24 Noyabr 2017, Cümə - 09:45

Necə işləyir: Formula1-də ekzotik materiallar

Necə işləyir: Formula1-də ekzotik materiallar

Müəllif: Afgan Haji, redaktor

09:28 - 24 Noyabr, 2016

F-1.az saytı Britaniyanın F1Racing dərgisinin səhifələrində Williams-ın texniki departamentinin rəhbəri Pət Simondsun müxtəlif ekzotik materiallardan necə və harada istifadə olunduğu haqqında danışdığı məqaləni sizə təqdim edir.

Sual: Formula1-də müxtəlif ekzotik materiallardan necə və harada istifadə olunur? Formula1-i çox vaxt yeni mühəndis texnologiyaları üçün sınaq poliqonu adlandırırlar. Xüsusi materiallardan danışsaq, bununla bağlı hansı misallar çəkmək olar?

Pət Simonds: Ola bilsin, kimsə hesab edir ki, karbon lifləri Formula1 komandalarından biri tərəfindən işlənib hazırlanıb – əlbəttə, bu belə deyil. Bu xidmət Royal Aircraft Establishment-ə (Kral aviasiya mərkəzi və ya RAE) məxsusdur, o həmin karbon lifi texnologiyasını ötən əsrin 60-cı illərinin əvvəllərində patentləşdirib. Lakin həmin material haqqında əvvəllər də məlum idi, axı hələ 1879-cu ildə Tomas Edison karbondan özünün közərmə lampaları üçün tellərin hazırlanmasından ötrü istifadə edirdi.

Amma texnoloji sıçrayış polimer qətrandan istifadə etməklə karbon liflərindən kompozit materialının istehsalının yaradılması zamanı baş verdi. Bizim zamanımızda bazarda karbon lifdən olan yüksək möhkəmlikli və sərtlikli müxtəlif kompozit materiallar mövcuddur. Fakturadan asılı olaraq onlar bu və digər yüklənmə səviyyəsi üçün nəzərdə tutulub, amma həm də müxtəlif qətran növlərini – materialın istismar olunacağı temperatur və digər şəraitlərdən asılı olaraq tətbiq etmək mümkündür.

Sual: Düzdürmü ki, son illərdə məsrəflərin azaldılması siyasəti çərçivəsində bütün ekzotik materialların tətbiqi məhdudlaşdırılıb?

Pət Simonds: Bəli. Bir neçə il əvvəl müəyyən məhdudiyyətlər qoyulmuşdu ki, texnoloji silahlanma yarışı dayandırılsın. Bu, ona gətirib çıxardı ki, karbon-plastik əsaslı daha mürəkkəb və bahalı materiallar əsasən qadağan edildi, eləcə də karbon nanoborular əsasında yeni müasir texnologiyaların işlənib hazırlanmasına da son qoyuldu.

Ancaq heç də bütün bahalı materiallar qadağan altına düşmədi və əvvəlkitək maşının arxa hissəsində qızıl əksedici folqa (zərvərəq) eləcə də karbid-silisium lifi ilə möhkəmləndirilmiş şüşə-keramika əsaslı kompozitlərin, misal üçün, PyroSic-in tətbiqinə icazə verildi. Onlar 1000 dərəcəni aşan uzunmüddətli temperatur təsirinə davam gətirə bilir. Diffuzorlarla qarşılıqlı təsirdə olan işlənmiş qaz sistemlərinin tətbiqinə icazə verildiyi vaxtlarda maşının altlığına hərəsi 25 min funt sterlinqə başa gələn və bu materialdan olan istilik əksediciləri bərkidilirdi.

Sual: Hazırda 3D çap qurğuları haqqında çox danışırlar – bu cür texnologiyalardan Formula 1-də istifadə edilirmi?

Pət Simonds: Bəli, həm də artıq neçə illərdir ki, istifadə edilir və indi “3D-çap” ümumi anlayışı altına çoxlu sayda müxtəlif texnologiyalar düşür. Formula1-də ilk dəfə bunlar 90-cı illərin sonlarında, aerodinamik tədqiqatlarda istifadə olunan modellərin yaradılması üçün lazer stereolitoqrafiyasını (SLA) tətbiq etməyə başladıqlarında meydana gəlmişdi, o, formaca çox mürəkkəb aerodinamika elementləri yaratmağa kömək elədi ki, bunları həmin texnologiyalarsız çətin ki reallaşdırmaq mümkün olaydı.

Ancaq SLA-nın köməyi ilə alınan materialların imkanları özünəməxsusca məhdud idi və komandalar nümunəlik (ordan-burdan) lazer qızdırıb bitişdirmə (SLS) texnologiyasına vəsaitlər qoymağa başladılar. Maşınların, SLS sayəsində hazırlanan ayrı-ayrı aparıcı olmayan hissələri, məsələn, əyləclərin havaötürücüləri də həmçinin forması üzrə olduqca mürəkkəbdirlər.

Hazırda SLS texnologiyaları hər yerdə metal hissələrin, o cümlədən pilotu maşının dönməsi zamanı qoruyan təhlükəsizlik qövsünün titan elementlərinin hazırlanması üçün istifadə olunur. İşlənmiş qaz sisteminin hazırlanması zamanı additiv istehsal texnologiyaları üçün uyğun gələn nikel xəlitəsi olan Inconel kimi ekzotik materialdan getdikcə daha tez-tez istifadə edilir.

Sual: Bəs ənənəvi metal indi getdikcə daha az istifadə olunur?

Pət Simonds: Xəbərdar olmayan adamlara elə gələ bilər, amma son illərdə bu geniş yayılmış materialdan istifadə edilməklə perspektiv işləyib hazırlamalar aparılır. Məsələn, xüsusi maragen metaldan geniş istifadə edilir, lakin daha mükəmməl istehsal texnologiyaları yüksək keyfiyyətli adi polad da almağa imkan verir. Bu il bir Koreya istehsalçısı polad və alüminiumun, sıxlığına və möhkəmliyinə görə titandan geri qalmayan, amma on dəfə ucuz olan xəlitəsinin ilk təcrübi nümunələrini buraxacaq.

Sual: Materialların keyfiyyətinin yüksəldilməsi üçün nanotexnologiyalardan istifadə olunurmu?

Pət Simonds: Düşünürəm ki, nanotexnologiyaların tətbiq edilməsi ilə gücləndirilmiş kompozitlərin istehsalı sürətlə inkişaf edəcək, hərçənd ki, bu cür materiallar F1-də qadağan edilib, özü də çox nahaq yerə. Ancaq söyləmək olmaz ki, nanotexnologiyalardan, ümumiyyətlə, istifadə etmək yaramaz. Artıq neçə ildir ki, alüminium əsasının karbid-silisium nanohissəcikləri ilə gücləndirildiyi metal-matrisa kompozit materiallar (MMC) tətbiq olunur ki, bu da təəssüratoyadıcı möhkəmlik göstəricilərinə nail olmağa imkan verir.

Sual: Yalnız materialların özlərinin işlənib hazırlanması aparılır, yoxsa həm də bunların üzərinə çəkilən boya-örtüklərin keyfiyyəti təkmilləşdirilir?

Pət Simonds: Mümkündür ki, bu sahədə son illər materialların özlərinin işlənib hazırlanmasından daha nəzərəçarpan tərəqqi müşahidə olunur. İlk növbədə söhbət bir çox detallarının üzərinə almaza oxşar boya-örtülərin (DLS) çəkildiyi güc qurğularından gedir. Bunlar aşınmanın azaldılması üçün səthin, adi möhkəmləndirmə texnologiyalarının imkan verdiyindən daha yüksək sərtliyinə nail olmaq zərurətinin meydana çıxması zaman çəkilir. Bundan başqa, DLS sayəsində ötürücülər qutusunun detallarının, məsələn, altılıqların (şesterinlərin) resursunu xeyli yüksəltmək mümkün olur.

Sual: Bəs uzaq gələcəyin işlərindən danışsaq necə – siz hansısa yeni materialların meydana çıxacağını gözləyirsizmi?

Pət Simonds: Bu yaxınlarda Harvard universitetinin biomühəndis tədqiqatları sahəsində ixtisaslaşmış alimləri tərəfindən işlənib hazırlanmış mövcud materialın meydana çıxması elan edildi. Onlar həmin materialı 4D adlandırdılar, alimlərin ilham mənbəyi isə xarici amillərin təsirindən asılı olaraq formasını dəyişməyi bacaran bitkilər oldu.

Bu materialda müəyyən tərzdə istiqamətləndirilmiş sellüloz lifləri var ki, bunlar suyun təsiri ilə şişməyə başlayır. Bu cür materialdan olan obyektin lazımi formanı alması üçün riyazi modelləşdirmənin köməyi ilə hesablama aparılır. Yaş havada, asfaltayatma qüvvəsini artırmaq üçün formasını dəyişəcək qanadı təsəvvürünüzə gətirin!


Son Xəbərlər

İnformasiya

Bölüm Texniki analiz
Mənbə
Baxış Sayı 1. 827
Teqlər , , , , ,
Paylaş

logo