İçeriğe atla

İzogrid

Orion uzay aracını, Exploration Flight Test 1 için Delta IV roketine bağlayan adaptörün iç kısmındaki Isogrid

İzogrid, genellikle tek bir metal plakadan (veya yüzey levhasından) oluşan, üçgen yekpare takviye nervürlerine (genellikle kirişler olarak adlandırılır) sahip kısmen oyulmuş bir yapı türüdür. McDonnell Douglas (şimdi Boeing'in bir parçası) tarafından patenti alındı. Son derece hafif ve serttir.[1] Diğer malzemelerle karşılaştırıldığında, üretimi pahalıdır ve bu nedenle uzay uçuşu uygulamaları ve daha genel havacılık kullanımınında araçların bazı kritik kısımlarıyla sınırlıdır.

Teori ve tasarım

İzogrid panelin üstten görünümü
İzogrid flanş takviyesinin kesiti [2]

İzogrid yapılar, sandviç yapılı kompozit panellerle ilgilidir; her ikisi de ayrılmış, sert yüz tabakalarına ve daha hafif bir birbirine bağlanan tabakaya sahip yapıları tanımlayan sandviç teorisi kullanılarak modellenebilir. İzogridler, sandviç-kompozit yapılar için kapalı levhalar ve köpük veya bal peteği yapılara kıyasla, tekli malzeme tabakalarından ve geniş ölçekli üçgen açıklıklara ve flanşlara açık bir desen olarak üretilir.

İsogrid yapılar, kafes yapısı ile güçlendirilmiş ince bir kabuktan oluşur. Bu tür yapılar, hem yapısal direnç hem de hafiflik gösterdikleri için havacılık endüstrisinde oldukça benimsenmiştir.[3]

Üçgen desen çok verimlidir çünkü malzemeden ve dolayısıyla ağırlıktan tasarruf ederken sertliği korur. İzogrid terimi, yapı herhangi bir yönde ölçülen eşit özelliklere sahip bir izotropik malzeme gibi davrandığından dolayı kullanılır ve levha, takviye yapısına atıfta bulunan ızgara şeklindedir.

Benzer bir çeşit, üçgen açıklıklar yerine dikdörtgen açıklıklar kullanan Orthogrid'tir (bazen waffle ızgarası da denir). Bu izotropik değildir (farklı açılardan farklı özelliklere sahiptir), ancak birçok kullanım durumuna iyi uyum sağlar ve üretimi daha kolaydır.

Geleneksel olarak, eşkenar üçgen desen kullanılmıştır çünkü basitleştirilmiş analize uygun olmuştur.[4] Eşkenar üçgen desen izotropik mukavemet özelliklerine sahip olduğundan (tercihli yön yoktur), izogrid olarak adlandırılmıştır.

Bir izogridin sertleştiricileri, genellikle bir CNC freze makinesi ile alüminyum gibi tek bir malzeme tabakasının bir yüzünden işlenir. 0,040 inçten (1,0 milimetre) daha az kalınlıkta üretmek kimyasal öğütme işlemleri gerektirebilir.[5]

Kompozit izogridler, nervürün en azından bir kısmının kaplamadan farklı bir malzeme olduğu, kompozitin çeşitli manuel veya otomatik işlemlerle bir araya getirildiği nervür zarı konfigürasyonlarıdır.[6] Bu, son derece yüksek mukavemet-ağırlık oranları sağlayabilir.

Kullanımlar

CST-100 basınçlı kap üzerindeki izogridler

İzogrid paneller, uçak veya uzay araçlarında olduğu gibi düşük ağırlık, sertlik, mukavemet ve hasar toleransının önemli olduğu kendinden sertleştirilmiş yapılar oluşturur. Hava-uzay izogrid yapıları, yüksek G kuvveti altında üst aşamaların ve yüklerin tam ağırlığını desteklemesi gereken yük örtüleri ve güçlendiriciler içerir. Dışa bakan tek bir sızdırmaz tabakaya sahip açık konfigürasyonları, onları özellikle itici yakıtın sızdırmaz hale getirildiği, ancak kullanımda veya bakımda süzülmesine izin vermenin gerekli özellikler olduğu roketlerde itici tanklar için özellikle kullanışlı hale getirir.

İzogrid yapıları kullanan bazı uzay aracı ve fırlatma araçları şunlardır:

Kaynakça

  1. ^ NEW ULTRA-LIGHTWEIGHT STIFF PANELS FOR SPACE APERTURES. PhD (Tez). University of Kentucky Doctoral Dissertations. 2006. 30 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Ocak 2020. 
  2. ^ US patent 4012549, Paul Slysh, "High strength composite structure", Oct 10, 1974 tarihinde yayımlandı, Mar 15, 1977 tarihinde verildi 
  3. ^ Sorrentino (20 Mayıs 2016). "Design and manufacturing of an isogrid structure in composite material: Numerical and experimental results". Composite Structures (İngilizce). 143: 189-201. doi:10.1016/j.compstruct.2016.02.043. ISSN 0263-8223. 
  4. ^ Isogrid design handbook. Marshall Space Flight Center. 1 Ekim 1973 [1973]. 19730000395. 28 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ocak 2021. 
  5. ^ "The Isogrid". 24 Mart 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Mayıs 2011. 
  6. ^ Huybrechts (2002). "Manufacturing theory for advanced grid stiffened structures". Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. Elsevier. 33 (2): 155-161. doi:10.1016/S1359-835X(01)00113-0. 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2012. 
  7. ^ Delta launch vehicle isogrid structure NASTRAN analysis, Goddard Space Flight Center, 1 Eylül 1972 [1972], 29 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 21 Ocak 2021 
  8. ^ "Atlas V 500 series" (PDF). United Launch Alliance. 9 Nisan 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Haziran 2016. 
  9. ^ "Progress on NASA's Space Launch System and Orion". Space Launch Report. 26 Ocak 2014. 4 Nisan 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Ocak 2020. Boeing's SLS core will use AL-2219 Aluminum machined with isogrids 
  10. ^ Young (23 Haziran 2014). "Boeing displays CST-100 progress at Kennedy Space Center". The Space Review. SpaceNews. 26 Ekim 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Ekim 2017. 
  11. ^ Liquid rocket metal tanks and tank components, NASA Lewis Research Center, 1 Mayıs 1974 [1974], ss. 55-58, 30 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 21 Ocak 2021 
  12. ^ Bruno, Tory [@torybruno] (Apr 20, 2017). "Orthogrid trial panel for Vulcan Rocket propellant tank. (Bigger than it looks...)" (X gönderisi). Erişim tarihi: Jan 10, 2020 – X vasıtasıyla. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Lamine ahşap</span>

Lamine ahşap, değişik ölçülerdeki bağımsız ahşap tabakaların, kontrollü endüstri koşullarında ve özel bağlayıcılarla tutkallanıp birleştirilmesinden oluşur. Lamine ahşap ile kolon, kiriş, kemer, makas ve bunun gibi birçok değişik formlarda eleman üretilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Tank</span> Ateş gücü ve mobilitesi yüksek, ağır zırhlı araç

Tank; ana görevi doğrudan ateş gücü kullanımıyla düşman kuvvetlerine saldırmak olan, paletli ve zırhlı savaş aracı veya bu araçlardan oluşan birlikleri kapsayan askeri sınıf. Tankı diğer savaş araçlarından ayıran özellikleri ağır bir zırha, yüksek ateş gücüne ve her türlü arazide hızlı gidecek şekilde tasarlanmış sürüş takımlarına sahip olmasıdır. Her ne kadar masraflı ve lojistik açıdan çaba gerektiren araçlar olsa da, yer hedeflerine saldırma yeteneği ve piyadelerin moralini çökertmesi nedeniyle modern orduların vazgeçilmez unsurlarındandır.

<span class="mw-page-title-main">Jagdtiger</span> Nazi Almanyası tarafından üretilen ve 2.Dünya Savaşında kullanılan ağır sınıf tank avcısı

Jagdtiger Nazi Almanyası ordusu Wehrmacht tarafından II. Dünya Savaşı sırasında kullanılan Tiger II tankı şasesi üzerine yapılmış tank imha edicidir. Ayrıca II. Dünya Savaşı sırasında üretilmiş en ağır zırhlı savaş aracıdır.

Karbon elyaf takviyeli plastik veya karbon elyaf takviyeli polimer sağlam, hafif ve pahalı bir çeşit kompozit malzeme, elyaf takviyeli polimerdir. Cam elyafı'ına benzer şekilde bu kompozit yapıya mukavemet veren malzemeye karbon elyafı denilir. Polimer için en çok epoksi kullanılsa da polyester, vinil ester ya da naylon gibi başka maddelerin de kullanıldığı görülebilir. Kevlar veya alüminyum yapılarında karbon, cam gibi diğer güçlendiricilerle birlikte kullanılır. Grafit takviyeli polimer ya da Grafit elyaf takviyeli polimer (GFRP) de karbon elyafıyla takviyeli bu tür yapıları nitelemek için de kullanılır. Cam elyaf takviyeli malzemelerin de GFRP olarak tanımlanabilmesi ve karışıklık yaşanması nedeniyle bu isimlendirme çok sık kullanılmaz. Bazı ürün tanıtımlarında ise kısaca grafit elyafı denilir.

<span class="mw-page-title-main">SpaceX</span> Amerikan özel havacılık şirketi

SpaceX, merkezi ABD'nin Kaliforniya eyaletindeki Hawthorne şehrinde bulunan bir Amerikalı uzay taşımacılığı şirketidir. SpaceX; Falcon 9, Falcon Heavy, Starlink, Dragon Kargo, Starship gibi uzay misyonu araçlarını bünyesinde bulundurmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Seramik mühendisliği</span> Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir.

Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir. Bu, ya ısıl hareketle ya da yüksek saflıktaki kimyasal çözeltilerinden çökelme reaksiyonları kullanılarak düşük sıcaklıklarda sağlanır. Bu tanım, hammaddelerin saflaştırılması, söz konusu kimyasal bileşiklerin üretimi, ürüne dönüştürülmesi, yapı kompozisyon ve özelliklerinin incelenmesi çalışmalarını içerir.

<span class="mw-page-title-main">Falcon 1</span> SpaceX şirketi tarafından özel sermaye ile geliştirilmiş ve üretilmiş olan, bir harcanabilir fırlatma sistemi

Falcon 1, SpaceX şirketi tarafından özel sermaye ile geliştirilmiş ve üretilmiş olan, bir 'harcanabilir fırlatma sistemidir. Yörüngeye-iki-aşamalı-çıkan türdeki roket her iki aşama için de yakıt olarak LOX/RP-1 karışımını kullanmaktadır, ilk aşamada tek bir Merlin motoru ve ikinci aşamada ise tek bir Kestrel motoru kullanılmaktadır. Roket baştan sona SpaceX tarafından tasarlandı ve özel sermaye ile geliştirilerek yörüngeye çıkabilen ilk başarılı sıvı-yakıt-itkili fırlatma aracı olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Falcon Heavy</span>

Falcon Heavy, SpaceX tarafından tasarlanmış ve üretilmiş, kısmen yeniden kullanılabilen bir ağır yük fırlatma aracıdır. Falcon Heavy, Falcon 9 fırlatma aracının bir uyarlamasıdır ve Falcon 9 roket çekirdeğinin yanı sıra, Falcon 9 ilk aşamasından türetilmiş olan, fazladan iki adet sonradan eklenen roketten oluşmaktadır. Bu yapılandırma Alçak Dünya yörüngesine (ADY) çıkarılabilen görev yükü miktarını yaklaşık 54 tona yükseltecektir, bununla karşılaştırılacak olursa Falcon 9 v1.1 aracı 13 ton'a kadar görev yükünü ADY'ye çıkarabilmektedir. Falcon Heavy için ilk fırlatma 6 Şubat 2018 tarihinde başarılı olarak gerçekleşmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Naro-1</span>

Naro-1 veya daha önceki adıyla Korea Space Launch Vehicle (KSLV), Güney Kore yapımı iki kademeli katı yakıtlı bir fırlatma roketidir. Naro-1, Güney Kore'nin ilk fırlatma roketi olup aynı zamanda yörüngeye ulaşan ilk Güney Kore yapımı fırlatma aracıdır.

<span class="mw-page-title-main">Uzay mekiği harici yakıt tankı</span>

Uzay mekiği harici tankı, uzay mekiği fırlatma aracının bir parçasıydı. Bu bölümde sıvı hidrojen ve sıvı oksijen yükseltgenleri bulunurdu. Aracın kalkış ve yükselme sırasında bu tank yörünge aracındaki üç uzay mekiği ana motoru için gerekli olan yakıtı ve yükseltgenlerini belli bir basınç altında sağlardı. Uzay mekiği harici tankı ana motorların devre dışı kalmasından 10 saniye sonra mekikten ayrılarak düşmeye başlar ve Dünya atmosferine yeniden girerdi. Katı roket iticilerinden farklı olarak harici tanklar tekrar tekrar kullanılamazlardı. Harici tank Hint Okyanusu’ na(veya Pasifik Okyanusu’ na düşmesi) düştükten sonra yeniden kullanılabilecek duruma getirilemediğinden dolayı ve transfer alanının dışına düşmesinden dolayı kurtarılamıyordu.

Yeniden kullanılabilir fırlatma sistemleri sayesinde uzaya birden fazla kez yük taşıması yapılabilir. Bu sistem genişletilebilir fırlatma sistemlerininin çalışma prensibinin tam zıttında yürüyordu. Genişletilebilir fırlatma sistemlerinde araç bir kere kullanıldıktan sonra kullanılmıyordu.

<span class="mw-page-title-main">Space Launch System</span>

Space Launch System (SLS), NASA tarafından geliştirilen tek kullanımlık aşırı ağır yük fırlatma aracıdır. SLS, 2022 itibarıyla operasyonel hizmetteki herhangi bir roketten daha fazla yük taşıma kapasitesine ve aynı zamanda daha fazla havalanma itiş gücüne sahiptir. Artemis aya iniş programının ana fırlatma aracı olan SLS, mürettebatlı Orion uzay aracını ay ötesi yörüngeye fırlatmak için tasarlanmıştır. İlk mürettebatsız görev olan Artemis 1, 16 Kasım 2022'de fırlatıldı.

3B kumaşların birkaç tanımı vardır. En yaygın olanı Roye'un tanımıdır: “Tekstil yapısı uzayda üç boyuta sahip olduğunda, bir kumaş, üretim tekniğinden bağımsız olarak 3B kumaş olarak adlandırılabilmektedir.”

<span class="mw-page-title-main">Kompozit Malzemeler</span>

Kompozit malzeme, önemli ölçüde farklı fiziksel veya kimyasal özelliklere sahip iki veya daha fazla bileşen malzemeden yapılan ve birleştirildiğinde öncekinden farklı özelliklere sahip olan bir malzeme üreten bir malzeme. Bu kurucu malzemeler, oldukça farklı kimyasal veya fiziksel özelliklere sahiptir ve tek tek elemanlardan farklı özelliklere sahip bir malzeme oluşturmak için birleştirilir. Bitmiş yapı içinde, tek tek elemanlar ayrı ve farklı kalarak kompozitleri, karışımlardan ve katı solüsyonlardan ayırmaktadır.

Genellikle polimer malzemeleri tasarlayan, analiz eden ve değiştiren bir mühendislik alanıdır. Polimer mühendisliği, petrokimya endüstrisi, polimerizasyon, polimerlerin yapısı ve karakterizasyonu, polimerlerin özellikleri, polimerlerin birleştirilmesi ve işlenmesi ve ana polimerlerin tanımı, yapı özellik ilişkileri ve uygulamalarının yönlerini kapsar.

Kompozitler, havacılık, denizcilik, otomotiv, kara taşımacılığı ve spor malzemeleri pazarlarında çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Kompozit onarımı, havacılık, otomotiv ve deniz kompozit-araç endüstrilerinde büyüyen filoların hizmet ve bakımının ayrılmaz ve kritik bir yönüdür. Kompozit onarımı, geniş çaplı boru hatları, yüksek basınçlı boru sistemleri, dirsekler, flanşlar, valfler, contalar, bağlantı parçaları, basınçlı kaplar ve tanklar, eyerler, ana gövde bağlantıları, destekler, nozullar ve t şeklinde parçalar gibi çok çeşitli ekipmanlardaki kusurları giderir.

<span class="mw-page-title-main">Firefly Aerospace</span>

Firefly Aerospace, Austin, Teksas merkezli, yörüngeye ticari fırlatmalar için fırlatma araçları geliştiren bir Amerikan özel havacılık firmasıdır. Şirket, DADA Holdings tarafından yönetilen 75 milyon dolarlık A Serisi yatırım turunu Mayıs 2021'de tamamladı. Mevcut şirket, eski Firefly Space Systems şirketinin varlıklarının Mart 2017'de EOS Launcher tarafından satın alınmasıyla kuruldu ve daha sonra Firefly Aerospace olarak yeniden adlandırıldı.

<span class="mw-page-title-main">Falcon 9 Block 5</span>

Falcon 9 Block 5, SpaceX tarafından Amerika Birleşik Devletleri'nde tasarlanan ve üretilen, kısmen yeniden kullanılabilir iki kademeli orta taşıma kapasiteli yörüngeye fırlatma aracıdır. SpaceX Merlin motorları tarafından çalıştırılan Falcon 9 Full Thrust'ın beşinci versiyonudur. Bu motorlar roket-sınıfı kerosen (RP-1) ve sıvı oksijen (LOX) yakarak çalışır.

<span class="mw-page-title-main">Pasif soğutma</span>

Pasif soğutma doğrudan aktif bir bileşen içermeden sadece ısı transfer metodu ile sıcak yüzeyden ısıyı sistemin dışına iletmek ile görevli bileşenlerdir. Özellikle yarı silikon olarak bilinen transistörlerden oluşan işlemci ve entegrelerin yapıları gereği ısınmaları kaçınılmazdır. Bu ısınma sonucu çıkan ısı sistemin verimini düşüren ısının sistemden atılması gerekmektedir.

<span class="mw-page-title-main">National Launch System</span>

National Launch System, 1991 yılında Başkan George HW Bush tarafından Dünya yörüngesine ulaşmak için Space Shuttle alternatiflerini belirlemek üzere başlatılmış bir projeydi. Kısa bir süre sonra NASA, Lockheed Missiles and Space, McDonnell Douglas ve TRW'den on aylık bir çalışma yapmalarını istedi.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.