نقش فناوری اشعه‌ی ایکس در صنعت مکانیک
مجله علمی ایلیاد - گروهی از محققان از آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش آمریکا و دانشگاه ایلینوی در اربانا، عملی تاریخی و پیش‌گامانه را با آزمایش‌شان در محفظه‌ی احتراق توربین گاز با استفاده از اشعه‌ی ایکس، انجام دادند.
این آزمایش در بخش سرچشمه‌ی فوتون پیشرفته در آزمایشگاه ملی آرگونا در ایالات ایلینویس انجام شد. مدیر گروه، دکتر «تونگون لی» از گروه علوم و مهندسی مکانیک در دانشگاه ایلینوی در اربانا، گفت: «این روشن‌ترین منبع اشعه‌ی ایکس سخت است که در نیم‌کره‌ی غربی زمین وجود دارد. آزمایش ما از چیزی که در داخل توربین گاز موتور هلیکوپتری معمولی روی می‌دهد، تقلید کرده است.»
درون توربین گاز موتور، به محفظه‌ی احتراق فشار هوای زیادی وارد می‌شود که با فشار مداوم گرم می‌شود. بعد از گرم شدن، هوا از محفظه‌ی احتراق از طریق تیغه‌های راهنما با ایجاد نیرو به توربین می‌رود. محفظه‌ی احتراق در تعیین خیلی از ویژگی‌های عملکردی موتور، مانند تراکم قدرت، راندمان سوخت و سطوح برون‌فرستی نقش کلیدی‌ای دارند.
دکتر لی گفت: «ما احتراقی را ایجاد کردیم، کاری که برای اولین بار در چشمه‌ی فوتون پیشرفته انجام شد و ما اکنون با استفاده از منبع اشعه‌ی ایکس از فروپاشی اسپری در نوک انژکتور عکس‌برداری می‌کنیم. معمولاً محلی که مایع از هم می‌پاشد، خیلی متراکم است و بسیار دشوار است که از هر چیزی در داخل آن عکس‌برداری کرد.»
با استفاده از چشمه‌ی فوتون پیشرفته، گروه توانست پیوندها یا رشته‌های حریق سوخت را سوراخ کند و بفهمد که این پیوندها به قطرات‌ریزی تجزیه می‌شود. دکتر لی گفت: «ما می‌خواهیم دقیقاً بدانیم که در داخل محفظه‌ی احتراق گاز توربین چه چیزی اتفاق میافتد تا دریابیم که چگونه به شرایط عملکردی متفاوت پاسخ می‌دهد.» اطلاعات جمع‌آوری شده در طول آزمایش، اولین شرایط برای شبیه‌سازی‌های بیشماری خواهد بود که دانش سوخت گاز توربین را بیشتر می‌شناساند.
این دانشمند افزود: «ما سعی داریم فهمی از علم فیزیک داشته باشیم، چیزی که تا به امروز در موردش حدس زده‌ایم و ما می‌توانیم با استفاده از منبع اشعه‌ی ایکس آن‌را مشاهده کنیم. ما می‌خواهیم بفهمیم که الان داریم چه می‌کنیم، یعنی فهمیدن تاثیر سوخت.»
در بلندمدت، اطلاعات گردآوری شده از این آزمایش به پژوهش‌گران اجازه می‌دهد تا محفظه‌ی احتراق بهینه‌تری را برای آیندگان طراحی کنند. دکتر «ریدیک»، مدیر بخش مدیریت فناوری خودرو در آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش ایالات متحده، گفت: «موفقیت‌ها و دستاوردها در فناوری موتور کوچک برای هواپیماهای بدون‌سرنشین آینده، باعث می‌شود زمان مسافرت کمتر، ظرفیت ترابری بیشتر و عملکردی بدون آلودگی صوتی داشته باشند.»
نوشته: SciNews
ترجمه: هیمن یوسفی - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: هیمن یوسفی - مجله علمی ایلیاد