از سمت چپ: محققان NIST، لئون چائو، چاندرا شاهی و زین کامدن بر روی نمونه اولیه دستگاه ENTR در محوطه دانشگاه NIST در گیترزبورگ، مریلند کار می کنند.
اعتبار: ام کینگ/NIST
آچارهای گشتاور – و افرادی که از آنها برای ساخت و نگهداری هواپیما استفاده می کنند – قهرمانان گمنام آسمان هستند.
آچارهای گشتاور نیرو را اندازه گیری کنید که باعث چرخش یک جسم می شود. مکانیکهای هواپیما از آچارهای گشتاور استفاده میکنند تا اطمینان حاصل کنند که پیچها و بستهای هواپیما به درستی سفت شدهاند. بدون آنها، یک هواپیما می تواند در میانه پرواز از هم جدا شود.
اما مانند هر ابزار اندازه گیری، آچارهای گشتاور باید به طور مرتب کالیبره شوند تا مطمئن شوید که خوانش دقیقی دارند. اگر این اندازه گیری ها خاموش باشند، نتایج می تواند فاجعه بار باشد.
کالیبره کردن این ابزارها پرهزینه و زمان بر است. به این دلیل که این کالیبراسیون ها معمولاً روی یک دستگاه بزرگ در آزمایشگاه انجام می شود، نه در محل، جایی که هواپیماها نگهداری می شوند. بنابراین این امر مستلزم ارسال آچارها به آزمایشگاه و سپس انتظار برای کالیبره شدن و بازگرداندن آنها است.
به لطف پیشرفت های علم اندازه گیری در NIST، کالیبراسیون ها ممکن است به زودی به صورت محلی انجام شوند. و همه چیز با … آجرهای لگو شروع شد؟
تعادل کیبل لگو منجر به بهبود کالیبراسیون می شود
بیش از یک دهه پیش، محقق NIST لئون چائو و تیمش در حال ساخت یک ماشین دقیق بودند که به نام تعادل کیبل، برای اندازه گیری مستقیم کیلوگرم با استفاده از فیزیک کوانتومی. ناظر چائو به آنها پیشنهاد کرد که یک نسخه کوچک از آن را از آجرهای لگو ایجاد کنند. کاغذ حاصل یک بود ضربه علمی و حتی کپی الهام گرفته شده Kibble تعادل در سراسر جهان!
اما داستان به همین جا ختم نمی شود. این تیم از اصول علمی در این پروژه برای توسعه فناوری مشابه برای کالیبراسیون ابزارهای گشتاور کوچک – مانند بست های دقیق مورد استفاده در عینک دید در شب – با استفاده از استانداردهای الکتریکی از طریق یک دستگاه بسیار کوچکتر استفاده کرد. در نهایت ارتش قصد دارد از این دستگاه ها برای کالیبره کردن آچارهای گشتاور هواپیما و وسایل نقلیه استفاده کند.
این ابزار، معروف به الکترونیکی ساز گشتاور NIST (ENTR)، یک ابزار کالیبراسیون است که می تواند در هر مکانی استفاده شود – بدون نیاز به حمل و نقل یا انتظار. این دستگاه با استفاده از آهنرباهای خاکی کمیاب، در میان سایر اجزای الکترونیکی و مکانیکی، برای تولید گشتاوری که میتواند با دستگاههای اندازهگیری الکتریکی با تکنولوژی بالا اندازهگیری شود، کار میکند.
محققان با Snap-on Industrial، سازنده ابزار که با ارتش ایالات متحده قرارداد دارد، همکاری کردند. در حال حاضر، یک دستگاه ENTR در پایگاه نیروی هوایی نلیس در نوادا در حال آزمایش است و برنامههایی برای ساخت و توزیع چندین دستگاه دیگر وجود دارد.
زین کامدن، محقق NIST، گفت: “Snap-on طراحی ما را گرفت و بهبودهای بسیار مفیدی در آن ایجاد کرد. ما از نزدیک با این شرکت همکاری می کنیم تا به آنها کمک کنیم تا بیشتر بسازند و آنها را در پایگاه های نیروی هوایی ایالات متحده مستقر کنند.”
اعتبار:
ام کینگ/NIST
آنتونی گاگان، مهندس مکانیک نیروی هوایی گفت: نیروی هوایی از صدها هزار آچار گشتاور استفاده می کند که همگی باید با یک استاندارد خاص با یک زنجیره قوی از قابلیت ردیابی کالیبره شوند. تجهیزاتی که این آچارها را کالیبره می کنند باید هر سه ماه یکبار در یک فرآیند طولانی بررسی شوند.
اما ENTR میتواند این امکان را فراهم کند که تجهیزات را با دفعات کمتری بررسی کنید و همچنان آنها را همانطور که در نظر گرفته شده کار کنید. این می تواند در زمان و هزینه صرفه جویی کند.
مهمتر از همه، این می تواند به ارتش برای آماده شدن بیشتر کمک کند. دور کردن کالیبراسیون از پایگاه های ایالات متحده و به سمت مناطقی که هواپیماها در آن پرواز و نگهداری می شوند، عملیات نظامی را چابک تر می کند.
جرمی لاتسکو، کارشناس فنی مترولوژی نیروی هوایی گفت: “این بیشتر آمادگی نظامی را تضمین می کند، و این فقط به این معنی نیست که هواپیما بلند می شود. بلکه به این معنی است که سیستم های تسلیحاتی ما و زیرسیستم های مهم آنها همانطور که در نظر گرفته شده است کار می کنند زیرا اندازه گیری های آنها دقیق و قابل ردیابی است.” این بدان معناست که ماموریت به طور ایمن و مؤثر انجام شده است.»
آوردن کالیبراسیون های محلی به آشیانه هواپیما
هنگامی که این فناوری توسط دولت پذیرفته شد، سایر شرکت هایی که نیاز به استفاده از ابزارهای گشتاور دارند، مانند سازندگان هواپیماهای تجاری و خودروسازان، ممکن است به این رویکرد جدید نیز روی آورند.
اندرو لوبو، رئیس Snap-on Industrial، شریک NIST در این تلاش، گفت: ممکن است به پیچ و مهره های کمتری در هواپیماها نیاز باشد زیرا ابزارهای گشتاور بسیار دقیق کالیبره شده اند. این می تواند به این معنی باشد که هواپیماها پیچ و مهره های کمتری دارند و سبک تر و کم مصرف تر هستند.
لوبو گفت: “باور من این است که این فناوری پتانسیل تغییر کل صنایع را دارد. هر چیزی که می چرخد یا پرواز می کند می تواند از حذف عدم قطعیت در زنجیره اندازه گیری سود ببرد.” “وقتی عدم اطمینان را حذف می کنید، اعتماد به نفس را افزایش می دهید. و این اطمینان به مهندسان و توسعه دهندگان هواپیما، قطار و خودرو اجازه می دهد تا کارایی نحوه عملکرد خود را بهبود بخشند. این افتخار ماست که بخشی از آن باشیم.”
نسخه فعلی ENTR می تواند تا 1 نیوتن متر، یک واحد گشتاور، با درجه دقت بسیار بالایی اندازه گیری کند. در حالی که این تنها کسری از گشتاور مورد نیاز برای، مثلاً سفت کردن مهرههای لاستیک خودروی شماست، این گواه مفهومی است که تیم به پیشرفت خود ادامه میدهد.
برای دانشمندانی که تحقیقاتشان عمدتاً در حلقه های متخصص باقی می ماند، دیدن تأثیر کار آنها در جهان هیجان انگیز است.
چائو گفت: “این یک هیجان برای ما و NIST است. این بخش مهمی از ماموریت NIST برای انتشار فناوری و پیشرفت های علمی است که ما در اینجا در طبیعت انجام می دهیم.” “تخصص ما کار در آزمایشگاه ها و نوشتن دست نوشته های فنی است، بنابراین این برای همه ما جدید و هیجان انگیز است.”
یادداشت سردبیر از نیروی هوایی ایالات متحده: تأیید شده برای انتشار عمومی، شماره پرونده امور عمومی AFLCMC-2026-0076.
Source link