Нанотехнологии в авиации кратко
Обновлено: 05.07.2024
Прогнозируемая сегодня революция в военном деле во многом связана с достижениями в области нанотехнологий.Известный интерес в экспертном сообществе вызвали прогнозы аналитиков Л. Хэмли и С. Мецца. Так, согласно Хэмли,массовое военное применение нанотехнологий ожидается примерно через 20 лет.
В реальной практике внедрение системы тотального контроля на базе нанотехнологий способно обеспечить манипулирование обществом, деградацию социальных структур, сверхзависимость общества от программных средств и, в конечном счете, распад цивилизации или конкретного государства.
В настоящее время разработки нанотехнологий находят применение в Вооруженных силах США, стран НАТО,Израиля и сил самообороны Японии.Военные исследования в области нанотехнологий ведутся по следующим основным направлениям:
3. защитные (в том числе и бронезащитные) и самовосстанавливающиеся системы, позволяющие автоматически восстанавливать поврежденные поверхности и несущие конструкции вооружения и военной техники, а также проводить их маскировку, изменяя цвет наружных поверхностей;
Особое внимание при разработке альтернативных вариантов нанооружия зарубежные специалисты уделяют нанобиороботам. Биороботы в оборонной сфере могут оказаться более значимыми,чем ядерный или космический проекты.Речь идет о принципиальной возможности целенаправленного уничтожения отдельных групп людей или даже отдельного человека с автоматической селекцией целей по профессиональным, этническим или генетическим особенностям. Это даст невиданные возможности по управлению людьми. В сфере национальной безопасности все это с большой остротой ставит вопрос об эффективном ассиметричном ответе. Учитывая глобальную потенциальную опасность нанооружия, переговоры о запрещении гонки перспективных
В Национальной лаборатории США еще в середине 90-х была создана модель автономного робота MARV объемом около 1 кубического дюйма. К 2000 году его размеры удалось уменьшить более чем в четыре раза. Эта крошечная машина имеет процессор с 8 килобайтами памяти,датчик температуры, микрофон, видеокамеру, химический сенсор, систему беспроводной связи. Группа таких микророботов может объединяться для решения задач под управлением центрального компьютера. Ожидается, что в будущем тысячи этих дешевых беспроводных сенсоров,размещенных в самых различных местах,будут самостоятельно объединяться в сети и работать от встроенных источников питания по нескольку лет.
В целом на базе нанотехнологий уже сегодня разрабатывается целый спектр индивидуального защитного снаряжения.Например, предлагаются палатки, изготовленные из многофункциональной ткани, которая обеспечивает защиту личного состава от огнестрельного оружия,охлаждение и вентиляцию, и в то же время является маскирующим средством и сливается с окружающей средой. Современная одежда
военнослужащего в бою будет иметь несколько слоев: нижнее белье костюма, — легкое, влагопроницаемое, защищающее от ультрафиолета и не впитывающее запахи; следующий слой —бронезащита от пуль, осколков и ножевых ран; и, наконец, слой биоинженерной медицинской помощи, которая будет обеспечивать дозированную подачу лекарства в случае получения боевых ранений.
Исследователи Института MIT по программам Технологии солдат в Массачу сетсе, финансируемые МО США, разрабатывают поверхностно активные многофункциональные ткани с использованием нанотехнологий, которые планируется включить в процесс изготовления боевых костюмов. Не менее широкое применение найдут нанотехнологии в ближайшее время и в полевой медицине.
Например, в течение ближайших 10 лет на вооружение армии США поступит униформа, которая будет способна превращаться в шины для защиты переломов,или которая сможет впрыскивать лекарства, а также использоваться для постановки быстрых диагнозов в случае боевых ранений.
Кроме отмеченных выше проектов за рубежом активно проводятся исследования по созданию датчиков, в основе чувствительного элемента которых используется целый слой молекул ДНК. Спектр индивидуальных средств защиты военнослужащего с использованием нанотехнологий также достаточно широк и включает широкую номенклатуру изделий: от защитных перчаток, которые не пропускают токсичные вещества на кожу человека, до специальных кремов, снижающих токсичность патогенов. Для обезвреживания боевых ОВ успешно используются порошки из активных наночастиц (нанопорошки). Нанопорошок, связывающий и деактивирующий десятки (в перспективе — сотни) токсичных соединений, может быть использован при отрицательных температурах и в различных средах.
Прошли апробацию наносоединения фуллеренов с антителами для защиты от спорбактерии Bacillus anthracis — наиболее распространенных боевых бактериологи ческих агентов. Нанопрепарат убивает эти споры, не позволяя размножаться в
По оценкам ведущих отечественных и зарубежных ученых, нанотехнологии в перспективе в целом кардинально изменят систему медицинского обеспечения боевых действий. Перспективным направлением для повышения эффективности военной медицины видится создание устройств диагностики физиологического состояния военнослужащих. Предполагается, что такие устройства будут осуществлять съём и передачу данных (пульс, температура тела, кровяное давление, энцефалограмма, кардиограмма,водный баланс, поглощенная доза радиации, потраченные калории) на микрокамеру, проектирующую изображение на сетчатку глаза. Информация может проецироваться и на встроенные в шлемы гибкие дисплеи (по аналогии с игровыми монокулярами и шлемами виртуальной реальности).
и энергетически автономен, способен быстро и точно действовать, выживать в запредельных условиях боя и окружающей среды. Особенностью экипировки будущего станет также наличие экзоскелета. Конструктивно экзоскелет будет представлять собой облегченный механический костюм с многочисленными нанодатчиками, соединенными со встроенным компьютером, и системой электроприводов с тяговыми усилиями до 100 кг.
В апреле 2001 года Научноисследовательская лаборатория ВМС США NRL приступила к созданию Института нанонауки — NIST. Институт начал свою научноисследовательскую деятельность уже в 2003 году. Его подразделения были укомплектованы современным оборудованием, предназначенным для работы с наноразмерными образцами, прецизионными системами измерений с высочайшим разрешением, средствами тестирования образцов, системами их хранения, средствами точного выставления образца на заданную позицию и др. оборудованием.Институт предназначен для выполнения различных междисциплинарных исследований в области нанонауки и нанотехнологий с целью разработки новых конструкционных материалов, систем,устройств, базирующихся на использовании новых принципов и подходов.
Последний разработал перечень основных направлений применения нанопродукции в интересах МО США на период до 2025 года, который включает:
Специалисты Великобритании, используя нанотехнологии, ведут разработку новых теплостойких материалов,
систем оценки состояния раненых и их лечения, совершенных электронных систем, миниатюрных систем связи и
обработки информации. Нанотехнологии также используются применительно к разработке новых видов оружия как
Примером практического применения нанотехнологий для совершенствования морского оружия и вооружения является американская ракета ЗУР SM3. На обтекатель и носовую часть ракеты было впервые нанесено покрытие с использованием наноструктурированного димера монооксида азота N2O2. Другим примером является ракетная система LAM (США), при создании которой впервые был применен нанопорошок из арсенида галлия GaAs.Таким образом, одним из основных направлений исследований в области нанотехнологий применительно к военным изделиям является наноинженерия поверхностей, и в первую очередь создание методов и технологий формирования
поверхностей с заданными прочностными, трибологическими и отражательными свойствами. Создание универсальных полифункциональных покрытий, например, на подводной части корпуса боевого корабля и (или) на поверхностях различных движителей упрощает решение проблемы акустического поля и уменьшает сопротивление движению корабля.
В корабельных системах в первую очередь находят применение новые нанокомпозиционные материалы, обеспечивающие уменьшение массы и высокую
ВМС США изучают возможность при менения нанотехнологий для снижения термомеханической эрозии, возникающей при стрельбе управляемыми снарядами увеличенной дальности Mk 171 ERGM,разработанными для нового 127мм артиллерийского комплекса.
Интерес представляют разработки наноматериалов, защищающих различные поверхности от микроорганизмов.Поскольку применение одного из таких веществ — трибутилового олова запрещено практически во всем мире, специалистами разработаны не менее эффективные средства, включающие в свой состав наночастицы оксида меди,
наночастицы соединений цинка, наночастицы алюминия и серебра размерностью менее 100 нм. Разработанные наноматериалы обладают противогрибковым, противобактериальным и противомикробным действием.
Перспективными для военных целей являются полупроводниковые лазеры на основе наноструктур, например, лазеры на основе ассиметричных гетероструктур.На завершающей стадии разработки находятся и твердотельные лазеры на наноструктурированных активных средах.Современные нанотехнологии позволяют разработать материалы, обладающие исключительно высокой степенью водоотталкивания. Например, американским исследователям из университета штата Висконсин удалось создать с помощью нанотехнологий материал, обладающий почти нулевой смачиваемостью.При этом наноматериал практически в равной степени отталкивает различные жидкости, включая воду, масло, растворители, моющие и очищающие средства.Кроме того, была установлена ещё одна уникальная способность такого материала — проницаемость для жидкости можно менять с помощью электрического тока. Это свойство делает нанострукту рированную поверхность высокоэффективным материалом для использования,например, в различных химических реакторах.
В машиностроении и судостроении спектр ее применения может быть также достаточно широк. В частности, можно покрывать таким нанослоем лопасти вертолетных винтов для предохранения их от обледенения. Особой областью применения нанозащитного материала являются морские сооружения, которые используются в Северных широтах.
Существенное место в перспективах использования нанотехнологий на кораблях ВМС НАТО отводится нанотрубкам.Предполагается, что нанотрубки найдут широкое применение для разработки ЭХГ,коаксиальных кабелей, систем подачи топлива, электромагнитных экранов.
В настоящее время накоплен достаточный опыт промышленного использования наноструктурированного материала для создания высокоэффективных экранов для защиты от электромагнитного излучения. На базе наноструктурированного материала из оксинитрида алюминия создаются оптически прозрачные окна различных обтекателей.
В 2004 году на авиасалоне в Великобритании фирмой AMS была впервые представлена наноРЛС, основанная на сочетании фотонных и нанотехнологий.Например, излучатели станции были созданы на базе нанотрубок, высокоэффективных фотонных материалов и нанотехнологических хромофоров на основе органических наноматериалов. Конечно,
В 2009 году американская фирма Korin Corporation объявила о разработке бинокулярных активных матричных жидкокристаллических дисплейных модулей,созданных с использованием нанотехнологий.
Одним из перспективных направлений применения нанотехнологий является их использование для обеспечения радиационной, химической и биологической защиты войск.
Определенное значение для отечественного судостроения имеет проблемасоздания, производство и продвижение на рынок наноструктурированных коллоидных средств, например, различных гелей, смазок, смазочных масел, охлаждающих (в том числе смазочноохлаждающих) жидкостей и других жидких препаратов.В поле зрения специалистов должна находиться и проблема создания строительных неокомпозитов путем направленного формирования структуры материалов с использованием структурированных нанодисперсных модификаторов. Для судостроения особое место
занимают композиционные и конструкционные материалы на основе технологий наноструктурирования графита.
На базе наноструктурированных материалов новое направление получает развитие нанопорошковой металлургии.Например, весьма перспективным направлением является применение нанопорошков металлов для повышения теплотворной способности ракетного топлива.Следует подчеркнуть, что при активном участии автора настоящей статьи были проведены многолетние обширные испытания различных сортов топлива с добавками ультрадисперсных порошков из активных минералов. В ходе исследований было установлено, что введение нанопорошков, например, серпентинита, способствует повышению теплотворной способности топлива до 1015%,а также обеспечивает полноту выгорания топлива.
В заключение можно констатировать,что уже в скором будущем нанотехнологии станут ключевой отраслью для создания сверхсовременного и сверхэффективного наступательного и оборонительного вооружения и средств связи. Наличие таких предпосылок нельзя игнорировать,особенно с учетом планов широкомасштабного перевооружения армий США и НАТО на основе внедрения достижений нанотехнологий, первый этап которого должен завершиться на рубеже 2011–2015 годов.
2 мая исполняется 60 лет Валерию Николаевичу Половинкину.
Многим ученым, руководителям и сотрудникам наукоемких предприятий в России этот человек известен как заместитель председателя Экспертного совета ВАК Минобрнауки России по проблемам флота и кораблестроению, основоположник научной школы в этой сфере,доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, почетный работник высшего профессионального образования РФ, автор более 370 научных трудов, в том числе 23 книг, референт научного руководителя — директора ФГУП ГНЦ ≪ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова≫, руководитель Лаборатории высоких технологий Военно-Морской академии…
с работами В.Н. Половинкина. Но более повезло тем, кто знаком с Валерием Николаевичем лично. Мне повезло. В 2004 году, когда родился проект журнального спецвыпуска ≪Оборонный заказ≫, обсудить этот замысел в первую очередь удалось именно с ним — тогда капитаном 1 ранга, начальником кораблестроительного факультета Военно-морской акадамии имени Н.Г. Кузнецова. ≪Оборонный заказ≫ состоялся, и выходил в структуре СМИ Минобороны шесть с половиной лет в большой степени, благодаря широчайшим экспертным связям и личному активному участию Валерия Николаевича.
Новый журнал Регионального отделения ≪Союза машиностроителей≫ —≪Экспертный союз≫ —огромный шаг вперед в возможностях объединения профессионалов-созидателей. И, конечно, профессор Половинкин в числе первых дал согласие работать в редакционной коллегии перспективного издания.
Кроме высочайших профессиональных качеств, Валерию Николаевичу присуще очень важное человеческое. Он Настоящий. Сегодня это в дефиците. Именно такие люди в любой период российской истории владели редким даром стоять слегка над временем… Есть то, что проходит, и то что остается. Меняются политические и технологические уклады, свершаются революционные и плавные перемены, забываются ошибки, но есть то, что в любую эпоху понимается как интеллектуальный капитал российской цивилизации. Этот сверхценный свод знаний и достижений —подлинный национальный капитал —всегда и сейчас формируется не по рыночным законам. Его создают Настоящие люди, для которых патриотизм —не проблемный термин, а естественное
состояние души. Они умеют жить слегка над временем и понимать смыслы, которые дляться больше, чем человеческая жизнь.
С юбилеем Вас, Валерий Николаевич! Мыслите. Творите. Созидайте. Нам всем это очень нужно. Сегодня особенно.
Базовым двигателем семейства является двигатель ПД-14 с тягой 14 тонн, который по своим уникальным техническим параметрам относится к пятому поколению авиационных двигателей и будет конкурировать с перспективными двигателями ведущих западных фирм.
Одновременно проводятся исследования по созданию и применению нанотехнологий в системе полноразмерного двигателя, эти работы ведутся по следующим основным направлениям:
- Создание узлов авиационных двигателей из полимерных композиционных материалов (ПКМ ), модифицированных наночастицами.
- Создание полой широкохордной рабочей лопатки вентилятора с использованием наноструктурированного титанового сплава.
- Разработка технологии изготовления деталей из жаростойких наноструктурированных композиционных материалов типа C-SiC.
- Создание лопаток турбин из наноструктурированного монокристального сплава с композиционным наноструктурным защитным покрытием.
Создание узлов авиационных двигателей из полимерных композиционных материалов (ПКМ ), модифицированных наночастицами
В настоящее время ПКМ находят все более широкое распространение в конструкции узлов авиационной техники. Для самолетов и двигателей нового поколения применение ПКМ является ключевой технологией, позволяющей кардинально снизить вес изделий, а значит повысить топливную эффективность самолетов и увеличить полезную нагрузку.
Но серийно эксплуатируемые типы ПКМ на основе эпоксидной и полимерной матриц имеют ряд характерных недостатков, в частности, им присуще расслоение внутри материала, обусловленное недостаточным уровнем физико-механических характеристик полимерных связующих. Использование углеродных нанотрубок для модификации применяемых и перспективных марок связующих позволит снизить вероятность расслоения пластика, повысить прочность самого материала, надежность и долговечность (ресурс) конструкций в целом.
Лабораторными исследованиями ряда организаций подтверждено увеличение межслоевой прочности углепластиков на 18–30% посредством модификации смол углеродными нанотрубками длиной 20–50 нм. При этом достигается значение межслоевой прочности 85–90 МПа и более. Такое повышение надежности ПКМ дает возможность конструкторам авиадвигателей существенно расширить номенклатуру композитных деталей.
Так, применение ПКМ, модифицированных наночастицами, позволяет довести массу узлов из композитных материалов до 30% и более от общей массы двигательной установки ПД-14.
Создание полой широкохордной рабочей лопатки вентилятора с использованием наноструктурированного титанового сплава
Достигаемый эффект от внедрения облегченной конструкции лопатки — снижение массы рабочего колеса вентилятора на 30%, как следствие — снижение массы других деталей компрессора низкого давления на 10–15%, снижение массы бронезащиты и уменьшение дисбаланса ротора при возможном обрыве лопатки, например, из-за попадания крупной птицы на вход в двигатель.
В настоящее время изготовлена партия модельных лопаток, в т.ч. для проведения усталостных испытаний и осуществляется отработка технологии изготовления на предсерийной лопатке.
Разработка технологии изготовления деталей из жаростойких наноструктурированных композиционных материалов типа C-SiC
Модификация карбидной матрицы наночастицами позволит существенно повысить трещиностойкость материала и, как следствие, обеспечить длительный ресурс камеры сгорания (до 30 000 часов), ее способность работать в высокотемпературной среде (более 1800°С) с большим содержанием кислорода.
Кроме того, применение материала с низким удельным весом позволит снизить вес камеры сгорания на 10–15%.
Создание лопаток турбин из наноструктурированного монокристального сплава с композиционным наноструктурным защитным покрытием
В связи с реализацией предельного уровня тепловых и аэродинамических нагрузок, действующих на рабочие лопатки турбины высокого давления ПД-14, возникает необходимость в дальнейшем повышении механических свойств современных жаропрочных сплавов.
С целью увеличения ресурса рабочих лопаток турбин в 3 раза (по сравнению с ПС-90А, сплав ЖС26), на двигателе ПД-14 предусматривается управление структурой и размером кристаллической решетки жаропрочного сплава ВЖМ-4 (упрочняющей Y/ фазы) посредством внедрения атомов рения и рутения.
Для повышения жаростойкости лопаток в среде высокотемпературного газа с большим содержанием кислорода дополнительно предусматривается градиентное наноструктурное комплексное покрытие на наружной поверхности лопатки и жаростойкое газоциркуляционное покрытие во внутренней полости лопатки.
Коммерческий и научно-технический успех двигателей нового поколения во многом будет определяться тем, насколько эффективно и всесторонне будут реализованы самые передовые инновации и газотурбинные нанотехнологии. Есть все условия, чтобы этот успех пришел в Россию как можно раньше. И такая работа начата.
Детали и узлы авиационного двигателя из ПКМ, модифицируемые наночастицами
Полая лопатка вентилятора из наноструктурированного сплава ВТ-6
Создание высокопрочных композитов, которые сохраняют легкость и пластичность - основная задача нанотехнологий в области материалов. Нанотехнологические методы создания гидрофобных поверхностей - один из способов решения проблемы обледенения самолета.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.08.2018 |
| Размер файла | 7,8 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Применение нанотехнологий как во всем мире, так и в России набирает всё большую значимость. Их возникновение означает новый рывок в получении практически важных материалов и устройств [2].
Работа в авиакосмической области всегда велась на пределе возможностей технологий, материалов и умов. Достижение новых технических высот требует колоссальных материальных вложений. В данный момент авиация как никогда нуждается в новых возможностях и технологических решениях.
Области применения нанотехнологий:
- Повышение прочности летательных аппаратов.
- Улучшение аэродинамики и снижение трения.
- Борьба с обледенением.
- Повышение маскировочных способностей летательных аппаратов.
- Повышение живучесть летательных аппаратов.
Основной задачей применения нанотехнологий в авиастроении является повышение качественных, летных и прочностных характеристик летательных аппаратов, как в гражданской сфере, так и в военной. Второстепенной задачей является экономическая и экологическая составляющая.
Цель работы. Показать основные способы применения современных нанотехнологий в авиации.
Научная новизна. Для всего мирового сообщества и для России преминение нанотехнологий в авиастроении вызывает огромный интерес. Это связано с возможностью улучшения основных технических параметров деталий и узлов, механизаций крыла, рулей высоты и стабилизаторов.
Основной задачей нанотехнологий в области материалов является создание высокопрочных композитов и полимеров, одновременно с сохранением легкости и пластичности [2]. Повышение прочности конструктивных элементов повышает и ресурс самолета. Добиться повышения прочности возможно благодаря применению новейших композитных полимерных материалов, которые значительно увеличивают прочность конструкции и снижают ее вес. Кроме того, композитные материалы применяются в различных конструктивных деталях двигателей, что позволяет использовать сопла с управляемым вектором тяги.
Полимеры активно применяются в создании новых самолетов как в России, так и в США [3].
Решение важнейших задач аэродинамики ощутимо снижает сопротивление летательных аппаратов на различных высотах полета. Уменьшение сопротивления самолетов, выполняющих длительный полет, что значительно снижает расход топлива.
Нанотехнологические методы создания гидрофобных поверхностей позволяет существенно продвинуться в решении проблемы обледенения. Это возможно при создании такой поверхности и покрытия, на основе гидрофобной структуры, которая будет препятствовать появлению льда, а также, в случае его возникновения, полностью удалит его при помощи нагрева или деформации формы [2].
Гидрофобная поверхность не является абсолютно гладкой - изначально на ней имеются шероховатости различных размеров. Лабораторные исследования показали, что подобное покрытие позволяет улучшить обтекаемость на 20%. Подобная шероховатость меньше ниже уровня аэродинамической гладкости, поэтому возможно ее применение для предотвращения и устранения наледи с кромок крыла и винтов двигателей. Благодаря переменной шероховатости капли будут перемещаться в сторону меньшей гидрофобности, что улучшит обтекаемость поверхности.
Наиболее перспективным направлением применения наноматериалов является снижение уровня заметности летательных аппаратов в широком диапазоне длин волн.
Куда важнее добиться снижения заметности объекта в воздухе в радиодиапазоне, нежели визуального эффекта невидимости. Это достигается применением специальной формой фюзеляжа и использованием поглощающих и отражающих материалов и покрытий.
Кроме того, снижение радиозаметности стало одной из основных причин размещения части вооружения во внутренних отсеках.
Для обеспечения пассивной защиты самолетов применяется радиолокационная станция с активной фазированной антенной решеткой. Она позволяет обнаруживать объекты и определять их тип и степень опасности в радиусе до 400 км [3].
Активная защита на самолетах представляет собой комплекс бортовой обороны, который обеспечивает улучшение живучести до тридцати раз.
На данный момент самые современные разработки применены в конструировании и создании самолетов пятого поколения: это сверхпрочные и легкие полимеры, новейшие электронные помощники, увеличивающие живучесть самолета до тридцати раз, электромеханическая радиопоглощающая краска, обеспечивающая снижение визуальной заметности и заметности в поле зрения радара.
нанотехнологичесий полимер гидрофобный самолет
2. Давлетьяров Р.З. Возможность и перспективы использования нанотехнологии в авиационной отрасли [Текст] // Технические науки: традиции и инновации: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Челябинск, октябрь 2013 г.). -- Челябинск: Два комсомольца, 2013. -- С. 57-61.
3. Парфенов Д.К. Нанотехнологии в авиации.
Подобные документы
Понятие нанотехнологий. Нанотехнология как научно-техническое направление. История развития нанотехнологий. Современный уровень развития нанотехнологий. Применение нанотехнологий в различных отраслях. Наноэлектроника и нанофотоника. Наноэнергетика.
дипломная работа [569,7 K], добавлен 30.06.2008
Нанотехнология - высокотехнологичная отрасль, направленная на изучение и работу с атомами и молекулами. История развития нанотехнологий, особенности и свойства наноструктур. Применение нанотехнологий в автомобильной промышленности: проблемы и перспективы.
контрольная работа [3,8 M], добавлен 03.03.2011
Использование нанотехнологий в пищевой промышленности. Создание новых пищевых продуктов и контроль за их безопасностью. Метод крупномасштабного фракционирования пищевого сырья. Продукты с использованием нанотехнологий и классификация наноматериалов.
презентация [4,6 M], добавлен 12.12.2013
Понятие нанотехнологий и области их применения: микроэлектроника, энергетика, строительство, химическая промышленность, научные исследования. Особенности использования нанотехнологий в медицине, парфюмерно-косметической и пищевой промышленностях.
презентация [4,5 M], добавлен 27.02.2012
Материальная основа и функции технического сервиса пути его развития. Современное состояние предприятий ТС, направления их реформирования. Виды и применение наноматериалов и нанотехнологий при изготовлении, восстановлении и упрочнении деталей машин.
Презентация на тему: " Возможности применения нанотехнологий в авиации и космонавтике Выполнили: Григорьева Анна Зимина Мария Группа Д9-01." — Транскрипт:
1 Возможности применения нанотехнологий в авиации и космонавтике Выполнили: Григорьева Анна Зимина Мария Группа Д9-01
2 Направления НТ в авиации Прочность ЛА Снижение веса ЛА Снижение трения Борьба с обледенением Снижение заметности ЛА Аэроупругость
3 Защита от наледи Сверхгидрофобные покрытия: тончайшие пленки по структуре поверхности напоминают бороздчатые листья лотоса благодаря массе микроскопических бороздок уменьшается площадь поверхности, к которой могут пристать молекулы воды
4 Сверхгидрофобные покрытия, защищающие от обледенения Покрытия из кремнийорганической смолы С наночастицами кремния (20 нанометров-20 микрометров) Наносятся на алюминиевые пластинки Конструкции обливаются сильно переохлажденной водой (-20 C)
5 Задачи реализации летно- тактических характеристик ЛА ослабление потока высокочастотного электромагнитного излучения снижение тепловой составляющей солнечной радиации в диапазоне длин волн нм снижение коэффициента отражения (блики)
6 Многофункциональные наноразмерные покрытия снижение в 3-4 раза воздействия электромагнитного поля на экипаж и приборное оборудование ослабление теплового потока солнечных лучей на 40% путем отражения инфракрасного излучения в диапазоне длин волн 0,9-2,5 мкм улучшение оптических и антибликовых свойств за счет снижения коэффициента отражения от поверхности стекла в видимом диапазоне длин волн от 400 до 740 нм повышение абразиво-, серебро- и влагостойкость, термостабильность оптических и прочностных характеристик остекления
8 Применение нанотехнологий в космосе
9 Применение нанотехнологий Позволит радикально улучшить массогабаритные характеристики космических аппаратов Продлить сроки их пребывания на тех или иных орбитах Решить проблемы энергообеспечения функционирования космических аппаратов
11 Применение нанотехнологий Покрытия из наночастиц диоксида кремния для солнечных батарей Перспективны наноматериалы, обладающие одновременно высокими твердостью, прочностью и пластичностью Теплозащитные и износостойкие покрытия, нанесенные с помощью плазменно-кластерной технологии
12 Наноспутники Малые космические аппараты используются для дистанционного зондирования Земли, экологического мониторинга, прогноза землетрясений, исследования ионосферы Новое перспективное направление – использование их в качестве базовой платформы для проведения экспериментов в области нанотехнологий, испытаний нанокомпонентов и материалов.
13 Наноспутники Задачи: – уменьшение массы, габаритов и энергетических характеристик наноспутников. – выведение наноспутников на орбиту ; Система наноспутников менее уязвима при попытках ее уничтожения Среди основных заказчиков специализированных спутников выступают военные.
14 Космический лифт Космический лифт мост или канат, протянутый с поверхности Земли на орбиту км геостационарная орбита 1991 год углеродные нанотрубки Энергозатраты - 49 мегаджоулей на килограмм
15 Космический лифт Проблемы: Космический мусор Грозы и ураганы Обледенение Терроризм Себестоимость поднятия килограмма на высоту геостационарной орбиты составит от нескольких долларов до сотен долларов
Читайте также: