حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده گزارش
چگونه هواپیمای بدون سرنشین می‌توانند از مزایای گرافن بهره‌مند شوند؟

چگونه هواپیمای بدون سرنشین می‌توانند از مزایای گرافن بهره‌مند شوند؟

تاریخ : ۱۴۰۰/۰۲/۰۳ تعداد بازدید :‌ ۴۳۸۸
موضوعات : صنعت هوایی
نویسندگان : فائزه باغانی-مترجم
به مدت طولانی گرافن ناپایدار بود، اما در سال ۲۰۱۰ دو دانشمند به دلیل کشف گرافن در حالت پایدار جایزه نوبل را از آن خود کردند. دانشمندان موفق به جدا کردن گرافن از گرافیت شدند و عنصری را کشف کردند که می‌تواند برای اهداف عملی مورد استفاده قرار گیرد.

خصوصیات گرافن پایدار از جمله قوی و در عین حال سبک و انعطاف‌پذیر بودن نشان می‌دهد این ماده پتانسیل عظیمی در بخش هوافضا دارد. این ماده همچنین یک ماده ارزان‌قیمت با خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی فوق العاده است.

گرافن از زمان کشف در سال ۲۰۱۰، موجی در بخش هوافضا ایجاد کرده‌است. در سال ۲۰۱۶، نمایشگاه بین‌المللی هوایی فارن‌بورو در انگلستان شاهد پرواز اولین مدل هواپیمای جهان را با ساختار گرافنی بودند. پروازهای این هواپیما مورد آزمایش قرار گرفت و مزایای افزودن گرافن مشاهده شد. پژوهشگران دریافتند که این ماده کشش (drag) را کاهش، مقاومت در برابر ضربه را افزایش و مدیریت گرمایی امیدوارکننده‌ای را نشان می‌دهد. پژوهشگران معتقدند که این ماده می‌تواند برای محافظت از هواپیما در برابر حملات صاعقه، مورد استفاده قرار گیرد.

سال گذشته اولین پرواز موفقیت‌آمیز یک هواپیمای بدون سرنشین با پوسته گرافنی انجام شد. موفقیت پرواز «Juno» به عنوان اولین گام در مورد آنچه که انتظار می‌رود توسعه نسل بعدی فناوری‌های هواپیما باشد، قابل توجه تلقی شد.

این پیشرفت‌های فناوری به طور خاص از چند جنبه، به سود هواپیمای بدون سرنشین خواهند بود:

 

مقاومت در برابر صاعقه

برای اینکه هواپیماها در برابر صاعقه مقاوم باشند، با مش‌های فلزی در هم تنیده شده در فیبر کربن، ساخته می‌شوند. گرافن می‌تواند جایگزین این مش‌ها شود تا همان اثر را داشته باشد. برای مثال در هواپیمای بدون سرنشین «Juno» گرافن در فیبر کربن قرار گرفت و پوسته ایجاد شد. رسانایی بالای پوسته همانند قفس فارادی عمل می‌کند و به الکتریسیته اجازه می‌دهد بدون آسیب رساندن به پهپاد بطور ایمن حرکت کند. به این ترتیب، هواپیمای بدون سرنشین می‌توانند از مقاومت در برابر صاعقه، کاهش آسیب، تعمیرات و تأخیر در انجام ماموریت‌ها بهره‌مند شوند.

 

سبک اما قوی

گرافن ۲۰۰ برابر قوی‌تر از فولاد است، اما ۶ برابر چگالی کم‌تری دارد. بنابراین استفاده از گرافن در هواپیماهای بدون سرنشین، آن‌ها را سبک اما فوق‌العاده قوی می‌سازد. این امر منجر به کم مصرف بودن آنها می‌شود؛ زیرا برای پیمودن مسافت یکسان به انرژی کمتری نیاز دارد؛ زیرا وزن کمتری دارد. همچنین موجب دوام و استحکام بیشتر آن‌ها در برابر آسیب می‌شود.

 

مقاومت در برابر ایجاد و تجمع یخ

بخش هوافضا همیشه به دنبال راه‌کارهایی برای مبارزه با ایجاد و تجمع یخ است؛ زیرا امنیت پرواز را تهدید می‌کند. ایجاد و تجمع یخ می‌تواند باعث ایجاد ترک در سطح هواپیما شود و همچنین باعث افزایش وزن و کشش می‌شود. روش‌های رایج برای جلوگیری از ساخت یخ، شامل هدایت هوای موتور به بال‌ها و پاشیدن مواد شیمیایی بر روی سطح هواپیما است. با این حال، پوسته گرافنی که در «Juno» به کار گرفته شد، به دلیل ماهیت ابررسانایی خود، گرما را در کل هواپیما پخش می‌کند و از تجمع یخ به روشی ایمن‌تر و متناسب با ساختار هواپیماهای بدون سرنشین جلوگیری می‌کند. رسانایی گرافن، از مس که بسیار رسانا است و در تمامی مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد، بیشتر است، بنابراین این یک ویژگی کیفی چشمگیر گرافن است که به آن اجازه می‌دهد تا گرما را برای جلوگیری از ایجاد یخ هدایت کند.

 

شارژ سریع باتری

پتانسیل گرافن برای افزایش توان باتری یکی از مواردی است که بسیار مورد مطالعه و پژوهش قرار گرفته است. ویژگی آن، رسانایی بسیار و داشتن مساحت سطح زیاد به بهبود عملکرد باتری کمک می‌کند. باتری که در «Juno» مورد استفاده قرار گرفت، دارای گرافن بود و زمان شارژ فوق‌العاده سریعی را نشان می‌داد. این مزیت باعث می‌شود که هواپیماهای بدون سرنشین مدت زمان طولانی‌تری در هوا بمانند.

پیش از اینکه بتوانیم این نوع فناوری را در بازار تجاری ببینیم، آزمایش‌های بیشتری مورد نیاز است، اما انتظار می‌رود که این نوع فناوری در بخش هواپیماهای بدون سرنشین تغییر دهنده بازی باشند.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نظر شما
security code