Sık sık düşünmesek bile ateş, günlük hayatımızın birçok yönü için önemlidir. Uzay istasyonu araştırması, daha fazla sırrını çözmeyi amaçlıyor.
Ateş sadece antik çağda insan yaşamı için önemli değildi, aynı zamanda modern yaşamımızın ayrılmaz bir parçası olmaya devam ediyor. Evlerimizi ve suyumuzu ısıtır, yemeğimizi pişirir, elektrik üretir ve diğer şeylerin yanı sıra araçlarımızı çalıştırır. Yine de, büyük karmaşıklığı göz önüne alındığında, alev davranışının karmaşıklıkları hakkında hala bilmediğimiz çok şey var.
Akademiden bir grup araştırmacı, NASAGlenn Araştırma Merkezi, ajansın Biyolojik ve Fiziksel Bilimler Bölümü ve diğer kuruluşlar, yakın zamanda, yanma olaylarını daha iyi anlamak için Uluslararası Uzay İstasyonu üzerinde bir dizi araştırmayı tamamladı. bu Mikro Yerçekimi Deneyleri ile Gelişmiş Yanmaveya ACME, projenin yörünge içi testi 2017’de başladı ve önceden karıştırılmamış gaz halindeki yakıt alevlerinin altı başarılı araştırmasını içeriyordu.
JAXA astronotu Norishige Kanai, Laminar Difüzyon Alevleri (E-FIELD Alevleri) üzerindeki Elektrik-Alan Etkileri için Yanma Entegre Raf (CIR) içindeki Yüksek Bit Derinlikli Multispektral (HiBM’ler) kamerayı yeniden yapılandırıyor. Kredi bilgileri: NASA
Mum alevleri gibi önceden karıştırılmamış alevler, reaksiyon veya ateşlemeden önce yakıt ve oksitleyicinin ayrı kaldığı alevlerdir. Yakıt ve oksitleyici reaksiyondan önce karıştırıldığında, yukarıda belirtilen günlük kullanım senaryolarının çoğunda önceden karıştırılmış alevler meydana gelir.
NASA Glenn ACME Proje Bilimcisi Dennis Stocker, “Bir mikro yerçekimi ortamı, araştırmacıların yerçekiminin etkisi olmadan alev davranışını keşfetmelerini sağlar, böylece alev yapısı ve davranışının altında yatan fiziği araştırabilirler” dedi. “Bu bilgi, dünyadaki tasarımcıların ve mühendislerin daha verimli, daha az kirletici ve daha güvenli fırınlar, enerji santralleri, kazanlar ve diğer yakma sistemleri geliştirmelerine yardımcı olabilir.”
Yanma araştırmacıları, küresel alevlerin mikro yerçekimindeki davranışını analiz eden uzay istasyonu üzerinde deneyler tasarladılar. Kredi bilgileri: NASA
Altı ACME deneyi şunlardı:
- Yanma Hızı Emülatörü (BRE) – gösterilmiş materyaller, gelecekteki görevler için düşünülen mürettebat aracı atmosferlerinde hava akışı olmadığında dakikalarca yanabilir.
- Coflow Laminer Difüzyon Alevi (CLD Alevi) – hesaplama modellerini iyileştirmek için kurumlu ve yüksek oranda seyreltilmiş uçlarda kıyaslama verileri sağladı.
- Gazlarla Soğuk Alevlerin İncelenmesi (CFI-G) – zemin testinde gerekli olan ısıtılmış reaktanlar, darbeli plazmalar veya ozon ilavesi gibi iyileştirmeler olmaksızın gaz halindeki yakıtların önceden karıştırılmamış soğuk alevleriyle sonuçlandı.
- Laminer Difüzyon Alevleri Üzerindeki Elektrik Alanı Etkileri (E-FIELD Flames) – önceden karıştırılmamış alevlerden kaynaklanan emisyonları azaltmak için elektrik alanlarının potansiyel kullanımını gösterdi.
- Alev Tasarımı – ilk kez yarı sabit, önceden karıştırılmamış küresel alevleri ve daha büyük alevler için sönmeye yol açan ışınımsal ısı kaybını gösterdi.
- Küresel Difüzyon Alevlerinin Yapısı ve Tepkisi (s-Flame) – hesaplama modellerinin iyileştirilmesi için alev büyümesi ve sönmesi hakkında veriler sağladı.
Deneyler, uzay istasyonunun Yanma Entegre Rafında (CIR) tek bir modüler donanım seti ile gerçekleştirildi. Testler, NASA’nın Cleveland’daki Glenn ISS Yük Operasyonları Merkezi’nden uzaktan kumanda edildi.
Stocker, “1500’den fazla alev, başlangıçta planlanan sayının üç katından fazla ateşlendi” dedi. “Belki de en önemlisi soğuk ve küresel alev alanlarında olmak üzere birçok ‘ilk’ de elde edildi.”
Stocker, NASA Glenn, akademi ve ZIN Technologies, Inc.’den yaklaşık 50 personelin, dört buçuk yıllık yörünge operasyonları sırasında ACME’yi desteklediğini söyledi. Ek olarak, altı ülkeden 30’dan fazla ekip üyesi, her araştırma için donanımın kurulmasında ve gaz tüplerinin, ateşleyici uçlarının ve gerektiğinde deneye özgü diğer donanımların değiştirilmesinde önemli bir rol oynadı.
ACME donanımı, aşağıdakilere yer açmak için CIR’den çıkarılmıştır. Katı Yakıtın Ateşlenmesi ve Sönmesi veya SoFIE, NASA’nın yörüngede yanma araştırmasında bir sonraki adım olan Şubat 2022’de piyasaya sürülen donanım. ACME donanımının, gelecek deneylerle uzay istasyonuna tekrar fırlatma niyetiyle önümüzdeki aylarda Dünya’ya dönmesi planlanıyor.