زلزله فناوری نانو در صنایع هوایی

رشد روزافزون فناوری نانو در جهان، موجب افزایش به‌کارگیری این فناوری‌ها در صنعت هوایی شده است. برخی شرکت‌های بزرگ و مجموعه‌های معتبر هوایی در حال استفاده و برخی دیگر در حال تحقیق و توسعه در مورد فناوری‌های نانو برای استفاده بخش‌های این صنعت از جمله سازه، ادوات داخلی، اجزای موتورها و همچنین سطوح قطعات هستند. از سال 1392/ 2013، شرکت بوئینگ استفاده از فناوری نانو را در بخش‌های سازه، انرژی و قدرت، سیستم‌ها و سنسورها در برنامه خود قرار داده است. در هواپیمای بوئینگ 787 از نانوکامپوزیت‌های مختلف در بدنه و همچنین از نانو پوشش در محفظه ورودی هوای موتور برای هواپیمای 787 اس بهره گرفته شده است.

برخی فناوری‌های مبتنی بر فناوری نانو در سازه‌ها شامل نانوکامپوزیت‌های سبک، نانوفیلترهای تهویه مطبوع، نانومواد و نانوافزودنی‌ها برای مصرف انرژی و سوخت کمتر، تایرها و ترمزهای مستحکم، اجزای با استحکام بیشتر و همچنین توسعه تجهیزات الکترونیکی با استفاده از فناوری نانوست. نانوکامپوزیت‌ها از جمله نانوکامپوزیت‌های پلیمری فعال شده با نانولوله‌ها و نانورس‌ها در ساخت هواپیما راه‌حلی پیشرفته محسوب می‌شود. این نانوکامپوزیت‌ها با خاصیت مقاومت به خوردگی و تریبولوژیکی بالا، مقاومت به ضربه و جذب انرژی عالی، عمرکاری بالا، خواص نوری مناسب و همچنین استحکام بالا با وجود کاهش وزن بسیار مورد توجه این صنعت قرار گرفته‌اند.

در بخش موتور، هر چند استفاده از نانوپوشش‌ها و مواد پیشرفته در موتورهای توربین گازی به دهه‌های اخیر بازمی‌گردد، با این حال بهبود خواص تریبولوژیکی آنها همواره مورد توجه بوده است. در بازار بشدت رقابتی کنونی، موفقیت از آن شرکت‌هایی است که بتوانند از این فناوری‌ها به نحو احسن استفاده ببرند. چالش برای استفاده از فناوری نانو در بخش موتور درسال‌های اخیر با تمرکز بر کاهش هزینه‌ها بسیار افزایش یافته و سرعت استفاده از این مواد علاوه بر ویژگی‌های فنی، تابع مقرون به صرفه بودن آنهاست. نانوکامپوزیت‌های پایه سرامیکی (CMC)، شرایط کار در دماهایی را فراهم می‌کنند که فراتر از حد تحمل بهترین فلزات است. برای مثال نازل‌های خروجی ساخته شده از SiC/SiC در موتور EJ200 از جمله کاربردهای تجاری شده این فناوری است. به روزترین کاربرد فناوری CMC در موتور هواپیما را شرکت رویز رویس در ساخت پره راهنمای خروجی استفاده می‌کند.

موتور هواپیماها با استفاده از نانومواد و نانوپوشش‌ها علاوه بر بازدهی بهتر، قدرت پیشرانه بیشتری را هم تولید می‌کنند. از فناوری نانوپوشش‌ها در مواردی مانند پوشش‌دهی ابزارآلات و قالب‌ها، پوشش‌دهی ارابه فرود هواپیما و اجزای موتورها به منظور افزایش سختی سطح، افزایش مقاومت به خوردگی، سایش و حرارت و همچنین ایجاد پوشش ضد یخ‌زدگی روی ساختمان هواپیما برای افزایش کارایی و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری استفاده می‌شود. برای مثال استفاده از نانومواد و نانوپوشش‌ها در پره‌توربین‌ها، امکان کار در دمای بالاتری را می‌دهد. همچنین از نانوپوشش‌ها با ساختارهای چندلایه، نانوپوشش‌های سرامیکی، مقاوم به حرارت، نانوپوشش‌های مقاوم به شوک حرارتی، خوردگی، فرسایش، سایش و غیره برای لایه‌نشانی توربوموتورها و سیستم‌های تولیدی همزمان بهره می‌گیرند.

از این‌رو با کاهش مصرف سوخت و افزایش بُرد به صورت قابل ملاحظه‌ای، یک جهش اقتصادی در صنعت هوایی رخ خواهد داد.