مکانیک و هوافضا

| تکنولوژی نوظهور | وضعیت | کاربردهای بالقوه، نحوه کار، منابع | |||||
| تایر بدون هوا | Airless tire | پژوهش، توسعه، نمونههای اولیه [154] [155] [156] | در این لاستیک از حفره های هوا استفاده می شود و یا اینکه با ساختن پلیمر به شکل لانه عنکبوتی نیازی به ذخیره هوا در آن نمی باشد. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:Tweel | ||||
| سوخت جایگزین خودرو | Alternative fuel vehicle | تجاری سازی، انتشار | سوختی جایگزین بنزین جهت کاهش آلودگی هوا و کاهش مصرف نفت. همچون هیدروژن ، پیل سوختی ، هوای فشرده و الکتریکی جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:وسیله نقلیه الکتریکی ، خودروی هیدروژنی ، وسیله نقلیه هوای فشرده Electric vehicle, Hydrogen vehicle, Compressed air vehicle | ||||
| نیروی محرکه پرتویی قدرتمند | Beam-powered propulsion | فرضیه | بنا به نظریه انیشتین فوتون جرم دارد پس با استفاده از تکانه ایجاد شده از آزاد شدن فوتون ها می توان نیروی محرکه لازم را در فضا بدست آورد. برای مثال حرکت دادن آینه در فضا توسط لیزر زمینی .جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به: نیروی محرکه لیزریLaser propulsion | ||||
| نیروی محرکه الکتروهیدرودینامیکی | Electro hydrodynamic propulsion | پژوهش، توسعه، نمونههای اولیه [157] [158] | سیال حاوی ملکول یا اتم محیط اطراف باردار می شود و با میدان الکتریکی و مغناطیسی انرژی حاصل مینمایدو نیروی محرکه لازم ایجاد می شود. این موتور میتواند در حمل و نقل، پرواز بهتر، نیروی محرکه کارآمد در هوا استفاده شود. (مراجعه شود یه :Electrohydrodynamics ) | ||||
| ماشین الکتریکی و هوشمند | Electric ans smart car | تجاری سازی | خودروی الکتریکی با توانایی تصمیم گیری جزییی به همراه تعداد سنسورهای مورد نیاز | ||||
| بالهای انعطاف پذیر | Flexible wings, fluidic flight controls | آزمایش، نمونههای اولیه [159] [160] [161] [162] [163] | با تغییر شکل بال هواپیما (و یا حتی در شکل بدنه قایق ، پره توربین ) در هنگام تغیر سرعت پرنده بهترین خواص ایرودینامیک در تمام سرعتهای حرکت به وجود میآید جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود Aircraft flight control system, BAE Systems Demon, fluidics | ||||
| ماشین پرنده | Flying car | تجاری سازی اولیه، نمونههای اولیه [164] [165] | هم خودرو هم هواپیما . جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به: Terrafugia Transition, Moller M400 Skycar, Urban Aeronautics X-Hawk, AeroMobil | ||||
| موشک همجوشی | Fusion rocket | پژوهش، توسعه [166] | موشکی که از موتور همجوشی استفاده می نماید و دارای کاربردسفر بین سیارهای سریع، برنامههای کاربردی ارسال ماهواره به فضا می باشد | ||||
| موتورسیکلت شناور | overbike | تجاری سازی و ساخت نمونه | به موتور سیکلت های معلق گفته می شود که تواند برای مثال همانند کوادکوپتر ها در هوا حر کت کند یا همانند هاورگراف از سطح زمین جدا شوند کاربرد:جستجو و نجات ، ارسال بسته | ||||
| موتور سیکلت های بدون سرنشین | Unmaned bike | نمونه اولیه | همانند خودروهای بدون سرنشین می باشند با این تفاوت که از ژیروسکپ و یا وزنه تعادل و غیره برای حفظ تعادل خود استفاده می کنند . این موتور سیکلت ها نسبت به خودرو های بدون سرنشنین این مزیت را دارند که می توانند از اگثر موانع عیور نمایند | ||||
| قطار شناور | Hovertrain, Ground effect train | پژوهش، توسعه [167] [168] | قطار با سرعت بالاتر (مانند هاورگراف که بافشار هوا معلق میماند). جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:Aérotrain, Duke Hospital PRT, Hovercraft | ||||
| ایستگاه ارتفاع بالا | High Altitude Platforms | آزمایش | بالن ،کایت متصل و غیر متصل به زمین و یا وسیلهای دیگر که حاوی تجهیزات ارتباطاتی از قبیل دوربین و غیره می باشد در ارتفاع بالا حدود ۲۰ تا ۳۵ کیلومتری زمین جهت ارسال و دریافت اطلاعات،برقرار ی اتصال اینترنت ، باروری ابرها، دوربین امنیتی ، رادار آنتن و …. , قرار می گیرد | ||||
| بسته جت و یا هلیکوپتر کوله پشتی | Jet pack or backpack helicopter | تجاری سازی اولیه، نمونههای اولیه [169] [170] | حمل و نقل | ||||
| قطار ماگلو ، قطار معلق مغناطیسی | Maglev train, Vactrain | تحقیقات، تجاری اوایل [171] [172] [173] | قطار توسط نیروی مغناطیسی بر روی زمین شناور میشود و با سرعت بالا حرکت میکند. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:Transrapid, Shanghai Maglev Train, Linimo | ||||
| شناور شدن مغناطیسی | Magnetic levitation | پژوهش، توسعه، تجاری سازی قطار مگلو | طراحی آهنربای ابررسانا که بتواند در دمای پایین ابر رسانا باشد و یا آرایش آهنربای معمولی اجسام را در هوا شناور سازد. کاربرد: خودرو ماگلو بر این اساس راه اندازی شده و کاربردهای فضاپیما ، ارتباطات با قدرت بالا ، طراحی خودرو (آئرودینامیک و کاهش سر و صدا)، ساخت دقیق، ساخت و ساز و ساخت تقویت سازههای بتنی، [174] دارد. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:Vactrain, Levicar | ||||
| راه انداز اولیه (منجنیق پرتاب موشک و هواپیما) | Mass driver | نمونههای اولیه | از میدان مغناطیسی و باد پرفشار و غیره استفاده میشود تا هواپیما و موشک در ابتدای مسیر سرعت اولیه لازم را به دست آور | ||||
| شناوری در مدار | Float to Orbit | فرضیه | پرتاب به فضا | ||||
| موشک فوتونی هستهای | Nuclear photonic rocket | فرضیه | بنا به نظریه انیشتین فوتون جرم دارد پس از تکانه پرتاب فونون های هسته ای پرانرژی همچون گاما جهت حرکت موشک و سفر بین سیاره ای استفاده شود | ||||
| جابجایی سریع شخصی | Personal rapid transit | تجاری سازی اولیه، انتشار [175] [176] | کاربرد: حمل و نقل. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:Morgantown PRT, ULTra | ||||
| موشک فوتونی | Photon rocket | فرضیه | بنا به نظریه انیشتین فوتون جرم دارد پس از تکانه پرتاب فونونها جهت حرکت موشک و سفر بین سیارهای استفاده شود | ||||
| اینترنت فیزیکی | Physical Internet | تحقیقات [177] | امکان جابجایی، تغییر، روشن و خاموش نمودن و … وسایل فیزیکی از طریق اینترنت | ||||
| حرکت قطار در تیوپ خلأ | Hyperloop,Vactrain (or vacuum tube train) | تحقیق و توسعه با نام هایپرلوپ | حرکت سریعتر فطار در خلا . جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:ET3 Global Alliance, Hyperloop | ||||
| انبار سوخت (ایستگاه سوختگیری در فضا) | Propellant depot | تحقیق و توسعه | انبار سوخت با قرار گیری در فضا این امکان را فراهم میسازد تا ایستگاههای فضایی و ماهوارههایی که در فضا وجود دارند سوخت گیری نمایند و قابلیت مأموریتهای اعماق فضا با محموله عظیمتر، افزایش طول عمر ماهوارهای، در نهایت کاهش هزینه به ازای هر کیلوگرم اجسام پرتاب شده به فضا را دارد. | ||||
| موتور پالس انفجار | Pulse detonation engine | نمونه آزمایشی | در درون آن سیلندری وجود دارد که سوخت و اکسید کننده ترکیب میشوند و سپس جرقه زده میشود و یکباره دریچه باز میگردد تا نیروی محرکه زیادی را بهصورت پالسی ایجاد نماید. در این روش راندمان موتور نسبت به مدل توربو جت کاهش مییابد و از وزن آن به دلیل نداشتن قطعات متحرک کاهش مییابد و امکان سفر سریع به سیارات ، با برخی از برنامههای کاربردی امکان سفر بین ستارهای به وجود میآید | ||||
| سیستم پرتاب قابل استفاده مجدد | Reusable launch system | تحقیق و توسعه | در این روش سعی میشود بهجای استفاده از موشک یا شاتل یکبار مصرف از مدلی همانند ترکیب هواپیما و موشک استفاده شود تا امکان رساندن ماهواره به مدار مورد نظر با هزینه کمتر از یک میلیون دلار و برگشت آن بدون آسیب به زمین ممکن باشد و با تنها سوخت گیری مجدد بتوان ماهواره دیگری را در مدار قرار دهد. کاربرد: حمل و نقل فضایی،برنامه توسعه سیستم پرتاب قابل استفاده. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به: SpaceX reusable launch system development program | ||||
| Scramjet | Scramjet | پژوهش، توسعه [178] [179] [180] | توربوفن بهترین راندمان را تا سرعت ۱.۵ ماخ دارد بعد از آن رم جت تا ۳ ماخ بیشترین راندمان و بعد از ۳ ماخ بیشترین راندمان را اسکرم جت دارد. در هواپیماهای سرعت بالا جهت افزایش راندمان مصرف سوخت به شیوه اسکرم جت ، هوا در تمامی مسیر پس از ورود به موتور جت با سرعت مافوق صوت حرکت میکند . این موتور دارای ساختاری بسیار ساده می باشد و نیازی به قطعات متحرکه و فن ندارد. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:NASA X-43 | ||||
| بادبان خورشیدی | Solar sail | این ماواره در فضا گسترده می شود و حداقل کارایی آن تولید توان و بهتران کارایی بدست آوردن شنتابدهنده به ماهواره ها و تامسن سیستم موقعیت یابی است (نا به نظریه انیشتین فوتون جرم دارد پس از تکانه فوتون های نور خورشید برای استفاده از نیروی محرکه خورشیدی ماهواره استفاده نمود). نمونه اولیه آن در اولین فضاپیمای جهان در سال ۲۰۱۰ به نامIKAROS طراحی شد | |||||
| آسانسور فضایی | Space elevator | پژوهش، توسعه [181] | با استفاده از یک سازه پایدار بلند و کابل و یا بالن بزرگ در ارتفاع خیلی بالا امکان ارسال ماهواره و غیره به فضا توسط حمل محموله متصل به کابل وجود دارد. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به: ارسال به فضای وسایل غیر موشکی ، حلقه مداری ، قلاب آسمان ،چشمه فضایی Non-rocket spacelaunch, Orbital ring, Sky hook, Space fountain | ||||
| فضاپیمای (هواپیمای فضایی) | Spaceplane | پژوهش، توسعه [182] [183] [184] | همانند هواپیما مسافران را به سفر فضایی میبرد جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:A2 ، Skylon | ||||
| حمل و نقل مافوق صوت | Supersonic transport | انتشار ، مدل تجاری سازی وجود دارد | هواپیمای با سرعت مافوق صوت که دارای بدنه و توربوفن مافوق صوت می باشد. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به: Concorde, Tupolev Tu-144 | ||||
| سیستمهای ارتباطی وسایل نقلیه | Vehicular communication systems | تحقیق و توسعه، برخی از نمونهها منتشر شده | اطلاعات مکانی تمام خودروها به یک سرور مرکزی ارسال میشود و تجزیه و تحلیل میگردد و به خودروها جهت جلوگیری از ازدحام ، تصادف ، هشدار در تقاطع ورودی، حرکت آمبولانس و آتش نشانی و اتومبیلهای پلیس ، وضعیت خاص مانند آب و هوای بد به سیستمهای کمک راننده و بزرگراه خودکار ارسال میگردد. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:مسافرت مصنوعی ،ارتباطات کوتاه برد اختصاصی ، سیستم حمل و نقل هوشمند Artificial Passenger, Dedicated short-range communications, Intelligent transportation system | ||||
| خودروهای هیبریدی | hybrid vehicle | انتشار ، مدل تجاری سازی وجود دارد | انرژی این خودروها از ترکیب چند نوع سوخت و انرژی الکتریکی و غیره استحصال می گردد | ||||
| ضد جاذبه | Anti-gravity | آزمایش فرضیه و [145] [146] | نظریاتی همچون نظریه بوزون (عامل گرانش ) که در سرن در حال تحقیق بر روی آن می باشند .شاید بتوان بتوان تغییرات مورد نظر را با آنتی بوزون ایجاد نمود | ||||
| جاذبه مصنوعی | Artificial gravity | تحقیق و توسعه | ایجاد احساس جاذبه صفر به کمک شیرجه هواپیما به سمت زمین و یا از روش های دیگر جهت آموزش های فضایی | ||||
| استفاده از سیارکها | Asteroid mining | فرضیه، ناسا قصد استفاده از یک سیارک را دارد . [147] | با هدایت یک شهاب سنگ و قرار دادن آن در مداری خاص بتوان از آن بهعنوان یک ماهواره و غیره استفاده نمود | ||||
| تلسکوپ ابعاد بزرگ | Hypertelescope | فرضیه | ستاره شناسی | ||||
| اتاق حالت سکون | Stasis Chamber | تجربی، تحقیق و توسعه [148] | برای سفرهایی مانند رفتن به مریخ فضانورد در درون اتاقکهایی که در فضاپیماها تعبیه گردیده است قرار میگیرد و دمای آن برای نگهداری بهتر بدن چند درجه پایینتر از دمای معمولی بدن قرار میگیرد و مواد غذایی از طریق سوندهایی که تعبیه گردیده به بدن میرسد و توسط لولهای از مواد زائد خارج میشود . سپس فضانورد بیهوش میشود و پس از رسیدن به مقصد دوباره به هوش میآید و کاربرد سفر به سیارات، مسافرت فضای بین ستارهای، پزشکی دارد. | ||||
| عدسی گرانشی خورشیدی | Solar gravitational lens | فرضیه | بنا به نظریه انیشتین فوتون جرم دارد پس بر روی آن نیروی گرانشی اثر میگذارد. در اینجا با توجه به اینکه اگر فوتونی از کنار سیاره یا ستارهای سنگین عبور کند مسیر آن تغییر پیدا میکند میتوان آن ستاره را میتوان همانند لنزی که مسیر فوتون را تغییر داده در نظر گرفت و کاربرد مشاهده اعماق فضا را دارد. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:FOCAL | ||||
| زیستگاه فضایی قابل افزایش حجم | Inflatable space habitat | طراحی و توسعه، نمونههای اولیه ساخته شده و تست شده | زیستگاه فضایی که پس از رسیدن به فضا باز می شود و یا مانند بادکنک افزایش حجم می دهد. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:Bigelow Aerospace | ||||
| ماهوارههای کوچک | Miniaturized satellite | پژوهش، توسعه، برخی از نمونههای اولیه | ماهواره های کوچک با کاربری ماهواره های بزرگ حمل و نقل آن بسیار ارزان تر است و می توان با هر پرتاب صدها ماهواره را در مدار قرار داد . در حال حاضر، بارگیری های ماهواره ای هزینه ای بیش از ۳۰،۰۰۰ دلار برای هر پوند شامل می شود. ماهواره مینیاتوری اسپرایت کوچکترین کاوشگر فضایی جهان اسپرایت نام دارد که در اصل یک ماهواره مینیاتوری ۳.۵*۳.۵ سانتی متر به وزن ۴ گرم است. انرژی مورد نیاز تمامی قطعات این کاوشگر (ژیروسکوپ، حسگر، آنتن، میکروکنترلر) از طریق پنل های خورشیدی کوچکی که روی آن نصب شده اند، تأمین می شود. کاربرد: ماهوارههای ارزان ، ارتباطات نرخ داده پایین، جمع آوری دادهها از چندین نقطه، بازرسی از ماهواره بزرگتر | ||||
| هواپیماهای بدون سرنشین | Drones | پژوهش، توسعه، نرم افزارهای مختلف، تجاری | کاربرد: پلیس، تحویل بسته ، استفاده در اسکن سه بعدی (گرمایی و لیدار و تصویری) از یک منطقه و یا جسم بزرگ ، سرگرمی، نظارت و نقشه برداری، کشاورزی، روزنامه نگاری، هنر، آتش نشانی، و کار امنیتی غیرنظامی. جهت اطلاع بیشتر به:Delivery drone, swarm robotics, cloud robotics, quadcopter | ||||
| خودروی هوایی میکرو ابعاد (مانند ربات مگس) | Micro air vehicle | بیشتر نمونههای اولیه | میکرو در مقابل ماکرو می باشد و به معنی ربات های بسیار کوچک می باشد کاربرد: پنهان ، جاسوسی ، عملیات در فضاهای انسانی غیرقابل دسترس. جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:Unmanned aerial vehicle, biomimetics | ||||
| هدست سنجش عصبی جهت کنترل | Neural-sensing headset | تحقیق و توسعه | کمک به خلوان ( دستگاهی که روی سر خلوان قرار میگیرد و میتواند فرمان خلوان را به کامپیوتر بدهد). جهت اطلاع بیشتر مراجعه شود به:Brain–computer interface, neuroprosthetics | ||||