कार्बन फाइबर अनुप्रयोगों का विस्तार एयरोस्पेस हेलीकॉप्टर ब्लेड और संभावित मंगल लैंडिंग तक हुआ
21 जनवरी को, बायन नूर ज़ीरो कार्बन डिजिटल इंडस्ट्रियल पार्क में सैन हेवी एनर्जी द्वारा 131-मीटर ऑनशोर पवन टरबाइन ब्लेड के सफल उत्पादन के साथ एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर हासिल किया गया था। यह ब्लेड, जो ZF गोडेगल द्वारा प्रदान किए गए ड्राई-जेट वेट-स्पिनिंग 48K बड़े टो उच्च-प्रदर्शन कार्बन फाइबर (CF) का उपयोग करता है, न केवल दुनिया के सबसे लंबे तटवर्ती पवन टरबाइन ब्लेड के लिए एक नया रिकॉर्ड स्थापित करता है, बल्कि घरेलू स्तर पर उत्पादित के लिए एक महत्वपूर्ण सफलता का भी प्रतीक है। 100 मीटर से अधिक ब्लेड की आपूर्ति में ड्राई-जेट वेट-स्पिनिंग 48K बड़े टो सीएफ।
एयरोस्पेस क्षेत्र में कार्बन फाइबर के अनुप्रयोग का विस्तार हो रहा है, जिसमें संभावित मंगल ग्रह पर लैंडिंग के लिए हेलीकॉप्टर ब्लेड में इसका उपयोग भी शामिल है। नासा का "इनजेनिटी" मंगल हेलीकॉप्टर वर्तमान में मंगल ग्रह पर जेजेरो क्रेटर की खोज कर रहा है, और इस बीच, नासा के इंजीनियर अगली पीढ़ी के मंगल हेलीकॉप्टरों के लिए पृथ्वी पर कार्बन फाइबर ब्लेड का परीक्षण कर रहे हैं। उम्मीद है कि ये हेलीकॉप्टर भविष्य के मंगल मिशनों, विशेषकर 2030 के दशक के लिए नियोजित मंगल नमूना वापसी मिशन में इनजेनिटी के प्रदर्शन को पार कर जाएंगे।
मंगल पर वायुमंडलीय दबाव और सतह का गुरुत्वाकर्षण क्रमशः पृथ्वी के 1% और एक तिहाई से कम है। इस बेहद कम सतह के दबाव के कारण, मंगल पर उड़ान बनाए रखने के लिए "इनजेनिटी" हेलीकॉप्टर की घूर्णन गति (आरपीएम) 2400 से 2900 तक होती है, जो पृथ्वी पर हेलीकॉप्टरों के लिए आवश्यक 500 से 600 आरपीएम से काफी अधिक है।
इनजेनिटी मार्स हेलीकॉप्टर में चार कार्बन फाइबर ब्लेड हैं, जो दो काउंटर-रोटेटिंग रोटार बनाते हैं, प्रत्येक 1.2 मीटर की अवधि के साथ और उपरोक्त आरपीएम पर काम करते हैं। इसके अतिरिक्त, जबकि इंजेन्युटी का वजन पृथ्वी पर लगभग 1.8 किलोग्राम है, मंगल पर इसका वजन केवल 0.68 किलोग्राम है, क्योंकि मंगल का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का एक तिहाई है।
मंगल हेलीकॉप्टरों की अगली पीढ़ी के लिए, पासाडेना में नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) ऐसे ब्लेड का निर्माण कर रही है जो अलग-अलग डिजाइन और बढ़ी हुई ताकत के साथ इनजेनिटी की तुलना में 10 सेंटीमीटर लंबे हैं।
एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में कार्बन फाइबर के लाभ:
1. उच्च विशिष्ट ताकत और कठोरता: कार्बन फाइबर कंपोजिट अपने असाधारण ताकत-से-वजन अनुपात के लिए प्रसिद्ध हैं, जो एयरोस्पेस इंजीनियरों को ताकत से समझौता किए बिना हल्के ढांचे को डिजाइन करने की अनुमति देता है, जिससे ईंधन दक्षता और समग्र प्रदर्शन में सुधार होता है।
2. कठोरता: कार्बन फाइबर में स्वाभाविक रूप से कठोरता होती है, जो उत्कृष्ट संरचनात्मक अखंडता प्रदान करती है, जो एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है जहां घटकों को वायुगतिकीय और यांत्रिक भार के तहत अपना आकार बनाए रखने और विरूपण का विरोध करने की आवश्यकता होती है।
3. थकान प्रतिरोध: कार्बन फाइबर कंपोजिट उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं, जो उन्हें चक्रीय लोडिंग के अधीन घटकों, जैसे पंख और धड़ संरचनाओं के लिए उपयुक्त बनाते हैं, एयरोस्पेस संरचनाओं के जीवनकाल और स्थायित्व को बढ़ाते हैं।
4. संक्षारण प्रतिरोध: धातुओं के विपरीत, कार्बन फाइबर संक्षारण नहीं करता है, जो एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है जो अक्सर उच्च ऊंचाई और अलग-अलग तापमान जैसे कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों के संपर्क में आते हैं।
5. डिजाइन लचीलापन: कार्बन फाइबर कंपोजिट को जटिल आकार में ढाला जा सकता है, जो अधिक डिजाइन लचीलापन प्रदान करता है, विशेष रूप से एयरोस्पेस में फायदेमंद है जहां वायुगतिकीय और संरचनात्मक विचारों को अक्सर जटिल और सुव्यवस्थित डिजाइन की आवश्यकता होती है।
6. विद्युत चालकता: कार्बन फाइबर में विद्युत चालकता होती है, जो कुछ एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है, क्योंकि इसका उपयोग स्थैतिक बिजली और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए किया जा सकता है, जो विमान डिजाइन में अतिरिक्त कार्यक्षमता प्रदान करता है।
7. थर्मल स्थिरता: कार्बन फाइबर कंपोजिट अच्छी थर्मल स्थिरता प्रदर्शित करते हैं, जो उन्हें महत्वपूर्ण गिरावट के बिना उच्च तापमान का सामना करने में सक्षम बनाता है, एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता जहां घटक उड़ान के दौरान अत्यधिक गर्म वातावरण के संपर्क में आ सकते हैं।
8. कम रखरखाव लागत: कार्बन फाइबर कंपोजिट का स्थायित्व और संक्षारण प्रतिरोध उनके सेवा जीवन के दौरान एयरोस्पेस घटकों के रखरखाव की लागत को कम करने, रखरखाव के अंतराल को बढ़ाने और विश्वसनीयता में सुधार करने में मदद करता है।
