2025-07-21
एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में समग्र सामग्री क्रांति
समग्र सामग्री, जो असाधारण ताकत के साथ हल्के गुणों को जोड़ती है, ने एयरोस्पेस डिजाइन को बदल दिया है। विमान और अंतरिक्ष यान संरचनाओं में उनके उपयोग से वजन 20-30% तक कम हो जाता है, जिससे ईंधन दक्षता और पेलोड क्षमता में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, बोइंग 787 और एयरबस ए350 अपने एयरफ्रेम के 50% से अधिक के लिए कार्बन फाइबर-प्रबलित पॉलिमर (सीएफआरपी) का उपयोग करते हैं, जिससे ईंधन की खपत 20% तक कम हो जाती है।
मुख्य अनुप्रयोग
संरचनात्मक घटक: सीएफआरपी अपने संक्षारण प्रतिरोध और थकान सहनशीलता के कारण पंखों, धड़ और लैंडिंग गियर पर हावी है। F-35 लड़ाकू विमान चुपके-बढ़ाए गए रडार-अवशोषित पैनलों के लिए समग्रों का लाभ उठाते हैं।
इंजन सिस्टम: सिलिकॉन कार्बाइड/कार्बन समग्र टरबाइन ब्लेड में अत्यधिक तापमान का सामना करते हैं, जिससे उच्च थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात सक्षम होता है।
थर्मल सुरक्षा: सिरेमिक मैट्रिक्स समग्र (सीएमसी) पुन: प्रवेश के दौरान अंतरिक्ष यान की रक्षा करते हैं, जो 2,000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान सहन करते हैं।
.नवीनताएँ अपनाने को बढ़ावा दे रही हैं
3डी प्रिंटिंग: रॉकेट इंजन नोजल जैसे जटिल भागों के तेजी से उत्पादन को सक्षम बनाता है, जिससे अपशिष्ट कम होता है।
हाइब्रिड समग्र: कार्बन और ग्लास फाइबर का संयोजन क्षेत्रीय जेट के लिए लागत और प्रदर्शन को संतुलित करता है।
सेल्फ-हीलिंग पॉलिमर: माइक्रो कैप्सूल स्वायत्त रूप से दरारों की मरम्मत करते हैं, जिससे घटक का जीवनकाल बढ़ता है।
चुनौतियाँ और भविष्य के रुझान
जबकि समग्र रखरखाव लागत को 50% तक कम करते हैं, चुनौतियाँ बनी हुई हैं:
लागत: थर्मोप्लास्टिक प्रीप्रेग पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में अधिक महंगे हैं।
पुनर्चक्रण: बायो-आधारित रेजिन और पुन: प्रयोज्य थर्मोप्लास्टिक (जैसे, पीईकेके) का विकास स्थिरता लक्ष्यों के अनुरूप है।
भविष्य की प्रगति हाइपरसोनिक वाहन और इलेक्ट्रिक विमानन पर केंद्रित है, जहां समग्र हल्के, तेज और हरित विमान को सक्षम करेंगे। नैनोप्रौद्योगिकी और एआई-संचालित डिजाइन में नवाचारों के साथ, समग्र एयरोस्पेस सीमाओं को आगे बढ़ाने में महत्वपूर्ण बने रहेंगे।