تطبيقات الفضاء الجوي

الإلكترونيات ونظام التحكم

يتطلب السيراميك في صناعة الطيران أداءً عاليًا، نظرًا لاستخدامه في الأنظمة الإلكترونية وأنظمة التحكم. تُستخدم العديد من أنظمة التحكم واسعة النطاق، مثل أنظمة توجيه الصواريخ، ومعدات تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية، وأنظمة الإشعال المناسبة لاستخدامات السيارات والطيران، وأجهزة الكشف عن الحرائق وإخمادها. كما تُستخدم السيراميك في شاشات العرض [المصدر 24†]. وأخيرًا، في الإلكترونيات الدقيقة، يُحسّن السيراميك من أداء الأجهزة الإلكترونية، مثل المستشعرات والهوائيات والمكثفات والمقاومات، ويُحسّن من كثافتها.

يُعدّ استخدام السيراميك الكهروضغطي أحد أهم استخدامات الفضاء الجوي. وبفضل خصائصه الفريدة، استُخدم جزء كبير من هذه المواد في تطبيقات الفضاء الجوي (أجهزة الاستشعار والمشغلات). فهي تُساعد في توفير الوقود، والتحكم في الأقمار الصناعية، وقراءة جسيمات الفضاء بعد الغلاف الجوي، وفي مهام أخرى.

تُظهر هذه الحالات أن للسيراميك المتطور دورًا متنوعًا نسبيًا ولكنه بالغ الأهمية في صناعة الطيران، إذ يُسهم في تحقيق الأداء الأمثل والموثوقية والمتانة للأنظمة المستخدمة فيها. ويَعِد البحث والابتكار المستمران بإبقاء السيراميك في طليعة هذا المجال.

أجزاء الهيكل

من أهم تطبيقات السيراميك الهيكلي في قطاع الطيران والفضاء طلاءات الحاجز الحراري (TBCs) على أجزاء المحركات. فهي تقاوم درجات الحرارة العالية والاهتزازات والصدمات الميكانيكية. كما أنها تُعزز أو تُستخدم كمصفوفة في المواد المركبة (مواد مركبة من السيراميك-مصفوفة، CMCs).

يُفضّل قطاع الطيران والفضاء أيضًا استخدام السيراميك لخفة وزنه ومقاومته لدرجات الحرارة العالية. ويُستخدم على نطاق واسع في أنظمة الحماية الحرارية للعديد من الأجزاء. على سبيل المثال، يُساعد في عزل مخاريط عادم الصواريخ، مما يجعلها قادرة على تحمل نفثات الهواء في درجات حرارة عالية. يُمكنك الاطلاع على بلاط السيراميك العازل لمكوكات الفضاء هنا. يُساعد السيراميك مخاريط مقدمة الصواريخ على تحمّل الحرارة وإجهاد التلف. كما يضمن السيراميك أداءً موثوقًا ومتانة في درجات الحرارة العالية لمكونات المحرك.

تتميز السيراميكيات الإنشائية بخصائص ممتازة عند استخدامها في البيئات القاسية، مما يعني أنها تتمتع بتطبيقات واسعة. ويساهم التطور المستمر في المواد السيراميكية وتطبيقاتها بشكل ملحوظ في تعزيز الابتكار في هندسة الطيران، إذ توفر أنظمة حماية حرارية فعّالة، وهياكل خفيفة الوزن، ومكونات محركات عالية الأداء.

مكونات المحرك

ملخص: تُستخدم السيراميكيات التقنية بشكل متزايد في مكونات محركات الطيران والفضاء، نظرًا لتوافقها مع متطلبات الخصائص المميزة. تُستخدم هذه السيراميكيات لأغراض متنوعة لضمان أداء المحرك وموثوقيته. تعمل كطلاءات عازلة حرارية (TBCs) لحماية مكونات المحرك من درجات الحرارة العالية، مما يُسهم في استقرارها الحراري وعمرها الافتراضي. إن درجات الحرارة العالية، والخصائص الميكانيكية الفائقة، ومزايا توفير الوزن للسيراميكيات التقنية في منتجات مثل كربيد السيليكون ونتريد السيليكون تجعل هذه المواد مثالية للجيل القادم من غرف الاحتراق، وشفرات التوربينات، والريش. ونظرًا لنسبة المتانة الاستثنائية التي تتمتع بها، تُستخدم مركبات سيراميكية صغيرة (CMCs) على نطاق واسع في مختلف أجزاء المحرك المهمة. وبالمثل، نظرًا لانخفاض احتكاكها ومقاومتها للتآكل، تُستخدم أيضًا في المحامل، والأختام، والعوازل، والمكونات الكهربائية، ومشعلات الاحتراق حيث يُحافظ على جو خامل دون وجود جسيمات صلبة [4]. تقدم السيراميكات التقنية مجموعة واسعة من الفوائد لمكونات محرك الطيران، بما في ذلك القدرة على تحمل درجات الحرارة العالية التي تمكن من خفض تكاليف الأنبوب بشكل كبير، وتقليل الوزن لتحسين الكفاءة والأداء الموثوق به في البيئات الوعرة.