1 / 23

MATERIALI ZA LETALSKO IN VESOLJSKO TEHNIKO

MATERIALI ZA LETALSKO IN VESOLJSKO TEHNIKO. Klemen Debelak Črtomir Vončina Mentor: izr. prof. dr. Franc Zupanič Viri: WWW.NASA.GOV , ADVANCED MATERIALS & PROCESSES / SEPTEMBER 2000. ZNAČILNOSTI MATERIALIOV . Prenašati morajo ekstremne obremenitve (temperatura, vibracije, tlak)

mariette
Download Presentation

MATERIALI ZA LETALSKO IN VESOLJSKO TEHNIKO

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. MATERIALI ZA LETALSKO IN VESOLJSKO TEHNIKO • Klemen Debelak • Črtomir Vončina • Mentor: izr. prof. dr. Franc Zupanič • Viri: WWW.NASA.GOV, ADVANCED MATERIALS & PROCESSES / SEPTEMBER 2000

  2. ZNAČILNOSTI MATERIALIOV • Prenašati morajo ekstremne obremenitve (temperatura, vibracije, tlak) • Morajo biti lahki • Vzdržljivi

  3. PROBLEMI • Visoki stroški izdelave • Zahtevni postopki • Mala izbira primernih materialov

  4. SCRAMJET TEHNOLOGIJA • Nov pogon, ki omogoča hiperhitrosti. To so hitrosti nad petkratno hitrostjo zvoka.

  5. X-43 • Prototip z integriranim scramjet pogonom

  6. X-43

  7. X-43

  8. X-43 Za animacijski video pomakni miško čez sliko

  9. DELOVANJE • Deluje brez dodatnega kisika-(rezervoarji) • Kisik jemlje iz ozračja • Delovati prične pri hitrosti 6 Mach • Doseže hitrost do 10 Mach (11 000 km/h)

  10. DELOVANJE • Do zdaj znani ramjet motorji (5 Mach) so dobili naslednika scramjet. Ramjet je deloval tako, da se je gorivo vbrizgovalo v tok zraka, ki je bil ustvarjen s hitrostjo letala. Običajni turbinski motorji potrebujejo kompresor, ki stiska zrak. Prednost Scramjeta je v tem, da ostaja hitrost zračnega toka skozi cel motor supersonična (večja od hitrosti zvoka), pri ramjetu pa se mora hitrost zračnega toka upočasniti. Hitrosti pri scramjet-motorju lahko teoretično dosežejo 15 Mach. Za delovanje ne potrebuje dodatnih rezervoarjev za kisik, saj odvzema kisik neposredno iz zraka. To znatno zmanjša težo. Njegova slabost je v tem, da začne delovati pri hitrostih nad šestkratno hitrostjo zvoka.

  11. MATERIALI Materiali, ki so pogosti v letalski in vesoljski tehniki: • Ogljikovi kompoziti, ki imajo ogljikova vlakna v osnovi iz umetne snovi ali grafita • Haynes 188 • Tufi • Inconel 625 • Aluminij • Jeklo

  12. Ogljikovi kompozitiZ ogljikovimi vlakni utrjeni materiali • Pokriva visoki temperaturi izpostavljene dele(nos,območja okoli izpuha,prednji deli kril…) • Zelo dober izolator • Dobra specifična trdota • Obstojen do temperature 1811 K

  13. CARBON-CARBON • Predstavlja toplotno zaščitni material hipersoničnih vozil prihodnosti • Obdrži trdnost pri visokih temperaturah • Majhni temperaturni raztezki • Majhne spremembe gostote pri spremembi temperature (1.5% pri ΔT=1600 K) • http://techreports.larc.nasa.gov/ltrs/PDF/1997/tm/NASA-97-tm4787.pdf • http://techreports.larc.nasa.gov/ltrs/PDF/1998/mtg/NASA-98-13asc-wlv.pdf

  14. HAYNES 188 • Superzlitina na osnovi kobalta-niklja-kroma-volframa • Iz haynesa so narejena zakrilca na X-43 • Obdrži trdnost pri visokih temperaturah(do 1368 K) • Dobro obstojen proti oksidaciji-koroziji pri visokih temperaturah

  15. HAYNES 188DIAGRAM NAPETOST-TEMPERATURA PREIZKUŠANJA

  16. HAYNES 188 • Enostavno pridobivanje • Ima zelo dobre varilne in preoblikovalne značilnosti • Temperaturno ogrožen nad temperaturo 1500 K • Razširjen po celotni letalski industriji • http://www.haynesintl.com/pdf/h3001.pdf

  17. TUFI/AETB(tougned uni-piece fibrous insulation coating/ over an alumnia-enhanced thermal barrier tile) • Pokriva večino ogrodja X-43 • Razvit za raketoplane, kot nekakšen ščit pred delci • Dobra toplotna obstojnost, kot obstojnost proti poškodbam

  18. TUFI/AETB • http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/atrs.arc.nasa.gov/975493_smith/975493_smith.pdf • Slike preizkusov na tufiju

  19. INCONEL 625 • Superzlitina na osnovi niklja, kroma in molibdena • Na X-43 pokriva območja ob vstopu in izstopu zračnega toka • Uporablja se za izpušne sisteme v formuli 1 • Ima dobro temperaturno odpornost • Dobro se vari

  20. INCONEL 625Diagram korozije inconela • Nickel Chromium Molybdenum Superalloy Coating Microstructure ( HVOF Sprayed ) • Je dobro korozijsko odporen

  21. POVZETEK • Sodobni materiali, ki se uporabljajo v letalski in vesoljski tehnologiji postajajo vedno boljši in lažje prenašajo ekstremne obremenitve. X-43, ki ga poganja scramjet motor, je produkt sodobne tehnike in predstavlja odskočno desko za nov pogon raketoplanov in potencialno tudi za pogon komercialnih letal. Zaradi vedno višjih hitrosti, klasični materiali, kot na primer aluminij, so vedno manj primerni, zaradi visokih temperatur in drugih obremenitev. V želji za višjimi hitrostmi se razvijajo novi materiali. V uporabo prihajajo različni kompoziti in superzlitine. To so carbon-carbon, tufi, inconel, haynes…

  22. PRIHODNOST

  23. VIRI • http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/atrs.arc.nasa.gov/975493_smith/975493_smith.pdf • http://www.nasa.gov/missions/research/x43-main.html • http://ameslib.arc.nasa.gov/randt/2000/aero/img/2-05.1-AERO-Leiser.jpg • http://www.afrlhorizons.com/About/ • http://sl.wikipedia.org/wiki/Aluminijeva_zlitina • http://www.newscientist.com/data/images/ns/9999/99993321F1.JPG • http://www.trivalantene.si/trivalantene/info/kompozit.htm • http://sl.wikipedia.org/wiki/Mach • http://www.nasa.gov/missions/research/f_scramjets.html • http://www.aviation-history.com/engines/ramjet.htm • http://www.afrlhorizons.com/Briefs/0001/ML9902.html • http://techreports.larc.nasa.gov/ltrs/PDF/1998/mtg/NASA-98-13asc-wlv.pdf • http://www.afrlhorizons.com/Briefs/0006/PR9901.html • http://ameslib.arc.nasa.gov/randt/2000/aero/advtrans5.html • http://www.haynesintl.com/pdf/h3001.pdf • http://doc.tms.org/ezMerchant/prodtms.nsf/ProductLookupItemID/01-1019-460/$FILE/01-1019-460F.pdf?OpenElement • ADVANCED MATERIALS & PROCES / SEPTEMBER 2000

More Related