جدیدناسا از نانوتیوب‌های نیترید بور برای توسعه‌ی هواپیماهای مافوق صوت استفاده خواهد کرد! This Material Could Allow NASA Planes to Cross the Country in Under an Hour
ناسا
ناسا از نانوتیوب‌های نیترید بور برای توسعه‌ی هواپیماهای مافوق صوت استفاده خواهد کرد!
This Material Could Allow NASA Planes to Cross the Country in Under an Hour
تیمی متشکل از دانشمندان ناسا و دانشگاه بینگ‌همتون نانوتیوب‌هایی از نیترید بور را ابداع کرده‌اند که می‌تواند در هواپیماهای مافوق صوت مورد استفاده قرار گیرد. مشکل اصلی این ماده این است که قیمت هر گرم از آن در حدود ۱۰۰۰ دلار می‌باشد.
——————————————————–
ترجمه از گروه ترجمه ایران مواد
حرفه ای ترین تیم ترجمه مهندسی مواد کشور
———————————————————
در ده سال آینده، هواپیماها خواهند توانست با سرعت ماوراء صوت از قاره‌ای به قاره‌ی دیگر در کمتر یک ساعت پرواز کنند. عامل اساسی برای یک وسیله به منظور دستیابی به سرعت بسیار زیاد، مقدار گرمای تولیدشده در طول سفر است؛ به‌عنوان مثال، هوایپمای مسافربری کنکورد در طول پرواز با بیشینه سرعت ۲۴۷۰ کیلومتر بر ساعت، گرمایی بیش از ۱۳۰ درجه‌ی سانتی‌گراد تجربه می‌کرد. با توجه به این موضوع، مواد مورد استفاده برای ساختن چنین هواپیمایی باید مقاومت حرارتی بسیار بالا و پایداری سازه‌ای و وزن کمی داشته باشند. در تحقیقی که توسط محققان ناسا و دانشگاه بینگ‌هَمتون در حال اجرا است، محققان خواص نانولوله‌های ساخته‌شده از نیترید بور (ترکیب نیروژن و بور) را بررسی کردند. در این بررسی مشخص شد که این مواد پتانسیل استفاده در ساختمان هواپیماهای ماوراء صوتی که با سرعتی بیش از ۶۵۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کنند، دارند.
در حال حاضر از نانولوله‌های کربنی به دلیل استحکام و مقاومت گرمایی تا دمای ۴۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، در ساختمان هواپیماها استفاده می‌شوند. با این حال، نانولوله‌های نیترید بور تا دمای ۹۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد حرارت را تحمل می‌کنند. این مواد همچنین از همتایان کربنی خود سبک‌تر هستند و مقاومت ساختاری بیشتری دارند.
سفری پر هزینه
مسئله‌ی اساسی نانولوله‌های نیترید بور، قیمت بالای آن‌ها است؛ به گفته‌ی چانگ‌هونگ کی، دانشیار مهندسی مکانیک دانشگاه بینگ‌هامتون، استفاده‌ی گسترده از این مواد در ساختمان هواپیما، قیمت بسیار زیادی خواهد داشت. او می‌گوید:
“ناسا تنها مجموعه‌ای است که می‌تواند نانولوله‌های نیترید بور را با کیفیت بالا تولید کند؛ در حال حاضر قیمت این نانولوله‌ها در حدود ۱۰۰۰ دلار به ازای هر گرم است؛ این قیمت بالا، مانع از استفاده‌ی گسترده این مواد می‌شود.”
با وجود هزینه‌ی تولید بالای این مواد، می‌توان امیدوار بود که قیمت آن‌ها کاهش یابد و تولید آن‌ها با توجه کاربری‌های مفید این مواد، افزایش پیدا کند. نانولوله‌های کربنی در حدود ۲۰ سال پیش قیمتی معادل نانولوله‌های نیترید بور، در حدود ۱۰ تا ۲۰ دلار در هر گرم داشتند.
اولین جایی که این ماده در آن استفاده خواهد شد، به‌طور قطع در هواپیماهای نظامی و جنگنده‌ها است و پس از آن در هواپیماهای مسافربری استفاده خواهد شد. خوشبختانه، راه‌های دیگری نیز در آینده برای سفر به نقاط مختلف وجود خواهد داشت که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان هایپرلوپ، سامانه‌ی سفر راکتی ایلان ماسک یا برنامه‌ی چین برای ساخت سریع‌ترین قطار پروازی اشاره کرد. برای آشنایی بیشتر با سرعت ماوراء، صوت، لینک ویدیوی زیر را مشاهده کنید.
لینک ویدیوی مربوط به سرعت مافوق صوت در یوتیوب:
منبع: www.futurism.com
مترجم : امیر اشجاری
This Material Could Allow NASA Planes to Cross the Country in Under an Hour
A team of researchers from NASA and Binghamton University have identified boron nitride nanotubes as a material that could be used to boost aircraft travel to hypersonic speeds. The problem, however, is that a gram of the material costs $1,000.
GOING HYPERSONIC
Within the next decade, planes could be capable of traveling across the country by hypersonic flight in less than an hour—all it would take is some boron nitride.
A key factor for a vehicle to maintain extremely high speeds is the intense amount of heat generated during travel; for example, the now-retired supersonic Concorde aircraft experienced temperatures of up to 260°F at its lazy cruising speed of 1,534 miles per hour. As such, the materials used to build these aircraft must also be able to withstand very high heat, in addition to being structurally stable and lightweight. A study conducted by researchers from NASA and Binghamton University investigated the properties of nanotubes made using boron nitride, a combination of boron and nitrogen. The study revealed it could potentially be used to make hypersonic travel—speeds above 4,000 miles per hour—possible.
Currently, carbon nanotubes are used in aircraft due to their strength and ability to withstand temperatures up to 400 degrees Celsius (752 degress Fahrenheit). Boron nitride nanotubes (BNNTs), however, can withstand up to 900 degrees Celsius (1652 Fahrenheit). They can also handle high amounts of stress, and are much more lightweight than their carbon counterparts.
THE PRICE OF AIR TRAVEL
The problem with using BNNTs is their cost. According to Binghamton University Associate Professor of Mechanical Engineering Changhong Ke, coating an aircraft with BNNTs would run a very high price tag.
“NASA currently owns one of the few facilities in the world able to produce quality BNNTs,” said Ke. “Right now, BNNTs cost about $1,000 per gram. It would be impractical to use a product that expensive.”
Despite the high production cost, it’s possible prices will decrease, and production increase, after more studies detail the material’s usefulness. Carbon nanotubes were around the same price 20 years ago, but are now between $10 and $20 per gram. Ke believes something similar will happen with BNNTs.
That said, don’t expect the first application of BNNTs to be for commercial aircraft. They’ll probably be used for military fighter jets first, with commercialized flights to follow after. Hopefully by then, we’ll other other ways to travel quickly: be it by hyperloop, Elon Musk’s BFR rocket, or China’s plans to build the fastest “flying train.”
دیدگاه کاربران