টাইটানিয়াম বলগুলি কেন মহাকাশ শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়?

তাপমাত্রা এবং চাপ কতটুকু?

এয়ার স্পেস ক্ষেত্রে,টাইটানিয়াম বল(সাধারণত গোলাকার কাঠামো বা টাইটানিয়াম খাদ থেকে তৈরি উপাদান) তাদের অনন্য বিস্তৃত বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে মূল উপাদান হয়ে উঠেছে এবং ইঞ্জিনের মতো মূল অংশগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়,উড়োজাহাজের গঠননিম্নলিখিত অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প, কর্মক্ষমতা সুবিধা, তাপমাত্রা / চাপ সহনশীলতা সীমা এবং ঐতিহ্যগত উপকরণ তুলনায় পার্থক্য একটি বিশ্লেষণঃ
I. প্রধান অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্পটাইটানিয়াম বলএয়ারস্পেসের ক্ষেত্রে
1বিমান ইঞ্জিনের মূল উপাদান
কম্প্রেসার ব্লেড এবং হাউজ সংযোগকারীঃ
টাইটানিয়াম খাদের বলগুলি মাল্টি-স্টেজ কমপ্রেসার ব্লেড বা ফিক্সড কেসিং সংযোগ করতে ব্যবহৃত হয়,উচ্চ গতির ঘূর্ণন দ্বারা উত্পন্ন কেন্দ্রীয় শক্তি সহ্য করার জন্য তাদের উচ্চ শক্তি এবং জারা প্রতিরোধের ব্যবহার করে (যেমন বোয়িং 787 ইঞ্জিনের টাইটানিয়াম খাদ কম্প্রেসার উপাদান).
জ্বালানী নল গোলকঃ

তাপমাত্রা এবং চাপ কতটুকু?

এভিয়েশন কেরোসিন ডোজের গোলাকার ভালভটি টাইটানিয়াম খাদ থেকে তৈরি, যা জ্বলন চেম্বারের কাছাকাছি উচ্চ-চাপের জ্বালানী ফ্লাশিং এবং উচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশে প্রতিরোধ করতে পারে।
2এয়ারস্পেস প্রপুলশন সিস্টেম
রকেট ইঞ্জিনের টার্বো পাম্প লেয়ার বল:
তরল হাইড্রোজেন/তরল অক্সিজেন রকেট ইঞ্জিনের টার্বো পাম্প লেয়ারটি টাইটানিয়াম খাদ বল গ্রহণ করে,যা -২৫৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস (তরল হাইড্রোজেন তাপমাত্রা) থেকে ৩০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস (যেমন স্পেসএক্স ফ্যালকন রকেটের মেরলিন ইঞ্জিন) পর্যন্ত তীব্র তাপমাত্রার পার্থক্যের অধীনে স্থিতিশীল অপারেশন বজায় রাখতে পারে.
মনোভাব নিয়ন্ত্রণ ইঞ্জিন বলঃ
স্যাটেলাইট অবস্থান সমন্বয় ইঞ্জিনের ডোজল স্টিয়ারিং বল জয়েন্ট উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সঠিক সুইং অর্জন করতে টাইটানিয়াম খাদের হালকা ও ক্লান্তি প্রতিরোধের ব্যবহার করে।
3. বিমানের দেহের গঠন এবং ল্যান্ডিং গিয়ার
উইং পিভট সংযোগ বলঃ
ভেরিয়েবল সুইপ উইং বিমানের (যেমন এফ-১৪) উইং ফোল্ডিং প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি বিকৃতি চাপ সহ্য করতে এবং পরিধান হ্রাস করতে টাইটানিয়াম খাদ বল জয়েন্ট গ্রহণ করে।
ল্যান্ডিং গিয়ার শক আবরার বলঃ
Titanium alloy balls are used for shock absorber piston connection to buffer up to hundreds of tons of impact force when the aircraft takes off and lands (such as the titanium alloy landing gear parts of Airbus A350).
4উচ্চ তাপমাত্রা পরিবেশে কাঠামোগত অংশ
ইঞ্জিনের গাজেলের উচ্চ তাপমাত্রা অঞ্চলে বলঃ
জ্বলন চেম্বারের কাছাকাছি ডোজেলের ক্রেটে,টাইটানিয়াম খাদের বলউচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে 600 °C এর উপরে পৃষ্ঠের লেপ চিকিত্সার মাধ্যমে (যেমন অ্যালুমিনিজেশন) (ঐতিহ্যবাহী অ্যালুমিনিয়াম খাদ শুধুমাত্র 200 °C সহ্য করতে পারে) ।
মহাকাশযানের তাপ সুরক্ষা সংযোগ বল:
যখন মহাকাশযানটি বায়ুমণ্ডলে ফিরে আসে, তখন তাপ সুরক্ষা টাইলগুলিকে মূল কাঠামোর সাথে সংযুক্ত করতে টাইটানিয়াম খাদের বল ব্যবহার করা হয়,উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের এবং কাঠামোগত স্থিতিশীলতা বিবেচনা করে.

II. টাইটানিয়াম বলের মূল পারফরম্যান্স সুবিধা (বিমানের চাহিদার সাথে মানিয়ে নেওয়া)
1হালকা ও উচ্চ শক্তির মধ্যে নিখুঁত ভারসাম্য
নির্দিষ্ট শক্তি (শক্তি / ঘনত্ব): টাইটানিয়াম খাদগুলির (যেমন Ti-6Al-4V) নির্দিষ্ট শক্তি 160 MPa・m3/kg, যা অ্যালুমিনিয়াম খাদগুলির (প্রায় 60) এবং 3 এর 2.7 গুণ বেশি।স্টিলের তুলনায় ২ গুণ (প্রায় ৫০)একই শক্তিতে ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
অ্যাপ্লিকেশন মানঃ বিমানে, প্রতিটি 1 কেজি ওজন হ্রাস জ্বালানী খরচ 0.7-1.5L / ঘন্টা হ্রাস করতে পারে। টাইটানিয়াম বলের হালকা ওজন বৈশিষ্ট্যগুলি জ্বালানী দক্ষতা উন্নত করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
2. চরম পরিবেশে স্থিতিশীলতা
নিম্ন তাপমাত্রায় পারফরম্যান্সঃটাইটানিয়াম খাদএখনও তরল হাইড্রোজেন তাপমাত্রায় (-253°C) ভাল কঠোরতা বজায় রাখে এবং ভঙ্গুর হয় না (তুলনাঃ অ্যালুমিনিয়াম খাদগুলি -200°C এর নিচে কঠোরতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে) ।
উচ্চ তাপমাত্রা শক্তিঃ টাইটানিয়াম খাদগুলির দীর্ঘমেয়াদী ব্যবহারের তাপমাত্রা (যেমন আইএমআই 834) 600 °C পৌঁছতে পারে, অ্যালুমিনিয়াম খাদ (200 °C) এবং ম্যাগনেসিয়াম খাদ (300 °C) অতিক্রম করে,এবং কিছু নিকেল ভিত্তিক উচ্চ তাপমাত্রা খাদের কাছাকাছি (কিন্তু হালকা).
3ক্ষয় এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের
ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাঃ টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের প্রাকৃতিক অক্সাইড ফিল্ম (টিআইও 2) বিমানের জ্বালানী, জলবাহী তেল এবং সামুদ্রিক লবণ স্প্রে থেকে ক্ষয় প্রতিরোধ করতে পারে,উপাদানগুলির জীবনকাল বাড়ানো (যেমন ক্যারিয়ার ভিত্তিক বিমানের টাইটানিয়াম খাদ কাঠামো).
ক্লান্তি প্রতিরোধের ক্ষমতাঃ টাইটানিয়াম খাদগুলির ক্লান্তি শক্তি আউটপুট শক্তির 60-70% (অ্যালুমিনিয়াম খাদগুলির জন্য প্রায় 40-50%) পৌঁছতে পারে,যা রোটার জয়েন্টের মত অংশের জন্য উপযুক্ত যা অল্টারনেটিং লোড বহন করে.

III. প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ এবং অগ্রগতি
টাইটানিয়াম মিশ্রণগুলির প্রক্রিয়াজাতকরণ বোতল ঘা
টাইটানিয়াম উচ্চ রাসায়নিক কার্যকারিতা আছে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় টুল উপাদান (যেমন টংস্টেন কার্বাইড) সঙ্গে সহজে প্রতিক্রিয়া,যার ফলে কাটার অসুবিধা বেশি (প্রক্রিয়াকরণের খরচ ইস্পাতের তুলনায় ৩-৫ গুণ বেশি)বর্তমানে, এটি লেজার-সহায়তা প্রক্রিয়াকরণ বা ইলেকট্রন বিম গলন প্রযুক্তির মাধ্যমে উন্নত করা হয়।
নতুন টাইটানিয়াম খাদের গবেষণা ও উন্নয়ন
β টাইটানিয়াম খাদ (যেমন Ti-10V-2Fe-3Al): ফাটল অনমনীয়তা এবং ওয়েল্ডেবিলিটি উন্নত করার জন্য তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে ফেজ কাঠামো সামঞ্জস্য করুন এবং এটি বিমানের দেহের ফ্রেমের সংযোগ বলগুলির জন্য ব্যবহার করুন।
টাইটানিয়াম অ্যালুমিনিয়াম যৌগ (Ti3Al/TiAl): ঘনত্ব মাত্র 3.9 g/cm3, এবং উচ্চ তাপমাত্রা শক্তি 800°C পৌঁছায়।এটি ভবিষ্যতে ইঞ্জিন টারবাইন ব্লেডের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে (যেমন টিআইএল অ্যালোয় টারবাইন বল বিয়ারিং যা নাসা দ্বারা পরীক্ষা করা হচ্ছে).
থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তির অগ্রগতি
** ইলেকট্রন বিম মেলিং (ইবিএম) বা লেজার পাউডার বেড মেলিং (এলপিবিএফ) ** প্রযুক্তি ব্যবহার করে জটিল গর্ত কাঠামো সহ টাইটানিয়াম খাদের বল তৈরি করা হয়,তাপ অপসারণ কর্মক্ষমতা উন্নত করার সময় ওজন হ্রাস করা (যেমন এয়ারবাস ওজন 40% হ্রাস করতে 3 ডি প্রিন্টেড টাইটানিয়াম খাদ বল ব্যবহার করে).

সংক্ষিপ্তসার
এর অপরিহার্য প্রকৃতিটাইটানিয়াম বলএয়ারস্পেস ক্ষেত্রে এটির **"হালকা ওজন + উচ্চ তাপমাত্রা শক্তি + জারা প্রতিরোধের"** এর ত্রিগুণ সুবিধার কারণে এটি ইঞ্জিন, কাঠামোগত অংশের জন্য একটি মূল উপাদান হয়ে উঠেছে,এবং প্রপোলশন সিস্টেমবর্তমান প্রচলিত টাইটানিয়াম খাদের বলগুলি -২৫৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে ৬০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা এবং কয়েকশ এমপিএ চাপে স্থিতিশীলভাবে কাজ করতে পারে।এবং উপাদান প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে (যেমন লেপ প্রযুক্তি)বাণিজ্যিক বিমান থেকে শুরু করে গভীর মহাকাশ অনুসন্ধানে, টাইটানিয়াম বলগুলি ক্রমাগতভাবে মহাকাশ সরঞ্জামগুলিকে উচ্চতর গতিতে চালিত করছে,কম শক্তি খরচ, এবং দীর্ঘ জীবন।

ই-মেইলঃ cast@ebcastings.com