أستاذ جديد في RUB: علوم المواد للطيران!

أستاذ جديد في RUB: علوم المواد للطيران!

يعمل البروفيسور الدكتور ألكسندر كوفمان في كرسي علوم المواد في كلية الهندسة الميكانيكية في جامعة الرور في بوخوم منذ 1 مايو 2025. وتركز أبحاثه على تحسين المواد التي يجب أن تتحمل الظروف القاسية، لا سيما في صناعة الطيران.

عمل كوفمان سابقًا في معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT)، حيث أجرى أبحاثًا على المواد المعدنية وبين الفلزية ذات القوة المحسنة لدرجات الحرارة العالية وزيادة مقاومة الزحف. وشمل عمله أيضًا سلوك المواد عند درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق. استخدم أساليب التوصيف والمحاكاة عبر النطاق لتحسين خصائص المواد.

البحث في المواد عالية الأداء

وفي جامعة الرور في بوخوم، سيواصل كوفمان أبحاثه السابقة بسلاسة. وينصب التركيز بشكل خاص على السبائك الفائقة لدرجات حرارة التشغيل المرتفعة، والتي تعد ضرورية في محركات الطائرات الحديثة مثل محرك F119 من شركة Hewlett-Packard أو محرك M88-2 من شركة SNECMA. تستخدم هذه المحركات أحدث المواد والتقنيات التي تضمن الأداء الفعال في درجات الحرارة القصوى.

يتكون أكثر من 50% من المواد المستخدمة في المحركات الحديثة من سبائك عالية الحرارة مثل Nimonic80 أو Inconel، والتي يتم تحسينها من خلال عمليات التصنيع مثل تقنية الصهر الفراغي. هدف كوفمان هو زيادة كفاءة أنظمة تحويل الطاقة، خاصة فيما يتعلق بتوربينات الطائرات. وينصب التركيز هنا أيضًا على مدى ملاءمة المواد للأجواء التي تحتوي على الهيدروجين والماء بالإضافة إلى إمكانية إعادة تدويرها.

التحديات والتطورات التكنولوجية

جانب آخر مهم من أبحاث كوفمان هو مقاومة المواد لدورات الإجهاد الميكانيكية الحرارية، مثل تلك التي تحدث في محطات الطاقة الاحتياطية. ولا يزال يخطط لتطوير مواد ذاكرة الشكل ومواد للتكنولوجيا الطبية. ويمكن لهذه التقنيات أيضًا أن تعزز تطبيق المواد المبتكرة في مجالات أخرى.

ويؤكد كوفمان أن جامعة الرور في بوخوم تتمتع ببيئة بحثية مهمة في علوم المواد. إن الارتباط الوثيق بين تركيب المواد ومعالجتها وتوصيفها في هذه المؤسسة سيمكنه من تحقيق أهدافه الطموحة.

تعتبر المواد المبتكرة حاسمة في صناعة الطيران. على سبيل المثال، ينبغي أن يؤدي تطوير مركبات بين معادن جديدة إلى زيادة القوة النوعية والتوصيل الحراري مع تحسين مقاومة الأكسدة والتآكل. تظهر مركبات التيتانيوم والألومنيوم المستخدمة في درجات حرارة تصل إلى 982 درجة مئوية نتائج واعدة.

يؤدي الجمع بين المتطلبات الشديدة والحاجة إلى توفير الوزن أيضًا إلى استخدام المواد المركبة مع المصفوفات الخزفية والكربونية. لا توفر هذه المواد مقاومة درجات الحرارة العالية فحسب، بل تتميز أيضًا بالخفة، وهو أمر ضروري للمحركات الحديثة.

إن مسيرة كوفمان الأكاديمية مثيرة للإعجاب مثل أبحاثه. درس علوم المواد في جامعة دريسدن التقنية وعمل كمساعد باحث في العديد من المؤسسات المرموقة قبل أن يتولى منصبه الجديد في جامعة الرور. لا تفرض صناعة الطيران طلبًا كبيرًا على المواد فحسب، بل إنها أيضًا محرك للابتكارات التكنولوجية، والتي سيواصل كوفمان وزملاؤه البحث فيها.

جامعة الرور بوخوم و آلة مبدعين تسليط الضوء على الدور الحاسم الذي تلعبه أبحاث المواد في مجال الطيران والتأكيد على كيف يمكن أن يساعد عمل كوفمان في تلبية احتياجات الصناعة القادمة.