labarai

Layin ciki na jirgin ruwa mai matsin lamba da zare galibi tsarin rufi ne, wanda babban aikinsa shine ya zama shingen rufewa don hana zubewar iskar gas ko ruwan da ke cikin matsin lamba mai yawa, yayin da kuma kare layin waje na zare da zare. Wannan layin ba ya lalacewa ta hanyar kayan da aka adana a ciki, kuma layin waje layin resin ne mai ƙarfin zare da zare, wanda galibi ana amfani da shi don ɗaukar mafi yawan nauyin matsin lamba a cikin jirgin ruwa mai matsin lamba.

Tsarin jirgin ruwa mai matsin lamba da aka yi da zare: Jirgin ruwa mai matsin lamba na kayan da aka haɗa galibi suna zuwa cikin siffofi huɗu na tsari: silinda, mai siffar ƙwallo, mai siffar ƙwallo, da kuma mai siffar murabba'i. Jirgin ruwa mai zagaye ya ƙunshi sashe mai siffar ƙwallo da kawuna biyu. Ana ƙera jiragen ruwa masu matsin lamba na ƙarfe a cikin siffofi masu sauƙi, tare da ajiyar ƙarfi mai yawa a cikin alkiblar axial. A ƙarƙashin matsin lamba na ciki, matsin lamba na tsayi da latitudinal na jirgin ruwa mai siffar ƙwallo daidai yake, kuma rabin matsin lamba ne na zagaye na jirgin ruwa mai siffar ƙwallo. Kayan ƙarfe suna da ƙarfi iri ɗaya a kowane kwatance; saboda haka, jiragen ruwa masu siffar ƙwallo an ƙera su don ƙarfi iri ɗaya kuma suna da mafi ƙarancin nauyi don wani girma da matsin lamba da aka bayar. Yanayin damuwa na jirgin ruwa mai siffar ƙwallo ya dace, kuma ana iya sanya bangon jirgin ya zama siriri. Duk da haka, saboda wahalar da ake fuskanta wajen ƙera jiragen ruwa masu siffar ƙwallo, galibi ana amfani da su ne kawai a aikace-aikace na musamman kamar jirgin sama. Kwantena masu siffar zobe ba kasafai ake samu ba a masana'antu, amma tsarinsu har yanzu yana da mahimmanci a wasu takamaiman yanayi. Misali, jiragen sama suna amfani da wannan tsari na musamman don yin cikakken amfani da sarari mai iyaka. Ana amfani da kwantena masu kusurwa huɗu galibi don haɓaka amfani da sarari lokacin da sarari ya yi ƙasa, kamar motocin tanki masu kusurwa huɗu don motoci da motocin tankin jirgin ƙasa. Waɗannan kwantena galibi jiragen ruwa ne masu ƙarancin matsin lamba ko matsin yanayi, kuma an fi son a yi musu nauyi mai sauƙi.

Rikicewar tsarin matsi na kayan haɗin gwiwa, canje-canje kwatsam a cikin murfin ƙarshe da kauri, da kuma kauri mai canzawa da kusurwar murfin ƙarshe suna kawo matsaloli da yawa ga ƙira, bincike, lissafi, da ƙira. Wani lokaci, tasoshin matsin lamba na kayan haɗin gwiwa ba wai kawai suna buƙatar juyawa a kusurwoyi daban-daban da rabon gudu a cikin murfin ƙarshe ba, har ma suna buƙatar hanyoyi daban-daban na juyawa dangane da tsarin. A lokaci guda, dole ne a yi la'akari da tasirin abubuwan aiki kamar coefficient of fraction. Saboda haka, ƙirar tsari mai kyau da ma'ana ce kawai za ta iya jagorantar tsarin samar da naɗaɗɗenkayan haɗin kaitasoshin matsin lamba, ta haka ne ke samar da samfuran jirgin ruwa mai nauyin kayan haɗin gwiwa waɗanda suka cika buƙatun ƙira.

Kayan Aiki Don Tasoshin Matsi na Fiber-Raunin Rauni

Layin da ke ɗauke da raunin zare, a matsayin babban ɓangaren da ke ɗauke da kaya, dole ne ya kasance yana da ƙarfi mai yawa, babban modulus, ƙarancin yawa, kwanciyar hankali na zafi, kyakkyawan juriyar resin, ingantaccen sarrafawa mai lanƙwasa, da kuma matsewar zare iri ɗaya. Abubuwan da ake amfani da su a fannin ƙarfafa zare don tasoshin matsin lamba masu sauƙi sun haɗa da zaren carbon, zaren PBO, zaren aramid, da zaren polyethylene mai nauyin ƙwayoyin halitta mai yawa.

Zaren carbonwani abu ne mai kama da carbon wanda babban bangarensa shine carbon. An samar da shi ta hanyar samar da sinadarin carbon a yanayin zafi mai yawa kuma abu ne mai kama da fiber mai aiki sosai tare da sinadarin carbon da ya wuce kashi 95%. Fiber ɗin Carbon yana da kyawawan halaye, kuma bincike a kansa ya fara ne sama da shekaru 100 da suka gabata. Abu ne mai kama da fiber mai aiki mai ƙarfi, mai girma, kuma mai ƙarancin yawa, wanda galibi yana da waɗannan halaye:

1. Ƙarancin yawa da nauyi mai sauƙi. Yawan zare na carbon shine 1.7 ~ 2 g/cm³, daidai yake da 1/4 yawan ƙarfe da 1/2 yawan ƙarfe na aluminum.

2. Babban ƙarfi da babban modulus: Ƙarfinsa ya fi ƙarfe sau 4-5, kuma ƙarfinsa na roba ya fi ƙarfe sau 5-6, wanda hakan ke nuna cikakken farfadowar roba (Zhang Eryong da Sun Yan, 2020). Ƙarfin tauri da ƙarfin roba na zare na carbon na iya kaiwa 3500-6300 MPa da 230-700 GPa, bi da bi.

3. Ƙarancin yawan faɗaɗawar zafi: Ƙarfin zare na carbon yana raguwa yayin da zafin ke ƙaruwa, wanda hakan ke sa shi ya yi tsayayya da sanyaya da dumama cikin sauri. Ba zai fashe ko da bayan sanyaya daga digiri dubu da yawa na Celsius zuwa zafin ɗaki ba, kuma ba zai narke ko ya yi laushi a cikin yanayin da ba ya haifar da iskar oxygen a 3000℃; ba zai yi rauni ba a yanayin zafi na ruwa.

4. Kyakkyawan juriya ga tsatsa: Zaren carbon ba ya shiga cikin acid kuma yana iya jure wa acid mai ƙarfi kamar hydrochloric acid mai ƙarfi da sulfuric acid. Bugu da ƙari, haɗakar zaren carbon kuma suna da halaye kamar juriya ga radiation, kwanciyar hankali mai kyau na sinadarai, ikon shan iskar gas mai guba, da daidaita neutron, wanda hakan ke sa su zama masu amfani sosai a fannin sararin samaniya, soja, da sauran fannoni da yawa.

Aramid, wani zare na halitta wanda aka haɗa shi da sinadaran aromatic polyphthalamides, ya bayyana a ƙarshen shekarun 1960. Yawansa ya yi ƙasa da na zaren carbon. Yana da ƙarfi mai yawa, yawan amfanin ƙasa mai yawa, juriya ga tasiri mai kyau, kwanciyar hankali mai kyau na sinadarai, da juriya ga zafi, kuma farashinsa rabin zaren carbon ne kawai.Zaruruwan Aramidgalibi suna da halaye masu zuwa:

1. Kyakkyawan halayen injiniya. Zaren Aramid wani nau'in polymer ne mai sassauƙa wanda ke da ƙarfin tauri fiye da na polyester na yau da kullun, auduga, da nailan. Yana da tsayi mai yawa, yana da taushin ji, da kuma kyakkyawan juyi, wanda ke ba da damar yin shi zuwa zare masu laushi da tsayi daban-daban.

2. Kyakkyawan maganin hana harshen wuta da juriya ga zafi. Aramid yana da ma'aunin iskar oxygen mai iyaka fiye da 28, don haka baya ci gaba da ƙonewa bayan an cire shi daga harshen wuta. Yana da kyakkyawan kwanciyar hankali na zafi, ana iya amfani da shi akai-akai a 205℃, kuma yana riƙe da ƙarfi mai yawa koda a yanayin zafi sama da 205℃. A lokaci guda, zaruruwan aramid suna da zafin ruɓewa mai yawa, suna riƙe da ƙarfi mai yawa koda a yanayin zafi mai yawa, kuma suna fara yin carbon ne kawai a yanayin zafi sama da 370℃.

3. Sifofin sinadarai masu dorewa. Zaruruwan Aramid suna nuna juriya mai kyau ga yawancin sinadarai, suna iya jure yawancin yawan acid marasa tsari, kuma suna da juriya mai kyau ga alkali a zafin ɗaki.

4. Kyakkyawan halayen injiniya. Yana da kyawawan halaye na injiniya kamar ƙarfi mai yawa, babban modulus, da nauyi mai sauƙi. Ƙarfinsa ya ninka na waya ta ƙarfe sau 5-6, ƙarfinsa ya ninka na waya ta ƙarfe ko zare na gilashi sau 2-3, ƙarfinsa ya ninka na waya ta ƙarfe sau biyu, kuma nauyinsa ya kai 1/5 na wayar ƙarfe. An daɗe ana amfani da zare mai ƙamshi mai ƙarfi na polyamide, waɗanda suka dace da jiragen sama da jiragen sama, waɗanda suka dace da buƙatun inganci da siffa mai tsauri.

An ƙirƙiro zare na PBO a Amurka a shekarun 1980 a matsayin kayan ƙarfafawa ga kayan haɗin da aka haɓaka don masana'antar sararin samaniya. Yana ɗaya daga cikin mambobi mafi kyau na dangin polyamide waɗanda ke ɗauke da mahaɗan aromatic heterocyclic kuma an san shi da babban zare na ƙarni na 21. Zare na PBO yana da kyawawan halaye na zahiri da na sinadarai; ƙarfinsa, modulus na roba, da juriyar zafi suna cikin mafi kyawun zare. Bugu da ƙari, zare na PBO yana da kyakkyawan juriyar tasiri, juriyar gogewa, da kwanciyar hankali na girma, kuma yana da sauƙi da sassauƙa, wanda hakan ya sa ya zama kayan yadi mai kyau. Zare na PBO yana da manyan halaye masu zuwa:

1. Kyakkyawan halayen injiniya. Kayayyakin fiber na PBO masu inganci suna da ƙarfin 5.8 GPa da kuma modulus na roba na 180 GPa, mafi girma a cikin zaruruwan sinadarai da ake da su.

2. Kyakkyawan kwanciyar hankali na zafi. Yana iya jure yanayin zafi har zuwa 600℃, tare da ma'aunin iyaka na 68. Ba ya ƙonewa ko raguwa a cikin harshen wuta, kuma juriyarsa ga zafi da jinkirin harshen wuta sun fi kowace zare ta halitta.

A matsayinsa na zare mai matuƙar aiki na ƙarni na 21, zaren PBO yana da kyawawan halaye na zahiri, na inji, da na sinadarai. Ƙarfinsa da tsarinsa na roba sun ninka na zaren aramid sau biyu, kuma yana da juriyar zafi da juriyar harshen wuta na meta-aramid polyamide. Sifofinsa na zahiri da na sinadarai sun zarce na zaren aramid gaba ɗaya. Zaren PBO mai diamita 1mm zai iya ɗaga abu mai nauyin kilogiram 450, kuma ƙarfinsa ya ninka na zaren ƙarfe sau 10.

Zaren polyethylene mai nauyin ƙwayoyin halitta mai matuƙar girma, wanda kuma aka sani da babban ƙarfin polyethylene mai yawan modulus, shine zare mai ƙarfi da takamaiman modulus a duniya. Zare ne da aka ƙera daga polyethylene mai nauyin kwayoyin halitta na miliyan 1 zuwa miliyan 5. Zaren polyethylene mai nauyin kwayoyin halitta mai yawan gaske galibi yana da halaye masu zuwa:

1. Ƙarfinsa na musamman da kuma babban ƙarfinsa na musamman. Ƙarfinsa na musamman ya fi na waya ta ƙarfe mai sassa ɗaya sau goma, kuma takamaiman ƙarfinsa ya fi na musamman na zare na carbon. Yawanci, nauyin ƙwayoyin halittarsa ​​ya fi 10, tare da ƙarfin tauri na 3.5 GPa, ƙarfin roba na 116 GPa, da kuma tsawonsa na 3.4%.

2. Ƙarancin yawansa. Yawanci yawansa shine 0.97~0.98 g/cm³, wanda ke ba shi damar yin iyo a kan ruwa.

3. Ƙarancin tsayi a lokacin karyewa. Yana da ƙarfin shaƙar makamashi mai ƙarfi, kyakkyawan tasiri da juriya ga yankewa, kyakkyawan juriya ga yanayi, kuma yana da juriya ga haskoki na ultraviolet, neutrons, da gamma haskoki. Hakanan yana da babban shaƙar makamashi na musamman, ƙarancin dielectric constant, babban watsawar raƙuman lantarki, da juriya ga lalata sinadarai, da kuma kyakkyawan juriya ga lalacewa da kuma tsawon rai mai lankwasawa.

Fiber polyethylene yana da kyawawan kaddarorin, wanda ke nuna kyakkyawan sakamako a cikin aikin narkewar abinci.fiber mai aiki mai girmakasuwa. Daga layukan da aka daure a filayen mai na teku zuwa kayan haɗin gwiwa masu sauƙin aiki, yana nuna fa'idodi masu yawa a yaƙin zamani, da kuma a fannin sufurin jiragen sama, sararin samaniya, da teku, yana taka muhimmiyar rawa a kayan aikin tsaro da sauran fannoni.