(865) 298-5901 兴趣:主要兴趣包括聚变工程/材料研究和裂变燃料开发。重点是热工水力学、CFD、传热和中子学。其他兴趣包括电力转换技术、高温材料、物理和化学气相沉积、电子束和加速器、粒子传输和辐射损伤。教育:博士核工程,1989 年 8 月 宾夕法尼亚州立大学 核工程硕士,1984 年 8 月 宾夕法尼亚州立大学 核工程学士,1982 年 5 月 宾夕法尼亚州立大学 相关 聚变公私合作伙伴关系协调员 经历 聚变能源创新网络 INFUSE 主任 橡树岭国家实验室 2020 年至今 杰出科学家 – 聚变能源部门 聚变技术组 橡树岭国家实验室 2015 – 2020 杰出成员技术人员 – 电磁和辐射效应模拟 桑迪亚国家实验室,1353 部 2013 - 2015 杰出成员技术人员——面向等离子体的组件和材料的设计和测试 桑迪亚国家实验室,1658 部 1994 年 11 月 - 2013 年1994
摘要:核热推进 (NTP),尤其是固体核推进,被认为是太空推进技术进步的一个相当显著的例子。与普通化学火箭不同,NTP 系统使用核裂变来加热氢气或其他推进剂,从而实现比化学火箭更好的效率和比冲,使 NTP 系统适合长时间的太空任务。本文详细介绍了固体核 NTP 系统,包括其工程设计,例如核反应堆堆芯、推进剂流动和推进剂排气喷嘴。它解决了 NTP 系统设计中的重要工程问题,例如能够在反应堆内运行的高温材料、辐射屏蔽、氢存储,以及可用于解决每个问题的一些方法。它还包括 NTP 系统的缺点和反驳,例如运输时间和有效载荷容量,特别是在火星、深空和外层空间沉积大质量物体的任务中。最后,本文探讨了现有的努力和进一步研究的目标,重点关注材料、混合推进系统的发展以及与其他国家合作的能力,以加快 NTP 推进进展的速度,并最终将其用于未来的太空探索。
简介:核热推进 (NTP),尤其是固体核推进,被认为是太空推进技术进步的一个相当显著的例子。与普通化学火箭不同,NTP 系统使用核裂变来加热氢气或其他推进剂,从而实现比化学火箭更好的效率和比冲,使 NTP 系统适合长时间的太空任务。本文详细介绍了固体核 NTP 系统,包括其工程设计,例如核反应堆堆芯、推进剂流动和推进剂排气喷嘴。它解决了 NTP 系统设计中的重要工程问题,例如能够在反应堆内运行的高温材料、辐射屏蔽、氢存储,以及可用于解决每个问题的一些方法。它还包括 NTP 系统的缺点和反驳,例如运输时间和有效载荷容量,特别是在火星、深空和外层空间沉积大质量物体的任务中。最后,本文探讨了现有的努力和进一步研究的目标,重点关注材料、混合推进系统的发展以及与其他国家合作的能力,以加快 NTP 推进进展的速度,并最终将其用于未来的太空探索。
前言 这是一系列研究的第五篇 — 这些历史著作由于各种原因未发表。然而,其中包含的材料被认为对空军成员和学者具有持久的价值。这些研究仅进行了最低限度的编辑,并以限量版印刷,以提供给可能觉得有用的少数读者。我们邀请读者向空军历史和博物馆计划提供反馈。 从 1946 年开始,陆军航空队 (AAF) 首次赞助了一项关于核能推进 (NEPA) 项目的研究。在原子能委员会 (AEC) 和麻省理工学院 (MIT) 审查后,这项工作在接下来的几年里取得了进展。由此产生了 USAF-AEC 联合飞机核推进 (ANP) 计划。政府实验室和工业公司进行了十年的研究,直到 1961 年肯尼迪政府取消了这项工作。然而,在 AEC 的指导下,在高温材料和高性能反应堆方面进行了一些有用的后续工作。此外,一些开发工作仍在太空核计划下继续进行。《飞机核推进》是美国政府开发核动力飞机计划的一份全面、非机密、带注释的参考书目。合同作者 Bernard J. Snyder 博士是位于马里兰州波托马克的能源与管理顾问公司的总裁。他拥有近四十年的经验,是这项任务的唯一合格人选
第 26 届 AIAA 国际太空飞机和高超音速系统和技术会议将于 2025 年与 AIAA 科学技术 (SciTech) 论坛和博览会同期举行,将为来自世界各地的与会者提供一个讨论和交流信息的论坛,讨论与太空飞机和高超音速大气飞行器相关的前沿研究和开发活动以及这些能力的基础技术。会议将介绍来自北美、南美、澳大利亚、欧洲和亚洲的国家计划,并讨论多种国际合作机会。技术论文主题包括计划中和正在进行的航天飞机和高超音速飞行器计划、先进运载火箭和高超音速大气飞行器概念、商业太空旅游概念、地面和飞行测试技术、结果和经验教训、再入飞行器系统和技术、航天飞机和高超音速飞行器的空气动力学和气动热力学、制导和控制系统、火箭、冲压发动机、超音速冲压发动机和其他先进推进系统,包括组件技术(例如进气口、燃烧系统、燃油喷射概念、点火和火焰稳定概念、喷嘴)、高温材料、热结构和热保护系统、健康监测和管理技术等。将围绕全球关注的相关主题组织特别小组会议。
入门/高级复合材料、普通材料科学、工程师纳米技术、材料力学、有限元法、机械设计、断裂力学、固体力学行为、结构应力分析等 教育背景 - 学士/硕士和博士学位,应用力学和材料科学,波兰弗罗茨瓦夫理工大学,1978 年和 1982 年。 当前工作 - 丹佛大学约翰埃文斯教授,丹佛大学机械与材料工程系,2390 South York Street,丹佛,科罗拉多州 80208,电话:(303) 871-3807,传真:(303) 871-4450; mkumosa@du.edu - 中心主任,美国国家科学基金会产学研新型高压/高温材料与结构合作研究中心,https://erc- assoc.org/content/novel-high-voltagetemperature-materials-and-structures,https://www.linkedin.com/in/maciej-kumosa-b8659216/ 学术荣誉 - Ø 复合材料科学与技术 (IF 9.9,复合材料领域排名第一) 编辑委员会成员,自 2002 年起 Ø 结构耐久性与健康监测 Ø 纤维奖 - John Evans 教授,丹佛大学 (DU) 因杰出研究或其他创造性学术成就而获得的最高荣誉,2006 年 4 月。http://www.du.edu/news/06-19-06facultyawards.html - 工程学院最佳学者奖- 杰出教学奖,俄勒冈州研究生院 (OGI),俄勒冈州波特兰,1992-93 年 一般兴趣
谈话:材料在追求太阳系的行星际定居以及地球上向可持续能源的过渡中挑战了很多。轻巧的结构可靠地在长时间的极端空间中运行,高温材料,可在高效的火箭发动机和隔热器中可靠的重复使用,用于汽车结构的高级材料以及可以在高量中有效制造的先进储能,仅代表材料创新的一些机会,以驱动这些雄心勃勃的目标。这些材料不仅需要具有高度的能力,而且还需要具有成本效益和可扩展的数量制造。过渡到可持续的电动汽车运输将涉及尽快更换数亿石油燃料的车队。此外,安装的可再生电力生产必须以类似的方式进行扩展,以确保这些车辆由最清洁的能源提供动力。技术成就也表明,我们可以超越地球的范围来达到和探索。将需要采用和完善许多新技术,以使生活在其他世界和太空中的恶劣条件下生活。实现这些目标的新材料和制造方法需要更大的能力和时间表上的飞跃。幸运的是,在过去的十年中,材料工程也取得了长足的进步,将计算方法和高级系统设计的集成到我们现在称为集成计算材料工程的框架中。关键词已集成 - 删除工程学科之间的界限和整体考虑系统是实现我们最雄心勃勃的目标的关键。现在是成为工程师的好时机!
入门/高级复合材料、普通材料科学、工程师纳米技术、材料力学、有限元法、机械设计、断裂力学、固体力学行为、结构应力分析等 教育背景 - 学士/硕士和博士学位,应用力学与材料科学,弗罗茨瓦夫工业大学,1978 年和 1982 年,波兰。 目前就职 - 丹佛大学约翰埃文斯教授,丹佛大学机械与材料工程系,2390 South York Street,丹佛,科罗拉多州 80208,电话:(303) 871-3807,传真:(303) 871-4450;mkumosa@du.edu - 美国国家科学基金会新型高压/高温材料与结构产学研合作研究中心,中心总主任 ( www.HVTCenter.org ); 2016/17 年度美国 50 个工程学 IUCRC 之一 学术荣誉 - ➢ 复合材料科学与技术(复合材料领域排名第一的国际期刊)➢ 结构耐久性与健康监测 ➢ 纤维 编辑委员会成员 奖项 - John Evans 教授,丹佛大学 (DU) 因杰出研究或其他创造性学术成就而授予的最高荣誉,2006 年 4 月。http://www.du.edu/news/06-19-06facultyawards.html - 丹佛大学工程与计算机科学学院最佳学者奖,2004 年 12 月。 - 杰出教学奖,俄勒冈研究生院 (OGI),俄勒冈州波特兰,92-93 年 一般兴趣
我们报告了使用激光粉末床熔合 (LPBF) 对镍基高温合金金属基复合材料 (Ni-MMC) 进行增材制造 (AM) 的方法。通过高速搅拌机分簇和球磨原样 SiC 纳米线 (2 vol%) 和 Inconel 718 合金粉末来制备含纳米陶瓷的复合粉末,从而在 Inconel 颗粒表面产生均匀的 SiC 装饰。对打印样品的分析表明,SiC 纳米线在激光熔化过程中溶解,导致 Nb 和 Ti 基硅化物和碳化物纳米颗粒的原位形成。这些原位形成的纳米颗粒使 AM Inconel 718 的凝固微观结构更理想,打印缺陷(裂纹和孔隙)更少,晶粒尺寸略有细化。与未添加 SiC 的参考样品相比,打印的 Ni-MMC 的机械特性表明,硬度、屈服强度(增加 16%)和极限拉伸强度(σ UTS ,增加 12%)均显著增加。经过热处理后,与经过相同处理的未增强材料相比,相同的复合材料样品的 σ UTS 高 10%,同时总拉伸伸长率保持约 14%。我们认为,这种原位沉淀物形成为强化增材制造的高温材料提供了一种简单有效的方法,可用于能源和推进应用中日益恶劣的环境。
Charles Kuehmann,SpaceX 和 Tesla Motors 材料工程副总裁 下一代太空和可持续能源解决方案的并行工程框架中的材料 摘要 在追求行星际定居和向地球上的可持续能源过渡的过程中,材料挑战比比皆是。在极端太空条件下长期可靠运行的轻质结构、可在高效火箭发动机中可靠重复使用的高温材料、用于车身结构的先进材料以及可以高效批量生产的先进储能材料,这些只是材料创新推动这些雄心勃勃的目标的一小部分机会。这些材料不仅需要具有高性能,还需要具有成本效益和可扩展的批量生产能力。向可持续电动汽车的过渡将涉及尽快更换数亿辆石油燃料汽车。此外,已安装的可再生电力生产也必须以类似的方式扩大规模,以确保这些车辆由最清洁的能源驱动。技术成就还表明,我们可以到达并探索地球以外的范围。需要采用和完善许多新技术,以便在其他世界和太空的恶劣条件下生活。实现这些目标的新材料和制造方法需要在能力和时间框架上实现前所未有的飞跃。幸运的是,材料工程在过去十年中也取得了长足进步,将计算方法和先进的系统设计整合到一个我们现在称为“集成计算材料工程”的框架中。该框架为系统的并行工程奠定了基础,将材料作为整体设计和制造行业和优化的一部分。一旦完全实现,这将比逐步改进材料,然后采用和集成到新设计和系统中具有显著优势。