آلیاژ جدید ناسا به نام GRX 810 آینده را متحول می‌کند

آلیاژ جدید ناسا به نام GRX 810 آینده را متحول می‌کند

به گزارش رسانه مدیاتی، ناسا با انتشار یک ماده جدید که GRX-810 نامیده می‌شود، به پیشرفت قابل توجهی در توسعه مواد قابل چاپ سه بعدی دست یافته است. این سوپرآلیاژ می‌تواند در برابر دماهای بالا مقاومت کند و تولید قطعات قوی‌تر و بادوام‌تری را برای کاربردهای هوایی و فضایی امکان‌پذیر می‌کند. استحکام و دوام فوق‌العاده GRX-810 آن را برای استفاده در ساخت هواپیما و فضاپیما ایده‌آل می‌کند و نوید انقلابی در طراحی و عملکرد را در صنعت هوافضا می‌دهد. در این مطلب همراه ما باشید تا با آلیاژها و کاربرد آنها در صنعت، در کنار این سوپرآلیاژ فوق‌العاده ناسا بیشتر آشنا شوید.

آلیاژها چه هستند؟

آلیاژها و سوپرآلیاژها موادی هستند که از ترکیب دو یا چند فلز یا یک فلز با عنصر دیگر ایجاد می‌شوند. این ترکیب، خواص فلزات پایه را افزایش می‌دهد و در نهایت آلیاژهایی قوی‌تر، سبک‌تر، بادوام‌تر یا مقاوم‌تر در برابر خوردگی نسبت به فلزات خالص تولید می‌شوند. ویژگی‌های منحصر به فرد آلیاژها آنها را در صنایع مختلف به ویژه هوافضا به یک عنصر ضروری تبدیل می‌کند.

کاربرد آلیاژها در صنعت هوافضا

در هوافضا، آلیاژها در ساخت قاب و بدنه هواپیما و فضاپیما نقش اساسی دارند. آلیاژهای آلومینیوم به دلیل استحکام بالا در کنار وزن سبک، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آلیاژها یکپارچگی ساختاری لازم را فراهم می‌کنند و در عین حال وزن کلی را پایین نگه می‌دارند که برای بهبود راندمان و عملکرد سوخت بسیار مهم است.

قطعات موتور

موتورهای هواپیماها و فضاپیماها تحت شرایط سخت از جمله دمای بالا کار می‌کنند. آلیاژهای با کارایی بالا مانند سوپرآلیاژهای تیتانیوم و نیکل در این قطعات استفاده می‌شوند زیرا می‌توانند در این شرایط سخت بدون تخریب سالم بمانند.

این آلیاژها برای قطعاتی مانند پره‌های توربین و اتاق‌های احتراق هم بسیار مهم هستند، جایی که حفظ یکپارچگی ساختار در دماهای بالا برای ایمنی و کارایی ضروری است.

سیستم‌های سوخت‌رسانی

آلیاژها نقش حیاتی در ساخت مخازن سوخت و خطوط سوخت دارند. موادی مانند فولاد ضد زنگ و آلیاژهای آلومینیوم خاصی به دلیل دوام و مقاومت در برابر خوردگی استفاده می‌شوند. این امر ذخیره و حمل و نقل ایمن سوخت، جلوگیری از نشت و به حداقل رساندن نیازهای تعمیر و نگهداری را تضمین می‌کند.

حفاظت حرارتی

فضاپیماهایی که برای بار دوم وارد جو زمین می‌شوند به دلیل اصطکاک هوا، با گرمای شدید مواجه می‌شوند. آلیاژهایی با مقاومت حرارتی بالا، مانند آلیاژهای خاص نیکل و تیتانیوم، در سیستم‌های حفاظت حرارتی استفاده می‌شوند. این مواد می‌توانند دماهای بالا را تحمل کنند و از گرم شدن بیش از حد فضاپیما جلوگیری کنند، بنابراین از خودرو و سرنشینان آن محافظت می‌کنند.

ارابه فرود

ارابه فرود هواپیما باید در هنگام برخاستن و فرود فشار زیادی را تحمل کند. آلیاژهای قوی و سخت مانند تیتانیوم برای این کار ایده آل هستند. آلیاژهای تیتانیوم می‌توانند شوک فرود را جذب کرده و وزن هواپیما را تحمل کنند.

ساختار آلیاژ GRX-810 ناسا

خواص استثنایی GRX-810 از ریزساختار منحصر به فرد آن ناشی می‌شود. این آلیاژ با ذرات اکسید در مقیاس نانو تزریق می‌شود که به عنوان تقویت‌کننده عمل می‌کند و خواص مکانیکی آن را افزایش می‌دهد. این آلیاژ، تا دمای بیش از 2000 درجه فارنهایت (1093.3°C) را تحمل می‌کند – داغ‌تر از اکثر گدازه‌های آتشفشانی – و آن را برای استفاده در موتورهای جت و اجزای موشک ایده‌آل می‌کند.

بیشتر بخوانید: کشف منحصر به فرد تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)

GRX-810 نه تنها در برابر دماهای بالا مقاومت می‌کند، بلکه دوام فوق‌العاده‌ای نیز از خود نشان می‌دهد، به طوریکه در تست‌های تنش در دمای بالا بیش از 1000 برابر آلیاژهای پیشرفته موجود بهتر عمل می‌کند. علاوه بر این، آلیاژ GRX-810 ناسا قابلیت چکش‌خواری را افزایش می‌دهد و اجازه می‌دهد قبل از شکستگی تحت فشار، تغییر شکل دهد.

توسعه آلیاژهای GRX-810 به طور سنتی یک تلاش پیچیده و پرهزینه است. به همین دلیل، محققان ناسا پیشگام رویکرد جدیدی هستند که مدل‌سازی محاسباتی را با چاپ سه بعدی ترکیب می‌کند. این روش نوآورانه، توزیع دقیق ذرات اکسید را در سرتاسر آلیاژ امکان‌پذیر می‌کند و در نتیجه  عملکرد بی‌سابقه‌ای را به همراه دارد.

اهمیت آلیاژ GRX-810 ناسا

آلیاژ GRX-810 بسیار فراتر از حد انتظار بهبود یافته است. استفاده از آن می‌تواند به طور قابل توجهی مصرف سوخت و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد و به شیوه‌های هوانوردی پایدارتر کمک کند.

 نسبت استحکام به وزن این آلیاژ اجازه می‌دهد تا طرح‌های سبک‌تری را بدون به خطر انداختن عملکرد، عملی کنند. این انعطاف‌پذیری، می‌تواند منجر به طراحی‌های کارآمدتر و خلاقانه‌تر موتور شود و مرزهای مهندسی هوافضا را جابجا کند. بدیهی است که این آلیاژ جدید پتانسیل بسیار زیادی برای تغییر صنعت هوافضا دارد.