В мире аэрокосмических большей мере зависит от углеродного волокна армированных полимерных композитов для построения конструкции спутников, ракет и реактивных самолетов.
Но жизнь этих материалов ограничивается, как они регулируют тепло.
Команда Фаму-БСС колледж инженерных изыскателей из Университета штата Флорида институт материалов разрабатывает дизайн для тепловой щит, который лучше защищает эти чрезвычайно быстрые машины. Их работы будут опубликованы в ноябрьском выпуске углерода.
«Сейчас наши системы управления полетом становятся все более и более высокую скорость, даже в гиперзвуковых систем, которые в пять раз скорость звука», — говорит профессор Ричард Лян, директор HPMI. «Когда у тебя скорость высокая, там больше тепла на поверхности. Поэтому нам необходимо гораздо лучше системы тепловой защиты».
Команда использовала углеродные нанотрубки, которые связаны между собой шестиугольниками из атомов углерода в форме цилиндра, строить тепловые экраны. Листы из этих нанотрубок, также известный как «buckypaper,» материал, обладающий невероятной способности проводить тепло и электричество, которые были предметом исследования в HPMI. Путем замачивания buckypaper в смолу состав, названный фенол, исследователям удалось создать легкий, гибкий материал, достаточно прочный, чтобы потенциально могут защитить организм от ракеты или реактивного от сильной жары она сталкивается во время полета.
Существующие тепловые экраны часто очень толстые по сравнению с базовой они защищают, говорит овам Хао, исследование преподавателем в HPMI.
Эта конструкция позволяет инженерам построить очень тонкий щит, как своего рода кожи, которая защищает самолет и помогает поддерживать его структуру.
После создания теплозащитных экранов различной толщины, исследователи положить их на испытания.
Одно испытание включало применение пламени на образцы, чтобы увидеть, как они мешали жара достигает слоя углеродного волокна, которым они были предназначены, чтобы защитить. После этого исследователи согнутых образцов, чтобы увидеть, насколько они сильны остались.
Они нашли образцы с листов buckypaper были лучше, чем у контрольных образцов на распространение тепла и держать его от достижения базового слоя. Они также остался сильным и гибким по сравнению с контролем образцов без защитных слоев нанотрубок.
Эта гибкость является полезным качеством. Нанотрубки являются менее уязвимыми к растрескиванию при высоких температурах по сравнению с керамикой, типичной теплозащитным материалом. Они также легкие, что очень полезно для инженеров, которые хотят уменьшить вес чего-либо на самолете, что не поможет, так оно и летит.
Проект получил второе место среди рецензируемых плакаты в 2019 Национального космического симпозиума и ракетных материалов и получил третье место в обществе для развития материальной и технологической 2019 университета научный симпозиум.
Это признание полезно для показа ВВС США Управление научных исследований, которые частично поддерживает работу, обещание дальнейших исследований, сказал Хао.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!