ارتش آمریکا سرعت سلاح‌های هایپرسونیک خود را به 6200 کیلومتر در ساعت می‌رساند!

ارتش آمریکا در حال‌حاضر بر روی حداقل پنج پروژه سلاح‌های هایپرسونیک مشغول کار است و به‌زودی قدم‌های بزرگی را در این زمینه برخواهد داشت. نانوتکنولوژی یکی از فناوری‌های مهمی است که این سیستم‌ها را قادر خواهد ساخت تا بتوانند در طول حرکت‌شان با سرعت ۵ ماخ (حدود ۶۲۰۰ کیلومتر در ساعت) در داخل اتمسفر، دوام بیاورند و در این بین، نانولوله‌ها مواد بسیار مستحکم و سبک‌وزنی هستند که می‌توانند حرارت‌های بسیار بالا را تحمل نمایند.

سلاح‌های هایپرسونیک پرتابه‌هایی هستند که با سرعت‌ بسیار بالایی در اتمسفر سفر می‌کنند. هایپرسونیک‌ها معمولا با سرعت ۵ ماخ یا پنج برابر سرعت صوت شروع به حرکت می‌کنند و یکی از مشکلات اساسی درباره آنها این است که با افزایش سرعت، اصطکاک بین پرتابه و هوا نیز افزایش می‌یابد.

این اصطکاک به نوبه خود گرما تولید می‌کند. برای مثال، حرارات ایجادشده در پوسته جت شناسایی استراتژیک SR-71 Blackbird که سریع‌ترین هواپیمای سرنشین‌دار ساخته شده تابه‌حال است، در سرعت‌های ۳ ماخ به حدود ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. یا حرارت رویه راکت X-15 که طول دهه 1960 به پرواز در می‌آمد و با سرعت ۶ ماخ (۷۴۰۰ کیلومتر در ساعت) حرکت می‌کرد، به ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسید. میزان اصطکاک در سرعت ۱۰ ماخ به‌اندازه‌ای است که سخت‌ترین فولاد را ذوب می‌کند؛ در حالیکه در ۲۰ ماخ، درجه حرارت به مقدار باورنکردنی ۹۳۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. سلاح‌های هایپرسونیک در آینده می‌توانند به سرعت‌های ۲۴ ماخ (حدود ۳۰ هزار کیلومتر در ساعت) برسند.

دانشمندان و مهندسین، به‌لطف چالش‌های تکنیکی پیش‌آمده برای فضاپیماها و کلاهک‌های هسته‌ای که در هنگام برگشت‌شان به زمین مجبور به عبور از اتمسفر هستند، می‌دانند که چگونه مشکلات مربوط به اصطکاک هوا را برطرف کنند. اما باید توجه داشت که کلاهک موشکی که به سمت هدف دشمن نشانه رفته است، تنها برای چند دقیقه تحت تاثیر حرارت بالا قرار می‌گیرد و در نهایت به هدف خود برخورد می‌کند. اما یک سلاح هایپرسونیک، تمام پرواز خود را در اتمسفر طی می‌کند و در طول این مدت در معرض حرارت بالا قرار دارد.

اما نانولوله‌های کربنی می‌توانند این مشکل را حل کنند. دانشمندان در دانشگاه ایالتی فلوریدا به دنبال استفاده از نانولوله‌های کربنی برای ساخت سلاح‌های هایپرسونیک هستند. نانولوله‌های کربنی، نوعی مواد ترکیبی هستند که از لوله‌های کربنی با قطری به اندازه بسیار کوچک یک نانومتر تشکیل شده‌اند. این مواد، محکم‌تر از فولاد بوده و در برابر حرارت بسیار مقاوم هستند. حالا محققین کشف کرده‌اند که غوطه‌ور ساختن نانولوله‌های کربنی در فنول می‌تواند توانایی آن‌ها در پراکنده کردن حرارت را تا یک ششم افزایش دهد و باعث گردد نانومواد کمتری برای این منظور استفاده شوند.

اما معنی این کشف برای سلاح‌های هایپرسونیک چیست؟ این بدین معنی است که متریال مذکور می‌تواند حرارت و تنش‌های هایپرسونیک‌ها را به مقدار بسیار زیادی تحمل کند و در نتیجه به طراحان این سلاح‌ها اجازه دهد تا با استفاده کردن از لایه‌های ضخیم‌تری از آن، به سرعت‌های بسیار بالاتری برای هایپرسونیک‌ها دست یابند.

منبع popularmechanics
پیام بگذارید