आरएमआईटी ने हाइपरसोनिक उड़ान में नए विकास का खुलासा किया

आरएमआईटी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित अल्ट्रा-कुशल 3 डी मुद्रित उत्प्रेरक, हाइपरसोनिक विमानों में ओवरहीटिंग की चुनौती को हल करने के लिए तैयार किए गए हैं।

अनगिनत उद्योगों में थर्मल प्रबंधन के लिए एक क्रांतिकारी समाधान प्रदान करने के लिए अत्यधिक बहुमुखी उत्प्रेरक को बनाने में लागत प्रभावी और पैमाने पर सरल बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

आरएमआईटी लैब प्रदर्शनों में टीम ने दिखाया कि 3डी मुद्रित उत्प्रेरक का उपयोग संभावित रूप से सिस्टम को ठंडा करने के साथ-साथ हाइपरसोनिक उड़ान को शक्ति देने के लिए किया जा सकता है।

मुख्य शोधकर्ता डॉ. सेल्वकन्नन पेरियासामी के अनुसार, उनके काम ने हाइपरसोनिक विमानों के विकास में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक का सामना किया: जब विमान ध्वनि की गति से पांच गुना से अधिक गति से उड़ते हैं तो अविश्वसनीय गर्मी को नियंत्रित करना।

डॉ. पेरियासामी ने कहा, "हमारे प्रयोगशाला परीक्षणों से पता चलता है कि हमारे द्वारा विकसित किए गए 3डी मुद्रित उत्प्रेरक हाइपरसोनिक उड़ान के भविष्य को बढ़ावा देने की बड़ी संभावनाएं हैं।"

“शक्तिशाली और कुशल, वे विमानन और उससे आगे थर्मल प्रबंधन के लिए एक रोमांचक संभावित समाधान प्रदान करते हैं।

"आगे के विकास के साथ, हमें उम्मीद है कि अति-कुशल 3डी मुद्रित उत्प्रेरक की इस नई पीढ़ी का उपयोग किसी भी औद्योगिक प्रक्रिया को बदलने के लिए किया जा सकता है जहां ओवरहीटिंग एक मौजूदा चुनौती है।"

सिद्धांत रूप में, एक हाइपरसोनिक विमान लंदन से सिडनी तक चार घंटे में यात्रा कर सकता है लेकिन हाइपरसोनिक हवाई यात्रा के विकास में कई चुनौतियाँ बनी हुई हैं, जैसे अत्यधिक गर्मी का स्तर।

पहले लेखक और पीएचडी शोधकर्ता रौक्सैन ह्यूबेश ने कहा कि शीतलक के रूप में ईंधन का उपयोग ओवरहीटिंग समस्या के लिए सबसे आशाजनक प्रयोगात्मक दृष्टिकोणों में से एक था।

ह्यूबेश ने कहा, "ईंधन जो विमान को शक्ति प्रदान करते समय गर्मी को अवशोषित कर सकता है, वैज्ञानिकों का मुख्य फोकस है, लेकिन यह विचार गर्मी लेने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करता है जिसके लिए अत्यधिक कुशल उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है।"

"इसके अतिरिक्त, हीट एक्सचेंजर्स जहां ईंधन उत्प्रेरक के संपर्क में आता है, हाइपरसोनिक विमानों में सख्त मात्रा और वजन की कमी के कारण जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए।"

नए उत्प्रेरक बनाने के लिए, टीम ने धातु मिश्र धातुओं से बने छोटे हीट एक्सचेंजर्स को 3डी प्रिंट किया और उन्हें जिओलाइट्स नामक सिंथेटिक खनिजों के साथ लेपित किया।

शोधकर्ताओं ने अपने डिजाइन की कार्यक्षमता का परीक्षण करने के लिए प्रयोगशाला पैमाने पर हाइपरसोनिक गति पर ईंधन द्वारा अनुभव किए गए अत्यधिक तापमान और दबाव को दोहराया।

जब 3डी मुद्रित संरचनाएं गर्म हो जाती हैं, तो कुछ धातु जिओलाइट ढांचे में चली जाती है - जो नए उत्प्रेरकों की अभूतपूर्व दक्षता के लिए महत्वपूर्ण प्रक्रिया है।

ह्यूबेश ने कहा, "हमारे 3डी मुद्रित उत्प्रेरक लघु रासायनिक रिएक्टरों की तरह हैं और जो चीज उन्हें इतना अविश्वसनीय रूप से प्रभावी बनाती है वह धातु और सिंथेटिक खनिजों का मिश्रण है।"

"यह उत्प्रेरण के लिए एक रोमांचक नई दिशा है, लेकिन हमें इस प्रक्रिया को पूरी तरह से समझने और सबसे बड़े प्रभाव के लिए धातु मिश्र धातुओं के सर्वोत्तम संयोजन की पहचान करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है।"

आरएमआईटी के सेंटर फॉर एडवांस्ड मैटेरियल्स एंड इंडस्ट्रियल केमिस्ट्री (सीएएमआईसी) की शोध टीम के अगले कदमों में एक्स-रे सिंक्रोट्रॉन तकनीकों के साथ-साथ अन्य गहन विश्लेषण विधियों के साथ अध्ययन करके 3डी मुद्रित उत्प्रेरक का अनुकूलन करना शामिल है।

शोधकर्ताओं को यह भी उम्मीद है कि काम के संभावित अनुप्रयोगों को वाहनों और लघु उपकरणों के लिए वायु प्रदूषण नियंत्रण में विस्तारित किया जाएगा ताकि इनडोर वायु गुणवत्ता में सुधार हो सके - विशेष रूप से सीओवीआईडी ​​​​-19 जैसे वायुजनित श्वसन वायरस के प्रबंधन में महत्वपूर्ण।

प्रतिष्ठित प्रोफेसर और CAMIC निदेशक सुरेश भार्गव के अनुसार, खरबों डॉलर का रासायनिक उद्योग काफी हद तक पुरानी उत्प्रेरक तकनीक पर आधारित था।

भार्गव ने कहा, "उत्प्रेरण की इस तीसरी पीढ़ी को नए जटिल डिजाइन बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग से जोड़ा जा सकता है जो पहले संभव नहीं था।"

"हमारे नए 3डी मुद्रित उत्प्रेरक एक मौलिक नए दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसमें दुनिया भर में उत्प्रेरक के भविष्य में क्रांति लाने की वास्तविक क्षमता है।"

3डी मुद्रित उत्प्रेरक का उत्पादन आरएमआईटी के उन्नत विनिर्माण परिसर के हिस्से, डिजिटल विनिर्माण सुविधा में लेजर पाउडर बेड फ्यूजन (एल-पीबीएफ) तकनीक का उपयोग करके किया गया था।

आज तक, केवल कुछ प्रायोगिक विमान ही हाइपरसोनिक गति (मच 5 से ऊपर - 6,100 किमी/घंटा या 1.7 किमी/सेकंड से अधिक) तक पहुंच पाए हैं। आरएमआईटी शोध के नतीजे रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री जर्नल, केमिकल कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुए हैं।

नस्ताशा तुपस द्वारा लिखित।

स्रोत: https://australianaviation.com.au/2021/09/rmit-reveals-new-development-in-hypersonic-flight/