নতুন তাপ প্রতিরোধী উপাদান অগ্রগতি হাইপারসনিক ফ্লাইট

মানবজাতির গতির সাধনা কখনোই থেমে থাকেনি। প্রাচীন ঘোড়সওয়ার থেকে শুরু করে আধুনিক বিমান পর্যন্ত, আমরা ক্রমাগত দূরত্ব কমাতে এবং দক্ষতা বাড়াতে শারীরিক সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করছি।হাইপারসনিক ফ্লাইটএয়ার স্পেস ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের একটি উচ্চাকাঙ্ক্ষী লক্ষ্য।

কল্পনা করুন লন্ডন থেকে সিডনি পর্যন্ত ২০ ঘণ্টার বেশি নয়, মাত্র ৫০ মিনিটের মধ্যে ভ্রমণ করা। এটি কোন বিজ্ঞান কল্পকাহিনী নয়, কিন্তু হাইপারসনিক প্রযুক্তির অগ্রগতির ফলে সম্ভব একটি বাস্তব ভবিষ্যৎ।এই লক্ষ্য অর্জনে গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ রয়েছেহাইপারসোনিক ফ্লাইটের সময় বায়ু ঘর্ষণের ফলে সৃষ্টি হওয়া তীব্র তাপমাত্রা অভূতপূর্ব তাপ প্রতিরোধের উপাদানগুলির প্রয়োজন, যা উন্নয়নে একটি সমালোচনামূলক বোতলঘাট সৃষ্টি করে।

সমাধানটি বিপ্লবী উপকরণগুলিতে রয়েছেঃ ট্যানটালিয়াম কার্বাইড (TaC) এবং হাফনিয়াম কার্বাইড (HfC) ।এই অগ্নি প্রতিরোধী সিরামিক তাদের ব্যতিক্রমী উচ্চ তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা সঙ্গে উপাদান বিজ্ঞান সীমানা redefining হয়, পরবর্তী প্রজন্মের হাইপারসনিক যানবাহনের ভিত্তি স্থাপন করে।

অগ্নি প্রতিরোধী সিরামিক এক শ্রেণীর উপকরণ যা চরম তাপমাত্রা সহ্য করতে ডিজাইন করা হয়েছে।এই উপকরণগুলি উচ্চ তাপমাত্রা শিল্পে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, এয়ারস্পেস, এবং পারমাণবিক অ্যাপ্লিকেশন।

• ব্যতিক্রমী গলনাঙ্কঃঐতিহ্যবাহী উপকরণগুলি ব্যর্থ হলে তাপমাত্রায় কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখা
• রাসায়নিক স্থিতিশীলতাঃকঠোর পরিবেশে অক্সিডেশন এবং জারা প্রতিরোধী
• তাপীয় শক প্রতিরোধেরঃক্র্যাকিং ছাড়াই দ্রুত তাপমাত্রা ওঠানামা সহ্য
• উচ্চ কঠোরতাঃউচ্চতর পরিধান এবং ক্ষয় প্রতিরোধের প্রদর্শন
• নিম্ন তাপীয় প্রসারঃতাপমাত্রা পরিবর্তনের সময় মাত্রা পরিবর্তন কমিয়ে আনুন

• উচ্চ তাপমাত্রার শিল্প সরঞ্জাম (অগ্নিকুণ্ড, ক্রুজিবল, থার্মোকপল গহ্বর)
• এয়ারস্পেস তাপ সুরক্ষা সিস্টেম
• পারমাণবিক চুল্লি উপাদান
• কাটিয়া সরঞ্জাম এবং পরিধান প্রতিরোধী লেপ
• ইলেকট্রনিক স্তর এবং প্যাকেজিং

এই অতি-উচ্চ তাপমাত্রা সিরামিকগুলি অগ্নি প্রতিরোধী উপকরণগুলির কাটিয়া প্রান্তকে প্রতিনিধিত্ব করে, রেকর্ড ভাঙার গলন পয়েন্ট এবং ব্যতিক্রমী যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে গর্ব করে।

• সূত্রঃট্যাক্স
• ক্রিস্টাল কাঠামো:মুখকেন্দ্রিক ঘনক্ষেত্র
• গলনাঙ্ক:3768°C (6814°F)
• কঠোরতা:৯-১০ মোহস
• মূল বৈশিষ্ট্যঃউচ্চ তাপমাত্রা স্থায়িত্বের সাথে মিলিত ব্যতিক্রমী তাপ পরিবাহিতা

• সূত্রঃHfC
• ক্রিস্টাল কাঠামো:মুখকেন্দ্রিক ঘনক্ষেত্র
• গলনাঙ্ক:৩৯৫৮°সি (৭১৫৬°ফারেনহাইট) ‡ যে কোন উপাদানের সর্বোচ্চ গলনাঙ্ক
• কঠোরতা:৯-১০ মোহস
• মূল বৈশিষ্ট্যঃচরম তাপমাত্রায় উচ্চতর অক্সিডেশন প্রতিরোধের

কয়েক দশক ধরে, প্রযুক্তিগত সীমাবদ্ধতার কারণে এই উপকরণগুলির গলন পয়েন্টগুলি সঠিকভাবে পরিমাপ করা অসম্ভব বলে প্রমাণিত হয়েছিল।ঐতিহ্যগত পদ্ধতিগুলি পরিমাপ উপকরণ প্রবর্তন ছাড়া প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা অর্জন করতে পারে না.

ইম্পেরিয়াল কলেজ লন্ডনের গবেষকরা একটি লেজার-ভিত্তিক গরম করার কৌশল চালু করেছেন যা অবশেষে সুনির্দিষ্ট পরিমাপ সক্ষম করেছে। তাদের ২০২০ সালের গবেষণায় প্রকাশিত বৈজ্ঞানিক প্রতিবেদনগুলি প্রকাশ করেছেঃ

• TaC 3768°C ± 50°C এ গলে
• HfC 3958°C ± 50°C এ গলে

এই অগ্রগতি এইচএফসিকে সর্বোচ্চ গলনাঙ্কযুক্ত উপাদান হিসেবে নিশ্চিত করেছে, যা চরম পরিবেশে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নতুন সম্ভাবনা খুলে দিয়েছে।

হাইপারসনিক ফ্লাইট (ম্যাক ৫ অতিক্রম করে) তিনটি প্রধান চ্যালেঞ্জ নিয়ে আসে:

1. তাপ প্রতিবন্ধকতাঃউড়ানের সময় পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 3000°C অতিক্রম করে
2. সনিক বুম:শক তরঙ্গ থেকে বায়ুমণ্ডলীয় ব্যাঘাত
3. জ্বালানী দক্ষতাঃদীর্ঘস্থায়ী হাইপারসনিক গতির জন্য উচ্চ শক্তির প্রয়োজনীয়তা

ট্যাক্স এবং এইচএফসি সর্বাধিক সমালোচনামূলক তাপ ব্যবস্থাপনা চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করে। তাপ সুরক্ষা সিস্টেমের (টিপিএস) শীর্ষস্থানীয় প্রার্থী হিসাবে, এই উপকরণগুলি নিম্নলিখিতগুলি সক্ষম করেঃ

• এয়ারডাইনামিক হিটিং থেকে এয়ারক্রাফট কাঠামোর সুরক্ষা
• ক্ষয় প্রতিরোধের মাধ্যমে দীর্ঘায়িত অপারেটিং জীবনকাল
• তাপ সুরক্ষা ওজন হ্রাস, দরকারী লোড ক্ষমতা উন্নত

সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি হাইপারসনিক যানবাহনের বাইরেও বিস্তৃতঃ

• মহাকাশযান:বায়ুমণ্ডলে পুনরায় প্রবেশের জন্য অগ্রভাগের প্রান্ত এবং নাকের শঙ্কু
• পারমাণবিক শক্তি:পরবর্তী প্রজন্মের চুল্লিগুলির জন্য জ্বালানী আবরণ
• শিল্পঃঅতি-উচ্চ তাপমাত্রায় উপাদান প্রক্রিয়াকরণের জন্য ক্রুজিবল
• উৎপাদনঃসুপারলেগগুলির যন্ত্রের জন্য কাটা সরঞ্জাম

যেমন উপাদান সংশ্লেষণ কৌশল অগ্রগতি, এই অতি-refractory সিরামিক প্রযুক্তি আগে অসম্ভব বলে মনে করা সম্ভব করতে প্রতিশ্রুতি। চলমান গবেষণা উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়ঃ

• দৃঢ়তা বাড়ানোর জন্য যৌগিক রচনা বিকাশ
• দীর্ঘায়িত সেবা জীবনের জন্য অক্সিডেশন প্রতিরোধের উন্নতি
• ব্যাপক প্রয়োগের জন্য উৎপাদন খরচ কমানো

ট্যাক্স এবং এইচএফসির মাধ্যমে উপাদান বিজ্ঞান এবং এয়ারস্পেস ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের বিবাহ আমাদের চরম পরিবেশে কাজ করার ক্ষমতাতে একটি দৃষ্টান্ত পরিবর্তনকে উপস্থাপন করে,রুটিন হাইপারসনিক ভ্রমণের স্বপ্নকে বাস্তবতার কাছাকাছি নিয়ে আসছে.