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研究人恢复qq好友官网员用折纸来解决太空旅行的挑战

化学 2022-06-04 00:02:13

华盛顿州立大学 研究人员开发了一种受折纸启发的折叠塑料燃料囊,它在超低温下不会破裂,有朝一日可以用来储存和泵送燃料

信用:WSU WSU研究人员利用日本古老的折纸艺术,可能解决了太空旅行的一个关键挑战——如何储存和运输火箭发动机的燃料

研究人员开发了一种受折纸启发的折叠塑料燃料囊,它在超低温下不会破裂,有朝一日可以用来储存和泵送燃料

在研究生谢尔·韦斯特拉和机械与材料工程学院副教授杰克·利希曼的带领下,研究人员已经在《低温学》杂志上发表了他们的研究成果

燃料管理的挑战一直是空间旅行的一个重要限制因素,在很大程度上限制了空间旅行,要么是运载大量货物的短途旅行,要么是长期飞行的小型卫星旅行

在美国早期

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在20世纪60年代和70年代,研究人员试图开发圆形气球来储存和泵送液态氢燃料

他们失败了

当他们试图在液体燃料所需的非常低的温度下挤压气囊时,每个气囊都会破裂或泄漏

最用心的设计只持续了五个周期

研究人员放弃了这项工作,转而依靠不太理想的推进剂管理设备

目前的系统使用金属板和表面张力原理来管理液体燃料,但该系统速度慢,只能少量滴出燃料,因此燃料箱和任务的尺寸有限

“很长时间以来,人们一直在尝试制造火箭燃料袋,”李奇曼说

“我们目前不进行大规模、长时间的旅行,因为我们不能在太空中储存足够长的燃料

" 谢尔·韦斯特拉

信用:WSU 通过文献搜索,韦斯特拉偶然发现了一篇论文,其中研究人员开发了一些折纸波纹管

研究人员在20世纪80年代和90年代开始研究折纸,目的是利用其复杂的形状和有趣的机械行为

折纸折叠分散了材料上的压力,使其不太可能撕裂

韦斯特拉和他在氢能源研究实验室的合作者使用了一种薄的聚酯薄膜塑料板,决定应用他所看到的设计来开发一种燃料囊

韦斯特拉说:“最好的解决方案是那些已经准备好的,然后你可以转移到你正在做的事情上。”

他以前从未尝试过折纸,他说他花了几次尝试和几个小时在Youtube视频上弄清楚如何折叠风箱

一旦他把它折叠起来,他就在大约77开氏度的液氮中测试它

研究人员发现,在寒冷的条件下,膀胱可以被挤压至少100次而不会破裂或泄漏

他们已经演示了风箱无数次,它仍然没有洞

“我们认为我们已经解决了一个阻碍所有人进步的关键问题,”莱赫曼说

“我们对此有点兴奋

" 研究人员现在开始进行更严格的测试

他们计划用液态氢进行测试,评估他们储存和排出燃料的能力,并比较他们的膀胱和现有系统的流速

韦斯特拉最近获得了美国国家航空航天局的研究生奖学金来继续这个项目

“谢尔的成功是一个完美的例子,伟大的WSU学生研究外面的世界,然后在正确的时间出现在正确的地方,让它发生,”李奇曼说

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