מדענים בחנו מנוע בעירה פנימית עובד באמצעות מאיץ נויטרונים
מדענים מארצות הברית העלו, והכי חשוב, יישמו בפועל דרך לחקר מנוע בעירה פנימית פועל ממש ברמה האטומית. לשם כך הם השתמשו במקור נויטרונים חזק ובמנוע בנזין שהוכן במיוחד מגנרטור.
מנוע בעירה פנימית מוכר אך לא ידוע
ICE (מנועי בעירה פנימית) מתהדרים בהיסטוריה עשירה למדי, ובמהלך ההיסטוריה שלהם כמעט בת המאה, הם השתנו הרבה. אך למרות הניסיון המצטבר, פיתוח המנוע במאה ה -21 מהווה כאב ראש שלם עבור מהנדס.
העניין הוא שחלקי המנוע נתונים לכל סוגי העומסים האפשריים (דחיסה, מתח, רטט וכו ') במהלך הפעולה. כך שהטמפרטורה במנוע הבעירה הפנימית יכולה להגיע לערכים גדולים למדי של 2200 מעלות צלזיוס, והלחץ יכול "לקפוץ" עד 25 אטמוספרות במהירות של עד 500 אטמוספרות לשנייה.
אולי קשה למצוא דוגמה נגישה יותר לביצוע ניסויים במדעי החומרים, ומהנדסים מהמעבדה הלאומית Oak Ridge (ORNL) החליטו להשתמש בה.
מהנדסים פיתחו מתודולוגיה לחקר המתחים הפנימיים של חלקים פנימיים ישירות במהלך הפעולה.
אחרי הכל, לפני כן, למהנדסים לא הייתה אפשרות לנתח את פעולת היחידה בזמן אמת. ברוב המקרים, נעשה שימוש בשיטת ביצוע קריאות המפתח ולאחר מכן דוגמנות נוספת של התהליכים במודל מחשב מיוחד.
ניסוי חדש ותוצאותיו
מדענים בניסוים החליטו להשתמש ב- Spallation Neutron Source (SNS), שהוא אחד החזקים ביותר בתחום עולם מקורות הנויטרונים, המאפשר, פשוטו כמשמעו, להאיר כמעט כל החומרים מבלי לפגוע שֶׁלָהֶם.
ועל ידי קביעת הטיה של קרן הנויטרונים ישירות בתוך האובייקט הנחקר, ניתן ללמוד את מבנה החומר ברמה האטומית.
לצורך ניסויים נבחר מנוע ממחולל בנזין הונדה EU3000, וכדי להרוג שתי ציפורים במכה אחת, הוחלט לבדוק זה לא מנוע סטנדרטי בתפעול, אלא הגרסה המודרנית שלו, שבה ראש הצילינדר יצוק מאלומיניום בתוספת סריום ומגנזיום.
בנוסף, על מנת למקם את המנוע בתא מיוחד, הם נפטרו מכל המיותר וכדי למזער את הרטט הטבעי, הם היו מקובעים בצורה נוקשה על מסגרת מיוחדת, וגנרטור חשמלי שימש כעומס בעזרתו נמדד בצורה חלקה עומס המנוע.
אך מכיוון שהרטט בוטל לחלוטין, התברר שזה בלתי אפשרי במנוע עצמו, מדויק במיוחד מד תאוצה, ובמקום למקד את קרן הנויטרונים, חיישן לייזר מדויק כיוון את "מבטו" תְזוּזָה.
לאחר כל אמצעי ההכנה, המדענים בחנו כיצד המנוע מתנהג במצב סרק, עם עומס של 50%, ואז על 80%, ובגמר הם למדו את העבודה בעומס 100%.
כתוצאה מניסוי זה, מדענים ערכו את המפה המפורטת ביותר של רעידות פנימיות במנוע פועל.
המדענים היו מרוצים מתוצאות הניסוי, והם מתכננים ליצור מצלמה חדשה שתחקור את העבודה במצב אמיתי. מנועים גדולים כבר, אך זה ידרוש פתרון של מספר עצום הן של תוכנה והן של תוכנה שאלות.
מדענים שיתפו את תוצאות הניסוי הזה בדפי כתב העת עמיתים של האקדמיה הלאומית למדעים האמריקאית (PNAS).
אם אהבתם את החומר, דרגו את המאמר ואל תשכחו להירשם. תודה לך על תשומת הלב!