مدال طلای مسابقات بین‌المللی سوئیس به اختراع دانشجوی شاهرودی تعلق گرفت + عکس

به گزارش گروه استان‌ها خبرگزاری دانشجو، مسابقات بین‌المللی و تخصصی اختراعات کشور سوئیس هر سال زیر نظر و حمایت مستقیم دولت فدرال سوئیس و شهردار ژنو و با حمایت سازمان مالکیت فکری ملل متحد WIPO، حمایت فدراسیون جهانی مخترعین IFIA، سازمان‌های علمی و تحقیقاتی و مراکز مرتبط با مخترعان و وزارتخانه‌های علوم، آموزش و تحقیقات بیش از ۴۵ کشور ازجمله فرانسه، آلمان، رومانی، روسیه، کرواسی، مالزی، مجارستان پرتغال، هلند، اسپانیا، کره جنوبی، تایوان، ایران و... برگزار می‌شود و تاکنون جوانان برومند کشورمان بار‌ها توانسته‌اند در این مسابقات رتبه‌های بالا را طی چند سال اخیر کسب کنند.

مسعود عرب‌عامری دانش آموخته مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود نیز یکی از این جوانان است که در تکمیل اختراع قبلی خود توانسته با اختراع «موتور هیدروجت هیبرید هایپرسونیک عمودپرواز» برای بار دوم مدال طلای جشنواره اختراعات سوئیس را این بار در سال ۲۰۲۳ کسب کند.

عرب‌عامری در بیان عنوان اختراع خود و رتبه کسب شده ابراز کرد: عنوان اصلی ثبت شده این اختراع "Hydro jet Hybrid Hypersonic Vertical Flight Engine" که معادل فارسی آن " موتور هیدروجت هیبرید هایپرسونیک عمودپرواز " است و توانست با نظر هیأت داوران مدال طلای سومین دوره مسابقات فدراسیون بین‌المللی مخترعین (IFIA) در ژنو سوئیس در سال ٢٠٢۳ را از آن کشور ما کند.

هدف و کاربرد‌های موتور هیدروجت هیبرید هایپرسونیک عمود پرواز

مخترع موتور هیدروجت هیبرید هایپرسونیک عمود پرواز در بیان هدف از این اختراع اظهار کرد: هدف از این اختراع افزایش راندمان موتور‌های ترکیبی هایپرسونیک در شرایط مختلف و ذخیره انرژی به شکل انرژی الکتریکی و نیز ذخیره هیدروژن است که باتوجه‌به آلودگی حاصل از سوخت‌های فسیلی در این اختراع روشی برای استفاده از انفجار کنترل شده هیدروژن و بهینه‌کردن آن ارائه شده که وجود سیستم جرقه‌زن ولتاژ بالای غیرتماسی القایی را در این سیستم توجیه می‌کند.

دانش‌آموخته دانشگاه آزاد اسلامی شاهرود در بیان کاربرد‌های این اختراع ابراز کرد: از این موتور در صنایع هوایی، عمودپرواز‌ها و هایپرسونیک‌ها و انواع پهپاد و هواپیما‌های تجاری می‌توان استفاده کرد؛ از این موتور برای برخواستن و نشستن عمودی در جایگاه‌های با سطح محدود از بخش پرواز عمودی با کنترل زاویه ورود و خروج هوا می‌توان استفاده کرد و سپس برای دستیابی به‌سرعت ۲ ماخ با تغییر جهت موتور توربینی پرواز افقی صورت می‌گیرد و در آخرین مرحله با تغییر زاویه دریچه‌های هدایت هوا در موتور توربینی به حداقل سرعت گردش رسیده و عملکرد موتور رم جت پرواز هایپرسونیک را ممکن می‌سازد. در مراحل پرواز بدون اتکا به نیروی الکتریکی از انفجار کنترل شده هیدروژن برای افزایش دما استفاده می‌گردد.

عرب‌عامری در تشریح بیشتر کاربرد‌های اختراع خود گفت: کاربرد دیگر این اختراع در صنعت ربات‌ها به‌خصوص مگا ربات‌های پروازی است که می‌توان از نیروی الکتریکی تولید شده و نیروی محوری جهت گردش ژنراتور نیروگاه‌ها و پمپاژ مشتقات نفتی و سیستم‌های برودتی و حرارتی و ایرپمپ‌ها بهره گرفت. بخش توربینی این موتور گزینه‌ای مناسب در ایجاد گشتاور در نیروگاه‌ها و سایر صنایع حمل‌ونقل محسوب می‌شود، در واقع با اندکی تغییر در قسمت توربینی در نیروگاه و صنعت نفت می‌توان از آن بهره‌مند شد که به دلیل استفاده هم‌زمان از نیروی بخش توربینی سوختی الکتریکی و بخش رم جت امکان ایجاد راندمان مناسب را دارد.

بخش‌های اصلی و نحوه عملکرد موتور هیدروجت هیبرید هایپرسونیک عمودپرواز

عرب‌عامری با بیان اینکه طراحی این موتور به‌ صورت تمام روتور متقارن بدون نیاز به استاتور و با کمترین تعداد قطعات ثابت در بخش توربینی انجام شده است در مورد ساختار و اجزای تشکیل‌ دهنده اختراع خود گفت: این دستگاه از یک موتور توربینی عمود محور با گردش متقارن قطعات گردنده در خلاف جهت یکدیگر تشکیل شده است، سایر بخش‌ها به‌اختصار شامل الکتروموتور مولد دوبخشی در بالا و پایین بخش توربینی موتور احتراقی، کانال هوای اصلاح شده موتور هایپرسونیک مجهز به دریچه‌های قابل‌تنظیم ورود خروج زاویه هوا، کمپرسور هوا و هیدرو پمپ، جک‌ها و موتور‌های هیدرولیکی و نئوماتیکی، سنسور‌های سنجش تعداد و زاویه دوران شفت دما و جریان ورود به کمپرسور و خروجی توربین و خروجی اگزوز، باطری‌های هیبرید، دریچه کنترل مکاترونیکی ورود و خروج هوا به منطقه کم‌فشار کمپرسور، دریچه‌های الکترونیکی کنترل زاویه پرواز به کمک تغییر زاویه نیروی پسا بدون اتکا بر تغییر جهت بال‌ها، کنترل‌کننده‌های مکانیکی و الکترونیکی دمای باطری‌ها، محافظ ورودی هوا، قطعات و نازل‌های سوخت و شمع‌های مولد جرقه و سیستم جرقه‌زن ولتاژ بالای ضد نویز با قابلیت گردش است.

این مخترع در تشریح نحوه عملکرد اختراع خود اظهار کرد: در این موتور ترکیبی دستیابی به‌سرعت ما فوق‌ صوت توسط بخش توربینی امکان‌پذیر شده و در سرعت بیش از سه ماخ، عملکرد شکل ورودی کانال هوا بدون اتکا به موتور عمود محور توربینی سبب تراکم در ناحیه تنگنا می‌شود و پس از احتراق و انبساط حجم سیال هوا افزایش چشمگیر نیروی تراست ممکن شده است.

مزایای موتور هیدروجت هیبرید هایپرسونیک عمودپرواز

وی در بیان مزایای موتور هیدروجت هیبرید هایپرسونیک عمودپرواز در مقایسه با دیگر موتور‌های جت تصریح کرد: مزیت اول این موتور در تولید نیروی تراست در حالت برخاستن و نشستن عمودی و عبور از سرعت صوت و دستیابی به بیش از ۵ برابر آن است، در این اختراع با متقارن نمودن گشتاور موتور توربینی سوختی/ الکتریکی و قرارگیری آن در کانال غیر توربینی که سبب تغییر شکل مطلوب بخش غیر توربینی عملگر در هایپرسونیک شده است، کنترل زاویه پرواز در حرکت عمودی به حداکثر مقدار خود رسیده است. به‌علاوه زمان رسیدن به حداکثر قدرت پیش‌ران در کمترین زمان و امکان دستیابی به چندین برابر سرعت صوت میسر گردیده است.

موتوری سازگار با محیط‌ زیست

عرب‌عامری در خصوص تمهیدات زیست‌محیطی این اختراع ابراز کرد: این موتور سازگاری نسبتا بیشتری با محیط زیست دارد و بهره‌مندی از تنوع در استفاده از سوخت‌ها از جمله هیدروژن می‌تواند تولید حداقل آلایندگی نسبت به نیروی تولیدی خروجی را به ارمغان آورد.

مالک اختراع موتور هیدروجت هیبرید هایپرسونیک عمودپرواز در بیان مشکلات سایر موتور‌های جت و اهمیت این اختراع در رفع این مشکلات ابراز کرد: مشکل لرزش و ابعاد بزرگ موتور‌ها و عدم امنیت به دلیل ازکارافتادن یکی از موتور‌ها و کنترل زاویه در حین پرواز عمودی و روشن نگه‌داشتن شعله در سرعت بالا (محدوده هایپرسونیک) و حجم نسبتاً بالا به دلیل وجود استاتور‌ها مشکلات اساسی موتور‌های رم جت است. در این اختراع با متقارن نمودن موتور در دو بخش کمپرسور و توربین و گردش عمودی با استفاده از قانون ژیروسکوپ در علم فیزیک این مشکل‌ها رفع شده است و همچنین در مواقع موردنیاز موتور‌های سوختی و موتور‌های الکتریکی می‌توانند به کمک هم توان فوق‌العاده‌ای را ایجاد کنند و پرواز عمودی را در دمای پایین به‌راحتی میسر نمایند.