การประยุกต์ใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์ในอวกาศ

SiC เป็นตัวแทนของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม และคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ (เช่น ความต้านทานการทะลุทะลวงสูง ความสามารถในการซึมผ่านสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อรังสี ฯลฯ) ที่เกิดขึ้นในสาขาการบิน และต่อไปนี้คือการใช้งานหลักและการพัฒนาด้านเทคโนโลยี:

1. ฉากบริเวณแกนกลาง
การประกอบระบบพลังงานอากาศยาน

การแปลงพลังงานประสิทธิภาพสูง: อุปกรณ์ประสิทธิภาพ SiC (ดังที่แสดงในรูปที่ 2 MOSFET) ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบพลังงาน – อัตราส่วนทางกายภาพสูงกว่าเกือบ 5 เท่า น้ำหนักของยานอวกาศลดลงโดยผู้เขียน และความต้องการ “พิชิตน้ำหนัก” ก็เต็มที่

ความต้านทานต่อรังสี: อุปกรณ์ SiC คุณภาพสูง 400V ภายในบ้าน เมื่อสิ้นสุดโครงการ สภาพแวดล้อมสุญญากาศก็ได้รับการรักษาและจัดตั้งขึ้น และภารกิจสำรวจท้องฟ้าลึกก็ได้รับการดำเนินการ (ดังที่เห็นในกระบวนการแสงจันทร์ บุคคลนั้นปีนขึ้นไปบนดวงจันทร์)

การลดความซับซ้อนของการกระจายความร้อน: การกระจายความร้อนสูง ความต้องการการกระจายความร้อนต่ำ อุปกรณ์การกระจายความร้อนลดลง และความสามารถในการรับน้ำหนัก

นวัตกรรมที่อิงตามการค้นพบ

ความสามารถในการตรวจจับฟ้าผ่า: อัตราการตรวจจับฟ้าผ่าที่ใช้ SiC สูงกว่าการตรวจจับความหนาแน่น (GaN) ถึง 5-8 เท่า ทนทานต่ออุณหภูมิสูง (200℃ (ขณะเดินทาง) เหมาะสำหรับการสำรวจระยะไกลพิเศษ (ระยะการสำรวจ Jong-20 Leiden 1,000 กม. ครอบคลุมช่องแคบ Hashi ทั้งหมด)

การติดตามหลายเป้าหมาย: ความเร็วในการสร้างกลุ่มคลื่นคือ 30% สามารถวาดเป้าหมายแบบต่อเนื่องได้มากกว่า 20 เป้าหมาย และปรับปรุงความสามารถในการรับรู้สภาพสนาม

2. ลักษณะเฉพาะที่เป็นเลิศทางเทคนิค
ด้านล่างนี้คือประสิทธิภาพการทำงานของ SiC ในงานการบิน:

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ อุปกรณ์ SiC ผลลัพธ์ทางเทคนิค
อัตราความสำเร็จต่ออัตราส่วนตัวเครื่อง สูง ต่ำ สัดส่วนใกล้เคียง 5 เท่า 10
อุณหภูมิในการทำงาน: ทนต่ออุณหภูมิสูง 200℃ อุณหภูมิต่ำโดยทั่วไป 150℃ เพิ่มความเสถียรของอุณหภูมิสูง
ความสามารถที่แข็งแกร่งในการต้านทานรังสี (ทั่วทั้งท้องฟ้า) ความสามารถที่อ่อนแอในการตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมท้องฟ้าลึก
ประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน >95% 80–90% ลดการใช้พลังงาน เวลาทำงานขยาย 3. ความท้าทายในอนาคต
ทิศทางการขยายตัว:

แบบจำลองแหล่งพลังงานไฟฟ้ากระเบื้อง 1,000 แผ่น: รองรับอัตราความสำเร็จสูงตามความต้องการของยานอวกาศ (เช่นเดียวกับในระบบพลังงานสถานีอากาศ)

การรวมหลายพื้นที่: การรวมการติดตั้งหมายเลขเครื่อง SiC และฟ้าผ่าและระบบรักษาความปลอดภัย ระบบรวม “สำรอง-สำรอง” การก่อสร้าง

ความท้าทายในปัจจุบัน:

อัตราการส่งออกคริสตัล: ความจุปัจจุบันคือ 0.5 ตารางเมตรต่อตารางเมตร มีเสถียรภาพในระยะยาว

ข้อจำกัดทางเทคโนโลยี: ระยะทางในการสำรวจ การลดลงอย่างมาก การควบคุมความโค้งของโลกที่ลดลง วิธีการเติมวัสดุที่ก้าวล้ำตามความต้องการในขวด

บทสรุป
แก่นแท้ของสาขาการบินในซิลิคอนซีเมนต์คือ “ปริมาณ ประสิทธิภาพสูง ความพร้อมใช้งานสูง”

แหล่งพลังงานสำหรับการบินและอวกาศ: อุปกรณ์สำรวจอากาศลึก, เครื่องยิงลงจอด

สายฟ้าทางทหาร: เครื่องบินทรงพลัง เครื่องบินที่สังเกตได้ชัดเจน เครื่องบินขนาดหนัก

ความก้าวหน้าของการแปลงเป็นของรัฐ: จุดสูงสุดของระบบกึ่งผู้นำรุ่นที่สามของจีน ด้วยความสามารถในการพัฒนาและปรับปรุงขีดความสามารถ
ในอนาคต เราจะรักษาความต้องการด้านวิศวกรรมวัสดุที่ดีขึ้น ขยายขอบเขตของระบบ และเพิ่มความต้องการด้านการป้องกันประเทศ