معرفی کشتی هوایی و چسب‌های پلی‌یورتانی ویژه آن‌ها

نوع مقاله : تالیفی

نویسندگان

1 پست دکتری / پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

2 هیات علمی، پژوهشگاه فضایی ایران،

چکیده

سامانه­ های سبک ­تر از هوا (LTA) به نوع جدیدی از ناوبرهای هوایی اطلاق می­ شود که معمولاً در ارتفاع km 20 از سطح زمین شناور هستند. از آنجا که پایگاه رادیوییِ راه دور، در ارتفاع km 20 تا km 50 از سطح زمین تعریف می­ شود، بنابراین، سامانه ­های LTA به‌عنوان مکمل شبکه­ های ارتباط زمینی و ماهواره­ ای مورد توجه قرار گرفته‌اند. امروزه، به کشتی هوایی به‌عنوان یکی از انواع سامانه ­های سبک­ تر از هوا، به­ عنوان حاملی برای انسان و اجسام با هزینه کم و حداکثر کارایی بسیار توجه شده است. بدنه این سامانه ­ها از ساختارهای چندلایه پلیمری شامل الیاف، پارچه و لایه ­های فیلم پلیمری تشکیل ‌شده‌اند که از ویژگی ­های نگهداری گازهای سبک (مثل هیدروژن و هلیوم)، مدول کششی زیاد، مقاومت زیاد دربرابر فشار داخلی و خارجی و تحمل تغییرات زیاد دمایی برخوردارند. در این میان، برای اتصال لایه­ ها و استحکام درزگیری آن­ها از چسب­ های پلیمری کم ­دما، مقاومت کششی زیاد و انعطاف ­پذیری عالی استفاده می­ شود. با وجود مطالعات زیاد درباره این سامانه ­ها، هنوز فرصت­ های بسیاری برای مطالعه در صنعت سامانه ­های سبک ­تر از هوا وجود دارد. بنابراین در مقاله حاضر تلاش شده است تا با معرفی این سامانه ­ها و انواع آن­ها و شناسایی اجزای تشکیل‌دهنده از طریق معرفی کشتی­ های هوایی، گام مؤثری در ورود به پژوهش و تولید آن­ها برداشته شود. همچنین، اطلاعاتی درباره چسب­ ها، به‌عنوان مواد اتصال ­دهنده ساختارهای بدنه و در نهایت ویژگی­ های چسب ­های پلی­ یورتانی مختص این سامانه­ ها به‌عنوان چسب­ های اصلی سامانه ­های سبک­ تر از هوا مرور ‌شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Introducing Airships and Their Polyurethane Adhesives

نویسندگان [English]

  • Zeinab Sadat Sheikholeslami 1
  • Hajar Es-haghi 2
1 PhD / Iran polymer and Petrochemical Institute
2 Assistant Professor, Iran Space Research Institute,
چکیده [English]

Lighter than air systems (LTAs) are the new air navigation system that usually float 20 km above the ground. It has been known that remote radio bases are defined at an altitude of 20 to 50 km above the ground, therefore, LTA systems have been considered as satellite communication networks. Today, the airship is contemplated one of the lighter than air systems as a carrier for humans and goods with low cost and maximum efficiency. The body of this system is composed of polymer multilayer structures including fibers, fabrics, and various film layers with a light gas (exp. H2 and He) retention characteristic, high tensile modulus, high resistance to internal and external pressure, and tolerance to high-temperature changes. In order to connect the layers and their sealing strength, polymer adhesives with low-temperature tolerance, high tensile strength, and high flexibility are used. Despite the many studies on these systems, there are still many opportunities to study the LTA industry. Therefore, in the present article, an attempt has been made to take an effective step in searching these systems and their types and identifying the components through the introduction of airships. Also, information about adhesives as bonding materials for body structures and finally the properties of polyurethane adhesives specific to these systems as the main adhesives of LTA systems are reviewed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • lighter than air systems
  • airship
  • polyurethane adhesive
  • multilayer structure
  • low temperature adhesive

مراجع

1.  Li A., Evaluation of Laminated Hull Material for High Altitude 
Airship, PhD Thesis, North Carolina State University, 2018.
2.  Jamison L., Sommer G.S., and Porche I.R.,  High-Altitude 
Airships for the Future Force Army, Rand Arroyo Center 
Santa Monica CA, USA, 2005.
3.  Ugale P.M.,  Evaluation of Components of High Altitude 
Stratospheric Airship, PhD Thesis, North Carolina State 
University, 2018.
4.  Goodyear’s New Blimp Wingfoot Two Arrives in Los Angeles, 
https://www.goodyearblimp.com/news-and-events, February, 
2020.
5.  Gawande V., Bilaye P., Gawale A., Pant R., and Desai 
U., Design and Fabrication of an Aerostat for Wireless 
Communication in Remote Areas, 7th AIAA ATIO Conf. and 
2nd CEIAT Int, Belfast, Northern Ireland, 7832-7835, 18-20 
September, 2007.
6.  Mayer N. and Krida R., A Review of Lighter-than-Air Progress 
in the United States and Its Technological Significance, Acta 
Astronaut., 5, 917-934, 1978.
7. Dhawan A. and Jindal P., A Review on Use of Polyurethane in 
Lighter than Air Systems, Mater. Today: Proc., 43, 746-752, 
2021. 
8.  Dasaradhan B., Das B.R., Sinha M.K., Kumar K., Kishore B., 
and Prasad N.E., A Brief Review of Technology and Materials 
for Aerostat Application, Asian J. Text., 8, 1-12, 2018.
9.  Colozza A. and Dolce J.L., High-Altitude, Long-Endurance 
Airships for Coastal Surveillance, NASA Technical Report, 
TM-213427, 2005.
10.   Needs C., Defense Acquisitions Future: Aerostat and Airship 
Investment Decisions Drive Oversight and Coordination 
Needs, U.S. Government Accountability Office, 2012.
11. Androulakakis S.P. and Judy R., Status and Plans of High 
Altitude Airship (HAATM) Program,  AIAA Lighter-Than-
Air Systems Technology (LTA) Conference, Daytona Beach, 
Florida, 1362, 25-28 March, 2013.
12. Fesen R. and Brown Y., A Method for Establishing a Long 
Duration, Stratospheric Platform for Astronomical Research,
Exp. Astron.,  39, 475-493, 2015.
13. Smith I., Lee M., Fortneberry M., and Judy R., HiSentinel80
Flight of a High Altitude Airship,  11th AIAA Aviation
Technology, Integration, and Operations (ATIO) Conference
Virginia Beach, VA, 6973, 20-22 September, 2011.
14. Oliveira F.A., Melo F.C.L.d., and Devezas T.C., High-Altitud
Platforms-Present Situation and Technology Trends, J. Aerosp
Technol. Manag., 8, 249-262, 2016.
15. Liao L. and Pasternak I., A Review of Airship Structural 
Research and Development,  Prog. Aerosp. Sci.,  45, 83-96
2009.
16. Claro S.E.C., Manufacturing Techniques of a Hybrid Airship
Prototype, PhD Thesis, University of Beira Interior, 2015.
17. Komatsu K., Sano M.-A., and Kakuta Y., Development of High
Specific-Strength Envelope Materials,  3rd AIAA's Annua
Aviation Technology, Integration,  and Operations (ATIO) 
Conference, Denver, Colorado, 6765, 17-19 November, 2003
18. Miller T. and Mandel M., Airship Envelopes: Requirements
Materials and test Methods,  3rd International Airship
Convention and Exhibition, Friedrichshafen, A19, 1-5 July, 
2000.
19. Islam S. and Bradley P., Materials, In Airship Technology
Cambridge University, New York, 207-229, 2012.
20. Zhai H. and Euler A., Material Challenges for Lighter-Than
Air Systems in High Altitude Applications, AIAA 5th ATIO
And 16th Lighter-Than-Air Sys Tech.  and Balloon Systems 
Conferences, Arlington, Virginia, 7488, 26-28 September
2005.
21. Seyam A.-F.M., Bradford P.D., Vallabh R., and Li A., Textil
Laminates for High-altitude Airship Hull Materials–A Review
J. Text. Appar. Technol. Manag., 11, 1-22, 2019.
22. Petrie E.M., Handbook of Adhesives and Sealants, McGraw
Hill, New York, 237-257, 2007.23. Kang W., Suh Y., Woo K., and Lee I., Mechanical Property 
Characterization of Film-Fabric Laminate for Stratospheric 
Airship Envelope, Compos. Struct.,  75, 151-155, 2006.
24. Lewis A.F. and Saxon R.,  Epoxy Resin Adhesives: Epoxy 
Resin Chemistry and Tec

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار