|
بررسي تكنولوژيهاي ميكرو محرك براي اهداف آتي
سفينههاي فضايي
اين بررسي، ده روش متفاوت تبديل انرژي به حركت و كاربرد آنها براي
سفينههاي فضايي كوچك را در بردارد. اين روشها شامل موارد زير است:
الكترومغناطيسي، گرما مكانيكي، پيزو الكتريك، مغناطيس سخت،الكتروهيدرو
ديناميك، الكترواستاتيك،تغيير فاز، حافظه شكلي، الكترورئولوژيكي،
ديامغناطيسي.
بررسي تكنولوژيهاي ميكرو محرك براي فرستادن سفينههاي فضايي در زمانهاي
آينده
توسعه تكنولوژي سفينه فضايي از نظر تاريخي باعث ازدياد سود تجاري حاصل
از آن شده است. به طعنه ميتوان گفت كه سفينههاي فضايي آينده بر محور
تكنولوژيهاي در حال توسعه بازارهاي تجاري حال تكيه دارند. بازارهاي
دارو، خودرو، روباتشناسي و بازار تجهيزات، باعث بوجود آوردن مزيتهاي
زيادي در حوزه سيستمهاي ميكرو- الكترو- مكانيكي(MEMS) شدهاند.
محصولات تجاري MEMS امروزه شامل سنسورهاي شيميايي، مبدلهاي شتاب و فشار
و ميكروسوپاپها ميباشند. در واقع، بعضي از اين وسايل آنقدر كوچكند كه
تنها به كمك يك ميكروسكوپ ميتوان آنها را بخوبي مشاهده نمود...
ملزومات
مرتبط با انواع سفينههاي فضايي جديد كه براي سير در منظومه شمسي و
فراتر طراحي شدهاند نيازمند اعمال بررسيها و آزمايشات كاملي دارند كه
از روشهاي و سيستمهاي راهانداز جديد سرچشمه و الهام گرفتهاند.
روشهايي كه نكته تمركز آنها عملكرد، كارايي و اندازه مناسب ميباشد.
طراحان سفينههاي فضايي آينده بايد تكنولوژي جديد
MEMS، كه نقش كليدي در اجزاي الكترونيكي
و مكانيكي سفينههاي فضايي بازي ميكنند، را مدنظر قرار دهند. اين
مقاله ده تكنولوژي اساسي را بررسي ميكند و توسعه ميكرو راهانداز
اخير، روشهاي عملكرد آنها، محدوديتهاي طراحان، اجراي مقايسهاي و
كاربردهاي بالقوه سفينهها را تحت پوشش قرار ميدهد...
مقدمه
ما
براي اين بررسي محرك يا ادوات راهانداز را وسيلهاي تعريف ميكنيم كه
انرژي الكتريكي يا گرمايي را به حركت قابل كنترل تبديل ميكند. منابع
مختلف انرژي الكتريكي و گرمايي كه يك سفينه فضايي مورد استفاده قرار
ميدهد شامل موارد زير ميباشند: ...
ده
روش تبديل انرژي به حركت
الكترو
مغناطيس
الكترومغناطيس از جريان الكتريكي كه از طريق يك ماده رسانا حركت ميكند
ناشي ميشود...
الكتروستاتيك
بارالكتروستاتيك از ازدياد يا كمبود الكترونهاي آزاد در يك ماده ناشي
ميشود و يك نيروي جاذبه را بر روي اجسام با بار مخالف اعمال ميكند و
يا آنكه يك نيروي دافعه را بر روي اجسام با بار مشابه ايجاد ميكند...
گرمامكانيكي
سيستمهاي گرمامكانيكي از انبساط يا انقباض فيزيكي استفاده ميكند و در
موادي اتفاق ميافتد كه در محدوده فازي خود ( جامد، مايع، گاز) متحمل
تغييرات دمايي شوند...
تغيير فاز
سيستمهاي تغيير فاز از تغييرات ابعادي (انبساط و انقباض) استفاده
ميكنند و در مواردي نيز ممكن است تغييرات بين فازها (جامد، مايع، گاز)
رخ دهد...
پيزو الكتريك
حركت پيزو الكتريك از تغييرات ابعادي حاصل ميشود و اين تغييرات ابعادي
در مواد كريستالي معين و در هنگاميكه در معرض يك ميدان الكتريكي يا يك
بار الكتريكي قرار ميگيرد ايجاد ميشود...
آلياژ
حافظه شكلي(SMA)
محركهاي
حافظه شكلي از تغيير در خواصي از مواد كه تحت عنوان اثر حافظه شكلي(SME)
شناخته ميشود، استفاده ميكنند. اين خواص در بعضي از آلياژهاي فلزي
هنگاميكه دما از دماي انتقال ويژه بالاتر يا پايينتر ميرود، حاصل
ميشود...
مغناطيس سخت
مواد مغناطيس سخت به هنگاميكه در معرض ميدانهاي مغناطيسي قرار
ميگيرند، تغييرات شكلي خيلي كوچك اما قوي را نشان ميدهند...
الكترورئولوژيكي
سيالاتي كه در معرض يك ميدان الكتريكي قرار ميگيرند، تغييراتي را در
ويسكوزيته يا سرعت جريان (رئولوژي) خود بوجود ميآورند. وسايلي
ميتوانند بكار گرفته شوند كه تغيير در رئولوژي را به كنترل در آورده و
يا حركت سيال را توليد نمايند و اجزاي مكانيكي را همراه با سيستمهاي
هيدروليكي فعال نمايند...
الكتروهيدروديناميك
حركت
الكتروهيدروديناميك (EHD) به هنگامي رخ
خواهد داد كه ذره يك سيال قطبي در معرض فيلد الكتريكي شديدي باشد. حركت
منتج شده را ميتوان به منظور توليد يك فشار سيال يا ايجاد جريان يا
گردش سيال بكار گرفت...
ديامغناطيس(اثر ميسنر)
مواد ابر رسانا خاصيت ديامغناطيسي نشان ميدهند. يعني توانايي براي
انعكاس يك ميدان مغناطسيي خارجي آهنربايي كه بصورت پايدار كه در بالاي
يك نمونه ابر رسانا آويزان است، تصوري از اثر ميسنر را در عمل نشان
ميدهد...
|
