დედამიწიდან მთვარემდე როგორ ახდენს ჩინეთის ბაზალტის ბოჭკოვანი ტექნოლოგია კოსმოსური მსუბუქი წონის ხელახლა განსაზღვრას

მზარდი მოთხოვნის ფონზე მსუბუქი, მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადი მასალები აერონავტიკის სფეროში, ჩინეთისბაზალტის ბოჭკოინდუსტრიამ მიაღწია გარღვევას მიკრონის მასშტაბის ულტრაწვრილი ბოჭკოების მასობრივი წარმოების ტექნოლოგიაში, რომლის შესრულების ინდიკატორებიც მაღალ დონეზე შეესაბამება აერონავტიკის ინფრასტრუქტურის საჭიროებებს. ეს უზრუნველყოფს რევოლუციურ გადაწყვეტილებებს ღრმა კოსმოსური კვლევისთვის, კოსმოსური ხომალდების დაცვისა და მთვარის ბაზის განვითარებისთვის. მშენებლობა.

I. ტექნოლოგიური მიღწევები: მიკრონული მასშტაბის ულტრაწვრილი ბოჭკოების მასობრივი წარმოება და მუშაობის ნახტომი

ბაზალტის ბოჭკო დამზადებულია ბუნებრივი ბაზალტის მადნისგან მაღალტემპერატურული დნობისა და გაშლის გზით 1450-1500℃ ტემპერატურაზე. ძირითადი ტექნოლოგიური მიღწევები სამ ასპექტში აისახება:

1. ულტრაწვრილი ბოჭკოების სტაბილური მასობრივი წარმოების ტექნოლოგია
ინოვაციური მბრუნავი ძაფის დიზაინი: ოპტიმიზებული ტრაპეციული შიდა ღრუსა და განაწილებული ზუსტი ტემპერატურის კონტროლის (შეცდომა ±2℃) მეშვეობით, მიიღწევა ზედაპირის მოდიფიკაციის ტექნოლოგია: ბოჭკოებს ბიოშეთავსებადობისა და ბიომიმეტური ოსტეოინტეგრაციის შესაძლებლობებით ანიჭებენ ჰიდროქსიაპატიტის (HA) საფარი და მიკრონანო სტრუქტურული გრავირება. ამავდროულად, სილიკონის ფისის გაჟღენთვა აუმჯობესებს კოროზიისადმი მდგრადობას, ინარჩუნებს სიმტკიცის შენარჩუნების მაჩვენებელს 90%-ზე მეტ pH 2-12 ხსნარებში.

2. შესრულების უპირატესობები ექსტრემალურ გარემოში
მაღალი და დაბალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა: ხანგრძლივი მუშაობის ტემპერატურის დიაპაზონი მოიცავს -269℃-დან 700℃-მდე და მას შეუძლია გაუძლოს 1200℃-მდე მყისიერ მაღალ ტემპერატურას (მაგალითად, Chongqing Zhidu-ს მიერ შემუშავებული კომპოზიტური თექა). 700℃-ზე 1000 საათიანი ზემოქმედების შემდეგ, სიმტკიცე კვლავ ინარჩუნებს თავდაპირველი მნიშვნელობის 85%-ს. მაგალითად, ბაზალტის ბოჭკო მთვარის ზედაპირზე, Chang'e-6-ის მიერ ეროვნულ დროშაზე გამოყენებული მასალა ინარჩუნებს სტრუქტურულ სტაბილურობას მთვარის მეორე მხარეს -180℃-დან 150℃-მდე ექსტრემალური ტემპერატურის სხვაობის დროს. მაღალი სიმტკიცე და მსუბუქი წონა: დაჭიმვის სიმტკიცე აღწევს 3500-4800 მპა-ს (რაც გაცილებით აღემატება ფოლადის 250-800 მპა-ს), ხოლო სიმკვრივე მხოლოდ 2.6-2.8 გ/სმ³-ია (ფოლადის დაახლოებით 1/3), რაც უზრუნველყოფს „ფოლადზე უფრო ძლიერი და ალუმინზე მსუბუქი“ მახასიათებლების კომბინაციას. ბაზალტის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალების გარკვეული ტიპის კოსმოსური ხომალდის სტრუქტურულ კომპონენტში გამოყენების შემდეგ, წონა შემცირდა 50%-ით, ხოლო დარტყმისადმი მდგრადობა გაიზარდა 30%-ით.

3. ინტელექტუალური წარმოების სისტემის მშენებლობა
ციფრული ტყუპისცალი და ხელოვნური ინტელექტის ოპტიმიზაცია: ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სენსორების მეშვეობით ისეთი პარამეტრების რეალურ დროში მონიტორინგი, როგორიცაა დნობის სიბლანტე და ბოჭკოს დიამეტრი, ხელოვნური ინტელექტის ალგორითმებთან ერთად, აღჭურვილობის გაუმართაობის პროგნოზირებისთვის (სიზუსტე >95%), ზრდის წარმოების მოსავლიანობას 98%-ზე მეტს. მაგალითად, Huierjie-ს მიერ შემუშავებული ონლაინ აღმოჩენის მოწყობილობა აღწევს ულტრაწვრილი ბოჭკოს დიამეტრის რეალურ დროში კონტროლს, რაც იწვევს პროდუქტის თანმიმდევრულობის საერთაშორისო მაღალი დონის მიღწევას.
მწვანე წარმოების პროცესი: ხელოვნური ინტელექტის გამოყენებით მადნის დახარისხების ტექნოლოგიის გამოყენებით, კვალიფიციური მადნის წილი 30%-დან 65%-მდე გაიზარდა, ნედლეულის ღირებულება 25%-ით შემცირდა, ხოლო ენერგიის მოხმარება ერთეულით 40%-ით, ამავდროულად, მიღწეულია ნარჩენების 100%-იანი გადამუშავება.

II. აერონავტიკის გამოყენება: ყველა სცენარის მოცვა, ღრმა კოსმოსური კვლევიდან მთვარის ბაზებამდე

„მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობის, რადიაციული მდგრადობისა და დიზაინის ძლიერი მოქნილობის“ მახასიათებლების წყალობით, ბაზალტის ბოჭკომ მრავალგანზომილებიან გარღვევას მიაღწია აერონავტიკის სფეროში:

1. კოსმოსური ხომალდის თერმული დაცვის სისტემა
ატმოსფერული ხელახალი შესვლისგან დაცვა: ბაზალტის ბოჭკო დამაბრუნებელი კაფსულის თბოფარში გამოყენებულია გამაგრებული კერამიკული მატრიცული კომპოზიტები (C/SiC), რომლებსაც შეუძლიათ 1600℃ მაღალი ტემპერატურის გაძლება, ტრადიციულ ნახშირბად-ნახშირბადის მასალებთან შედარებით წონის 20%-ით და თბოგამტარობის 30%-ით შემცირებით. ამ მასალის გარკვეული ტიპის დამაბრუნებელ კაფსულაში გამოყენების შემდეგ, კაფსულის შიგნით ტემპერატურის რყევა ±5℃-ის ფარგლებში კონტროლდებოდა.
ექსტრემალური გარემოს იზოლაცია: Chang'e 6-ის დასაჯდომი კაფსულის თბოიზოლაციის ფენა დამზადებულია ბაზალტის ბოჭკოვანი თექისგან, რაც ეფექტურად ბლოკავს მთვარის ზედაპირზე მზის პირდაპირ სხივებს (127℃) და დაჩრდილულ მხარეს (-183℃) შორის ტემპერატურული სხვაობის გადაცემას, რაც კაფსულის შიგნით აღჭურვილობის ტემპერატურულ სტაბილურობას 40%-ით აუმჯობესებს.

2. კოსმოსური ხომალდის სტრუქტურები და კომპონენტები
მსუბუქი სტრუქტურული კომპონენტები: ბაზალტის ბოჭკოვანი/ეპოქსიდური ფისის კომპოზიტები გამოიყენება თანამგზავრების სამაგრებსა და მზის პანელების ჩარჩოებში. მხოლოდ 1.8 გ/სმ³ სიმკვრივით, ისინი 40%-ით ამცირებენ წონას ალუმინის შენადნობებთან შედარებით და ამავდროულად ორჯერ ახანგრძლივებენ დაღლილობის ვადას. მაგალითად, ამ მასალის გამოყენებით გარკვეულმა საკომუნიკაციო თანამგზავრმა შეამცირა თავისი საერთო წონა 120 კგ-ით, რამაც გაშვების ხარჯები 15%-ით შეამცირა.
მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადი კომპონენტები: ტურბოვენტილატორიანი ძრავის ტურბინის პირებში გამოიყენება ბაზალტის ბოჭკოვანი ნიკელის ბაზაზე დამზადებული შენადნობები, რომლებიც ზრდის სამუშაო ტემპერატურას 150°C-ით, აუმჯობესებს საწვავის ეფექტურობას 3%-ით და ახანგრძლივებს პირების სიცოცხლის ხანგრძლივობას 20%-ით. რუსულმა სამეცნიერო ჯგუფმა შეიმუშავა ბაზალტის პლასტმასის მილები, რომლებიც ერთი და იგივე კედლის სისქის ალუმინის შენადნობებთან შედარებით ორი რიგით უფრო დაბალ ღერძულ გადაადგილებას ავლენენ, რაც მათ სარაკეტო საწვავის მიწოდების სისტემებისთვის შესაფერისს ხდის.

3. ღრმა კოსმოსის შესწავლა და მთვარის ბაზის მშენებლობა
მთვარის ზედაპირზე ადგილზე წარმოება: ჩინურმა კვლევითმა ჯგუფებმა ბაზალტის ბოჭკოების წარმოებისთვის მთვარის ნიადაგის შემადგენლობის სიმულირება მოახდინეს და ბოჭკოების წარმოების ავტომატიზირებული მოწყობილობა შეიმუშავეს. ეს საშუალებას იძლევა მთვარის ზედაპირზე სამშენებლო მასალების (მაგალითად, ფირფიტებისა და მილების) წარმოება ადგილობრივი რესურსების გამოყენებით, რაც ტრანსპორტირების ხარჯებს დედამიწიდან მასალების ტრანსპორტირებასთან შედარებით 90%-ით ამცირებს. ჩანე 6-ზე ჩინეთის დროშაზე გამოყენებულ ბაზალტის ბოჭკოს შემადგენლობით მთვარის ნიადაგთან 85%-იანი მსგავსება აქვს, რაც მომავალი მთვარის მშენებლობისთვის მასალის დადასტურებას უზრუნველყოფს.
კოსმოსური კოსტიუმები და სიცოცხლის შემანარჩუნებელი საშუალებები: ბაზალტის ბოჭკოვანი ნაქსოვი სახელოები გამოიყენება კოსმოსური კოსტიუმების თერმული დაცვის ფენაში, უძლებს -196°C თხევადი ჟანგბადის გარემოს და გამდნარი ლითონის შხეფებს. კომპოზიტური ალუმინის ფოლგის ფენით გამდიდრებული, ისინი უზრუნველყოფენ რადიაციული დამცავ ფუნქციას, ბლოკავს კოსმოსური სხივების 99%-ს. ამ მასალის გამოყენებით შექმნილმა ექსპერიმენტულმა კოსმოსურმა კოსტიუმმა მისი საერთო წონა 18 კგ-ით შეამცირა და მობილურობა 25%-ით გააუმჯობესა.

III. „ქვის ოქროდ გადაქცევიდან“ „ვარსკვლავებამდე და ზღვამდე“, ბაზალტის ახალი მასალები აერონავტიკის რევოლუციას ლიდერობს

ჩინეთის მიერ ათასობით ტონიანი მიკრონის ზომის ულტრაწვრილი ბაზალტის ბოჭკოების მასობრივი წარმოების ტექნოლოგიაში მიღწეული გარღვევა არა მხოლოდ ჩემი ქვეყნის გადასვლას აღნიშნავს გლობალური მაღალი ხარისხის ბოჭკოების სფეროში „მიმდევრობიდან“ „წამყვან“ პოზიციაზე, არამედ ასევე უზრუნველყოფს შეუცვლელ ფუნდამენტურ მხარდაჭერას ღრმა კოსმოსური სივრცის კვლევისთვის, მთვარის ბაზის მშენებლობისთვის და ახალი თაობის კოსმოსური ხომალდების დაცვისთვის. ეს „მწვანე ქვა“, რომელიც დედამიწის სიღრმიდან მოდის და უკიდურესად მაღალ ტემპერატურაზეა გამოჭედილი, თავისი განსაკუთრებული თვისებებით ცვლის აერონავტიკის წარმოების ხარჯებისა და ეფექტურობის ლოგიკას: ფოლადზე უფრო ძლიერი, ალუმინზე მსუბუქი და ტემპერატურის ექსტრემალური ცვლილებებისადმი მდგრადი.