ناسا ماده‌ی جدیدی برای پرواز ماوراء صوت هواپیما توسعه می‌دهد

در ده سال آینده، هواپیماها خواهند توانست با سرعت ماوراء صوت از قاره‌ای به قاره‌ی دیگر در کمتر یک ساعت پرواز کنند. عامل اساسی برای یک وسیله به منظور دستیابی به سرعت بسیار زیاد، مقدار گرمای تولیدشده در طول سفر است؛ به‌عنوان مثال، هوایپمای مسافربری کنکورد در طول پرواز با بیشینه‌ سرعت ۲۴۷۰ کیلومتر بر ساعت، گرمایی بیش از ۱۳۰ درجه‌ی سانتی‌گراد تجربه می‌کرد. با توجه به این موضوع، مواد مورد استفاده برای ساختن چنین هواپیمایی باید مقاومت حرارتی بسیار بالا و پایداری سازه‌ای و وزن کمی داشته باشند. در تحقیقی که توسط محققان ناسا و دانشگاه بینگ‌هَمتون در حال اجرا است، محققان خواص نانولوله‌های ساخته‌شده از نیترید بور (ترکیب نیروژن و بور) را بررسی کردند. در این بررسی مشخص شد که این مواد پتانسیل استفاده در ساختمان هواپیماهای ماوراء صوتی که با سرعتی بیش از ۶۵۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کنند، دارند.

در حال حاضر از نانولوله‌های کربنی به دلیل استحکام و مقاومت گرمایی تا دمای ۴۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، در ساختمان هواپیماها استفاده می‌شوند. با این حال، نانولوله‌های نیترید بور تا دمای ۹۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد حرارت را تحمل می‌کنند. این مواد همچنین از همتایان کربنی خود سبک‌تر هستند و مقاومت ساختاری بیشتری دارند.

سفری پر هزینه

مسئله‌ی اساسی نانولوله‌های نیترید بور، قیمت بالای آن‌ها است؛ به گفته‌ی چانگ‌هونگ کی، دانشیار مهندسی مکانیک دانشگاه بینگ‌هامتون، استفاده‌ی گسترده از این مواد در ساختمان هواپیما، قیمت بسیار زیادی خواهد داشت. او می‌گوید:

ناسا تنها مجموعه‌ای است که می‌تواند نانولوله‌های نیترید بور را با کیفیت بالا تولید کند؛ در حال حاضر قیمت این نانولوله‌ها در حدود ۱۰۰۰ دلار به ازای هر گرم است؛ این قیمت بالا مانع از استفاده‌ی گسترده این مواد می‌شود.

با وجود هزینه‌ی تولید بالای این مواد، می‌توان امیدوار بود که قیمت آن‌ها کاهش یابد و تولید آن‌ها با توجه کاربری‌های مفید این مواد، افزایش پیدا کند. نانولوله‌های کربنی در حدود ۲۰ سال پیش قیمتی معادل نانولوله‌های نیترید بور، در حدود ۱۰ تا ۲۰ دلار در هر گرم داشتند.

اولین جایی که این ماده در آن استفاده خواهد شد، به‌طور قطع در هواپیماهای نظامی و جنگنده‌ها است و پس از آن در هواپیماهای مسافربری استفاده خواهد شد. خوشبختانه، راه‌های دیگری نیز در آینده برای سفر به نقاط مختلف وجود خواهد داشت که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان هایپرلوپ، سامانه‌ی سفر راکتی ایلان ماسک یا برنامه‌ی چین برای ساخت سریع‌ترین قطار پروازی اشاره کرد. برای آشنایی بیشتر با سرعت ماوراء، صوت شما را به دیدن ویدیوی زیر دعوت می‌کنیم: