RMIT, hipersonik uçuşta yeni gelişmeyi ortaya koyuyor

RMIT Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilen ultra verimli 3D baskılı katalizörler, hipersonik uçaklarda aşırı ısınma sorununu çözmek için tasarlandı.

Çok yönlü katalizörler, sayısız endüstride termal yönetime devrim niteliğinde bir çözüm sunmak için yapımı uygun maliyetli ve ölçeklendirmesi basit olacak şekilde tasarlanmıştır.

RMIT laboratuvar gösterilerindeki ekip, 3D baskılı katalizörlerin, aynı anda sistemi soğuturken hipersonik uçuşa güç sağlamak için potansiyel olarak kullanılabileceğini gösteriyor.

Baş araştırmacı Dr Selvakannan Periasamy'ye göre, çalışmaları hipersonik uçakların geliştirilmesindeki en büyük zorluklardan birini ele aldı: uçaklar ses hızının beş katından daha hızlı uçtuğunda oluşan inanılmaz ısıyı kontrol etmek.

Dr Periasamy, "Laboratuvar testlerimiz, geliştirdiğimiz 3D baskılı katalizörlerin hipersonik uçuşun geleceğini beslemek için büyük umut vaat ettiğini gösteriyor" dedi.

"Güçlü ve verimli, havacılıkta ve ötesinde termal yönetim için heyecan verici bir potansiyel çözüm sunuyorlar.

"Daha fazla geliştirmeyle, bu yeni nesil ultra verimli 3D baskılı katalizörlerin, aşırı ısınmanın her zaman mevcut bir sorun olduğu herhangi bir endüstriyel süreci dönüştürmek için kullanılabileceğini umuyoruz."

Teorik olarak, hipersonik bir uçak Londra'dan Sidney'e dört saatte gidebilir, ancak aşırı ısı seviyeleri gibi hipersonik hava yolculuğunun geliştirilmesinde birçok zorluk devam etmektedir.

İlk yazar ve doktora araştırmacısı Roxanne Hubesch, yakıtı soğutma sıvısı olarak kullanmanın aşırı ısınma sorununa en umut verici deneysel yaklaşımlardan biri olduğunu ekledi.

Hubesch, "Bir uçağa güç verirken ısıyı emebilen yakıtlar, bilim adamlarının temel odak noktasıdır, ancak bu fikir, yüksek verimli katalizörlere ihtiyaç duyan ısı tüketen kimyasal reaksiyonlara dayanır." Dedi.

"Ayrıca, hipersonik uçaklardaki sıkı hacim ve ağırlık kısıtlamaları nedeniyle, yakıtın katalizörlerle temas ettiği ısı eşanjörleri mümkün olduğunca küçük olmalıdır."

Ekip, yeni katalizörleri yapmak için metal alaşımlardan yapılmış ve bunları zeolit ​​olarak bilinen sentetik minerallerle kaplayan küçük ısı eşanjörlerini 3 boyutlu olarak yazdırdı.

Araştırmacılar, tasarımlarının işlevselliğini test etmek için yakıtın hipersonik hızlarda yaşadığı aşırı sıcaklıkları ve basınçları laboratuar ölçeğinde kopyaladılar.

3D baskılı yapılar ısındığında, metalin bir kısmı zeolit ​​çerçevesine giriyor; bu, yeni katalizörlerin benzeri görülmemiş verimliliği için çok önemli bir süreç.

Hubesch, "3D baskılı katalizörlerimiz minyatür kimyasal reaktörler gibidir ve onları inanılmaz derecede etkili kılan şey, metal ve sentetik minerallerin karışımıdır" dedi.

"Kataliz için heyecan verici yeni bir yön, ancak bu süreci tam olarak anlamak ve en büyük etki için en iyi metal alaşımları kombinasyonunu belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyacımız var."

RMIT'in Gelişmiş Malzemeler ve Endüstriyel Kimya Merkezi'nden (CAMIC) araştırma ekibinin sonraki adımları, 3D baskılı katalizörleri X-ışını senkrotron teknikleri ve diğer derinlemesine analiz yöntemleri ile inceleyerek optimize etmeyi içeriyor.

Araştırmacılar ayrıca, çalışmanın potansiyel uygulamalarını, özellikle COVID-19 gibi hava yoluyla bulaşan solunum yolu virüslerinin yönetiminde önemli olan, iç mekan hava kalitesini iyileştirmek için araçlar ve minyatür cihazlar için hava kirliliği kontrolüne genişletmeyi umuyorlar.

Seçkin profesör ve CAMIC direktörü Suresh Bhargava'ya göre, trilyon dolarlık kimya endüstrisi büyük ölçüde eski katalitik teknolojiye dayanıyordu.

Bhargava, "Bu üçüncü nesil kataliz, daha önce mümkün olmayan yeni karmaşık tasarımlar oluşturmak için 3D baskı ile ilişkilendirilebilir." Dedi.

"Yeni 3D baskılı katalizörlerimiz, dünya çapında katalizin geleceğinde devrim yaratma potansiyeline sahip, radikal ve yeni bir yaklaşımı temsil ediyor."

3D baskılı katalizörler, RMIT'in Gelişmiş Üretim Bölgesinin bir parçası olan Dijital Üretim Tesisinde Lazer Toz Yatak Füzyonu (L-PBF) teknolojisi kullanılarak üretildi.

Bugüne kadar, yalnızca birkaç deneysel uçak hipersonik hıza ulaştı (Mach 5'in üzerinde - 6,100km/s veya 1.7km/s üzerinde olarak tanımlandı). RMIT araştırmasının sonuçları Royal Society of Chemistry dergisi Chemical Communications'da yayınlandı.

Nastasha Tupas tarafından yazıldı.

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