الرئيسية » علوم وتكنولوجيا » أخبار فيزيائية » استخدام الأنابيب النانوية لتحقق الطائرات سرعات تفوق سرعة الصوت [فيديو]

استخدام الأنابيب النانوية لتحقق الطائرات سرعات تفوق سرعة الصوت [فيديو]

قد تتمكن الطائرات خلال العقد القادم من السفر في أرجاء الولايات المتحدة الأمريكية بسرعات تفوق سرعة الصوت في أقل من ساعة واحدة، ولن يتطلب تحقيق هذا سوى توفير مادة «نتريد البورون.»




استخدام الأنابيب النانوية لتحقق الطائرات سرعات تفوق سرعة الصوت




إذ تعد الحرارة الشديدة التي تولدها المركبة أثناء طيرانها، العامل الرئيس للسفر بأقصى سرعة ممكنة. فمثلًا، تعرضت طائرة كونكورد -الأسرع من الصوت والمتوقفة حاليًا عن العمل- إلى درجات حرارة بلغت 126.6 درجة مئوية عند سفرها بالحد الأدنى من سرعتها؛ أي نحو 2468 كيلومترًا في الساعة. لذا فإن المواد المستخدمة في صناعة هذه الطائرات لا بد أن تمتاز بمقاومة درجات حرارة مرتفعة جدًا بالإضافة إلى تمتعها بخفة الوزن وهيكل مستقر.

وفحصت دراسة أجراها باحثون من وكالة ناسا وجامعة بنجهامتون خصائص الأنابيب النانوية المصنّعة باستخدام «نتريد البورون،» المركب الكيميائي من مادتي البورون والنتروجين. وأظهرت الدراسة إمكانية استخدامها للسفر بسرعات أعلى من الصوت، تتجاوز 6437 كيلومترًا في الساعة الواحدة.

 

تستخدم الأنابيب النانوية الكربونية حاليًا في صناعة الطائرات نظرًا لقوتها وقدرتها على تحمل درجات حرارة عالية تصل إلى 400 درجة مئوية. بينما تتحمل الأنابيب النانوية من مادة نتريد البورون درجة حرارة تصل إلى 900 درجة مئوية. بالإضافة إلى قدرتها على تحمل الضغط العالي، ناهيك عن وزنها الخفيف الذي يفوق نظيره الكربون في خفته.




تكمن المشكلة في اعتماد مادة الأنابيب النانوية لنتريد البورون في تكلفتها الباهظة؛ إذ أن تغليف الطائرة بها سيزيد كثيرًا من تكاليف تصنيع الطائرة، وفقًا لما صرح به «تشانجهونج كي» الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الميكانيكية في جامعة بنجهامتون.

وقال كي، «لدى وكالة ناسا حاليًا أحد المنشآت القليلة في العالم القادرة على إنتاج أنابيب نانوية لنتريد البورون بجودة عالية، وتبلغ تكلفة الجرام الواحد منها حاليًا نحو ألف دولار أمريكي، ولهذا لا يمكن عمليًا اعتماد مادة بهذه التكلفة الباهظة.»

لكن على الرغم من تكلفة الإنتاج المرتفعة لهذه المادة، إلا أنه يُرجح أن ينخفض سعرها ويزداد استخدامها في عمليات الإنتاج بعد الدراسات العديدة التي أثبتت فاعليتها. ويجدر الذكر أن الأنابيب النانوية الكربونية كانت عالية التكلفة بالمستوى ذاته قبل عشرين عامًا، أما الآن فتتراوح تكلفة الغرام الواحد منها بين 10-20 دولارًا. لذا يعتقد كي أن الأمر ذاته سيتكرر في حالة الأنابيب النانوية لمركب نتريد البورون.

يستبعد أن تكون التطبيقات الأولى لهذه المادة لصالح الطائرات التجارية، بل يُحتمل أن تُستخدم بداية في صناعة الطائرات العسكرية المقاتلة. على أمل أن نجد في غضون ذلك طرقًا أخرى للسفر السريع؛ كالهايبرلوب، أو صاروخ «بي إف آر» الذي أعلن عنه إيلون ماسك، أو القطار الطائر الذي أفصحت الصين عن خططها لإنشائه ليكون الأسرع على الإطلاق.




تعليقات

تعليقات

عن الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر - غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي | ومركز الترجمة العلمي | وقناة الفيزياء التعليمي على اليوتيوب | ورئيس تحرير مجلة الفيزياء العصرية | Email skhazem@gmail.com

تفضل بزيارة صفحتي
تصفح كل مقالاتي

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.