ความท้าทายทางฟิสิกส์สำหรับการบินสีเขียว

ความท้าทายทางฟิสิกส์สำหรับการบินสีเขียว

กาลครั้งหนึ่งนานมาแล้ว การเดินทางทางอากาศมีความเสี่ยง มีค่าใช้จ่ายสูง และก่อมลพิษสูง แต่ในปัจจุบันนี้ เครื่องบินโดยสารสมัยใหม่เป็นวิธีที่ปลอดภัยที่สุดในการเดินทางระยะไกล อีกทั้งยังมีราคาถูกกว่า เงียบกว่า และประหยัดเชื้อเพลิงมากกว่าเครื่องบินรุ่นก่อนๆ หากคุณต้องการข้ามไปยังสหรัฐอเมริกา ที่นั่งบนเครื่องบินแอร์บัสจะช่วยให้คุณไปถึงที่นั่นโดยใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของรถยนต์

อเมริกันทั่วไป 

และช่วยให้คุณประหยัดเวลาได้สามวันน่าเสียดายที่ประสิทธิภาพนี้เป็นดาบสองคม กระตุ้นให้ผู้คนจำนวนมากขึ้นบินหรือส่งสินค้าทางเครื่องบิน การมีส่วนร่วมของการบินต่อการปล่อย CO 2ของโลกเพิ่มขึ้นจากศูนย์เป็น 2% ภายในศตวรรษที่ผ่านมา แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าปริมาณเชื้อเพลิงที่เผาไหม้เป็นลิตร

ต่อผู้โดยสารหนึ่งกิโลเมตรลดลง จาก 10.3 ลิตร/100 คนต่อกิโลเมตรสำหรับใน พ.ศ. 2501 เมื่อการบินพาณิชย์ด้วยเครื่องบินเครื่องยนต์ไอพ่นเป็นเครื่องบินใหม่ มีอัตราการบิน 2.42 ลิตร/100 คน-กม. ด้วยเครื่องบินแอร์บัส A330neo-900 ในปัจจุบัน นอกจากนี้ ด้วยเที่ยวบินพาณิชย์ประมาณ 107,000 เที่ยวบิน

ทุกวันก่อนการระบาดของโควิด-19 มลพิษทางเสียงจากสนามบินจึงเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างมากการมีส่วนร่วมของการบินต่อการปล่อย CO 2ของโลกเพิ่มขึ้นจากศูนย์เป็น 2% ภายในศตวรรษที่ผ่านมา แม้ว่าเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ต่อผู้โดยสารหนึ่งกิโลเมตรจะลดลงโซลูชั่นสีเขียวแล้วจะทำอย่างไร

ให้การบินเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น?   ลองพิจารณา 787 ซึ่งเป็นเครื่องบินสมัยใหม่ที่ดูคล้ายกับรุ่น 707 ที่มีเสียงดังกว่าและมีประสิทธิภาพน้อยกว่ามาก แต่ละลำมีลำตัวทรงกระบอกที่มี โครงจมูกเป็นฐานสองของx ปีกกวาดไปด้านหลังประมาณ 35° และเครื่องยนต์ไอพ่นยื่นออกมาจากใต้ปีก

 รูปร่างนี้ถูกกำหนดโดยกฎของกลศาสตร์และโดยการไหลของของไหลที่บีบอัดได้อย่างไรก็ตาม เมื่อมองเข้าไปใกล้ๆ จะพบความแตกต่าง เครื่องยนต์ นั้นอ้วนกว่าด้านหน้า ดังนั้นจึงมี “อัตราส่วนบายพาส” สูง – พวกมันส่งพลังงานจลน์น้อยลงในกระแสลมด้วยแรงขับที่เท่ากัน หัวฉีดไอเสีย

ของเครื่องยนต์

เป็นรูปบั้งซึ่งสร้างกระแสน้ำวนในควันไอเสีย เมื่อไอเสียที่มีความเร็วสูงผสมกับอากาศที่เคลื่อนที่ช้าลง กระแสน้ำวนจะส่งเสียงดังน้อยกว่าการผสมที่วุ่นวายของเครื่องยนต์รุ่นก่อนๆที่ละเอียดกว่านั้น ขอบนำของปีกอะลูมิเนียมของ 707 นั้นตรง แต่ นั้นโค้ง ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานเชื้อเพลิง 

แม้ว่ารูปร่างจะซับซ้อนเกินกว่าจะสร้างด้วยอะลูมิเนียมในราคาย่อมเยาได้ แต่ก็ทำให้เกิดขึ้นได้ด้วยวัสดุคอมโพสิต  พลาสติกเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) นอกจากทำให้ส่วนประกอบของเครื่องบิน เช่น ปีก หาง และลำตัวมีรูปร่างที่หลากหลายแล้ว CFRP ยังแข็งกว่าและมีอัตราส่วนความแข็งแรง

ต่อน้ำหนักที่สูงกว่าอลูมิเนียมหรือเหล็กกล้า ปัจจัยเหล่านี้ทำให้เครื่องบินมีน้ำหนักเบาขึ้น จึงจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงน้อยลงในการนำเครื่องบินขึ้นจากพื้นและลอยอยู่ในอากาศความท้าทายอย่างหนึ่งของ CFRP อยู่ในโรงงาน ซึ่งเริ่มต้นจากการเป็นผ้าหรือเทปที่ยืดหยุ่นได้ผสมกับอีพอกซีเรซิน

ที่ไม่ผ่านการบ่ม วางบนแม่พิมพ์ด้วยมือหรือโดยเครื่องวางเทปอัตโนมัติ ในการทำให้แข็ง จะต้อง “บ่ม” หรืออบในหม้อนึ่งความดันที่อุณหภูมิสูงถึง 180 °C ขึ้นอยู่กับส่วนผสมของ CFRP ปัญหาคือการตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกส่วนของชิ้นส่วนอยู่ในอุณหภูมิที่เหมาะสมนั้นเป็นเรื่องยุ่งยาก 

จำเป็นต้องมีการควบคุมกระบวนการอย่างรอบคอบ และบางครั้งสำหรับอุปกรณ์ที่ฝังอยู่ภายในเนื้อผ้า ในการตรวจสอบว่าวัสดุทุกชั้น (มีได้ถึง 100 ชั้น) วางราบเรียบบนชั้นด้านล่างโดยไม่มีรอยยับ ช่องว่าง หรือหลุดล่อน ผู้ผลิตเครื่องบินใช้วิธีตรวจสอบ เช่น วิชันซิสเต็ม สำหรับการตรวจสอบอัตโนมัติ

ในขณะที่ติดเทป 

กำลังถูกนำไปใช้เมื่อฟ้าผ่าปัญหาใหญ่สำหรับ CFRP คือมีความต้านทานสูงมาก ซึ่งเป็นปัญหาเมื่อเครื่องบินพาณิชย์ทั่วไปถูกฟ้าผ่าอย่างน้อยปีละครั้ง โบลต์สามารถรับกระแสไฟฟ้าได้มากถึง 200 kA ซึ่งเข้าที่ตำแหน่งหนึ่ง เช่น ปลายปีก และออกที่อีกตำแหน่งหนึ่ง เช่น หาง 

เครื่องบินที่มีผิวและโครงสร้างย่อยเป็นอะลูมิเนียมส่วนใหญ่สามารถจัดการกับกระแสไฟและความร้อนที่จุดติดได้ง่าย: วิศวกรต้องการเพียงใส่เส้นทางนำไฟฟ้าที่ดีระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ผิวหนาพอที่จะป้องกันการหลอมละลาย และสารเคลือบหลุมร่องฟันภายใน ช่องว่างหรือรอยต่อเพื่อป้องกัน

การอาร์กและประกายไฟส่วนหนึ่งของปัญหาคือนำไฟฟ้าแบบแอนไอโซโทรป กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นใยได้ค่อนข้างง่าย ซึ่งนำไฟฟ้าได้น้อยกว่าทองแดง 2,000 เท่า แต่นำไฟฟ้าได้มากกว่าซิลิคอน 30 เท่า อย่างไรก็ตาม กระแสไฟฟ้าไหลระหว่างเส้นใยหรือระหว่างชั้นชั้นได้ไม่ดี ดังนั้น ศักย์ไฟฟ้าจากฟ้าผ่า

จึงอาจโค้งผ่านอากาศเพื่อไปรอบ ๆ โซนที่ไม่นำไฟฟ้า หรือกระแสไฟอาจทำให้เส้นใยร้อนและสร้างประกายไฟของวัสดุที่ระเหยได้ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้อาจทำให้เกิดไฟไหม้ในถังเชื้อเพลิงได้รัฐบาลและผู้ผลิตจึงได้พัฒนาวิธีการหลีกเลี่ยงส่วนโค้งและประกายไฟ ตัวอย่างเช่น ฟอยล์โลหะถูกนำมาใช้

ที่ด้านนอกของระนาบเพื่อนำทางกระแสฟ้าผ่าและปกป้องผิวคอมโพสิต เทคนิคอื่นๆ ได้แก่ การใช้วัสดุไดอิเล็กตริกเพื่อแยกกระแสและนำกระแสออกจากส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อน และลดความต้านทานในการติดตั้งตัวยึด นอกจากนี้ยังมีการทดลองในห้องปฏิบัติการและซอฟต์แวร์ที่สามารถจำลองกระแสฟ้าผ่าได้

 ซึ่งช่วยให้เราได้รับความเข้าใจทางทฤษฎีและเชิงทดลองที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่แนบมากับฟ้าผ่า สภาวะอาร์ค และกระบวนการจุดระเบิด จากนั้นวิศวกรสามารถใช้ความรู้นี้ในการออกแบบเครื่องบินที่มีระยะขอบความปลอดภัยสูงกว่าฟ้าผ่าที่รุนแรงที่สุด ความพยายามเหล่านี้ได้ผล เครื่องบินที่สร้างด้วยปีก

แนะนำ ufaslot888g