLT:1) - חומרים אקזוטיים חייבים להיות יעילים בקנה מידה.

פתרונות חומריים חדשניים

המונחים מתקדמים

סיבים פחמן מחזקים פולימרים (CFRP) הפכו לעמוד השדרה של בנייה מודרנית של הטיפות (כוחם הספציפי (יחסי משקל) הרבה יותר עולה על זה של ⁇ אלומיניום.חשוב, על ידי בחירת מערכות רזסין מתאימות - כגון סיבים קיסריים cyanate או חמצון מותאם שונה (Gate-phites) יכול להתאים את המורכב כדי לשרוד את הארקטי או את תנאי ה-Cyanate, לדוגמה, לטמפרטורות גבוהות יותר של חום גבוה (Credicericeric) וטמפרטורות גבוהות יותר (Fate) מורכבות יותר) וטמפרטורות גבוהות יותר (CLTicericericeric) וטמפרטורות גבוהות יותר) מורכבות יותר (Dirdicericericericericericeric) וטמפרטורות) הן בינוניות (Dird) הן בינוניות) הן בינוניות (Dird) עבור תאים אפורות) וטמפרטורות גבוהות יותר) וטמפרטורות גבוהות יותר, כלומר: CLTate) מורכבות יותר (Dirdicoltraphird) מורכבות יותר (Dird) מורכבות יותר) וטמפרטורות גבוהות יותר) הן מכחוליות (Dird) הן ממותרפיות) מורכבות יותר) מורכבות יותר) הן מכחוליות: CLTicic

צורת זיכרון Alloys

סגסוגת זיכרון צורה (SMAs), כגון ניקל-טינום (Nitinol), יכול לעבור שינויים שלב הפיכה מופעל על ידי טמפרטורה. עבור סדקים בסביבות קיצוניות, נכס זה מאפשר התנהגות הסתגלותית. בתנאים הארקטיים, SMA hinge או Actuator יכול לשנות נוקשות כדי למנוע נזק שנגרם על ידי קרח או לשמור על חותם.

חומרי ההולכה עצמית

מתפתח פולימרים עצמיים ומורכבים משלבים מיקרו-capsules או רשתות vascular מלא סוכני ריפוי. כאשר סדקים או טופסי שריטות, הקפסולות קרע והסוכן פולימרים כדי לאטום את הנזק.עבור flaps הפועלים בבסיסים מרוחקים או במדבר שבו תחזוקה היא מוגבלת, חומרים self-healing יכול להאריך מרווחי שירות.

Ceramic Matrix Composites

עבור flaps שנחשפו חום קיצוני - כגון אלה על מטוסים במהירות גבוהה או ליד מנוע exhausts - מאטריקס מטריצה מרסיסים (CMCs) מציעים יציבות תרמית ללא תחרות.סיליקון סיבי סיביים-reinforceed סיבים (SiC / SiC) יכול לפעול מעל 1000 מעלות צלזיוס, הרבה מעבר לנקודת ההיתוך של רוב המתישה כיום, CMC הם העריך עבור משטח משיכה ל ספוג חום קיבולת נמוכה יותר מ -200.

חיפויים וטיפולים

אפילו החומר הגדול ביותר דורש הגנה מפני התקפה סביבתית.ציפוי משטח יוצרים את קו ההגנה הראשון.

דיסקרטיות אנטי-Icing and Icephobic Coating

במבצעים הארקטיים, היווצרות קרח על הפלפס משבשת אווירודינמיקה ויכולה להזיז חלקים.ציפוי קרח פסיביים – לעתים קרובות מבוסס על פולימרים הידרופוביים כמו פלואופולמרים או סיליקון elastomers - אספקת כוח הדבקה קרח, המאפשר זרימת אוויר טבעית או כוח הכבידה כדי לשפוך קרח.

Abrasion-Resistant and High-Tempera Coatings

עבור סביבות המדבר, ציפויי קרמיקה תרמיים (למשל, oxide או chromium carbide) מספקים קשיחות מעולה והתנגדות לשחיקה חול.אלה משמשים לעתים קרובות על הקצוות המובילים של flaps.בנוסף, ניסוחים צבע עתירי גבוה - כגון צבעי סיליקון מבוססי חלים עם ממלאי קרמיקה - קרינת UV ושמירה על יציבות צבע תחת קרינה סולארית אינטנסיבית.

הגנה על קורוזיה

בעוד שסביבות הארקטי והמדבר הם בדרך כלל יבשים, מחזורי זיהום בלילה יכולים לקדם קורוזיה גליונית בפלסטיק מתכת. ציפויי המרה ללא צ'רושן וראשי תיבות e-coat פותחו כדי לעמוד בתקנות סביבתיות תוך מתן התנגדות קורוזית חזקה. עבור מפלסים מורכבים, מטמון מתכתי דק או שכבת חסימה יכול להיות מוטבע עבור הגנה ברקת, אשר גם פועל כמכשול.

בדיקות והסמכת הסביבה הקיצונית

חידושים חומריים עבור flaps חייבים לשרוד בדיקות הסמכה קפדניות לפני פריסת שדה. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [-]

  • (ב) ,0) בדיקות ספוגות (FLT:1) - חשיפת דגימות פיאט ל -70 מעלות צלזיוס לתקופות ארוכות, ואחריו השפעה ובדיקות מכופות.
  • (FLT:0) ההלם ההלם הזעזועי של ה-FLT:1 - מעברים מהירים בין 55 מעלות צלזיוס ו- +85 ° C כדי לדמות את מחזורי ההמראה וההפליאה.
  • (ב) ,0 מבחנים של שחיקה (FLT:1) - באמצעות ASTM G76 או הליכים דומים כדי לכמת אובדן חומרי מפיצוץ חול במהירויות ייצוגיות.
  • (ב) ,0) ,התקרות של ה-UV מדגמי ה-UV (UV) 1 (xenon-arc) שוות ערך למספר שנים של עומס סולארי במדבר.
  • (ב) ,0) מבחנים של מנהרת רוח (FLT:1) עבור ציפויים ספציפיים על ידי הקוטב הארקטי, למדוד את שיעורי הפחתת הקרח ולשפוך יעילות.

כמו כן, אסיפות Flap נבדקות בתאי סביבה בקנה מידה מלא כי לשחזר לחות, חול, וטמפרטורות תנאי בו זמנית. נתונים ממבחנים אלה להאכיל במודלים אלמנט סופיים החיזוי חיי שירות.

תוצאות חיפוש: Flap Performance in Arctic and Desert Operations

← C-130 הרקולס Flap Modifications

לוקהיד C-130, סוס עבודה של לוגיסטיקה הקוטבית, דרש שדרוגים חומריים עבור פעולות מתמשך בתחנת McMurdo באנטארקטיקה.הפלי אלומיניום המקוריים סבלו מערעור קר על השפעת הנחיתה.הפתרון המעורב להחליף עור חיצוני עם שכבת CFRP היברידית והתקנת הקצוות המובילים מחוממים.

תגית: Combat car Flap

כלי רכב משוריינים הפועלים במזרח התיכון משתמשים במשט גומי מאולץ כדי להגן על רכיבים השעיה מחול בתוקפנות.כיסויים מוקדמים לבשו בפחות מ-500 ק"מ של ניתוח מחוץ לכביש.עיצובים חדשים משתמשים בסיבים חד-מדומים-מחוסנים עם ציפוי קרמיקה על פני השטח החיצוני.

כיוונים עתידיים

הדור הבא של חומרי ה-Fap ינף את ננוטכנולוגיה, עיצובים בהשראת ביולוגית, ומבנים חכמים. Graphene-enhanced מסובבים מבטיחים כוח יוצא דופן ותכונות מחסום, אשר יכול במקביל לשפר את ההתנגדות המוחשית ואת הדחיסות.חוקרים גם לומדים את העור של דובי הקוטב ומצעים המדבריים באופן פעיל לעצב משטחים כי באופן פסיבי דוחה קרח וחול.

חידושים חומריים עבור קפיצות בסביבה קיצונית אינם רק שיפורים מצטברים; הם מייצגים יכולת אסטרטגית לפעילות בתיאטראות התובעניים ביותר בעולם.על ידי שילוב של תרכובות מתקדמות, ⁇ הסתגלות, משטחים מהונדסים, הטיפות המודרניות יכולות לשרוד ולבצע היכן קודמיו נכשלו.