باعتباره "قلب" المركبة الفضائية، يلعب المحرك دورًا رئيسيًا في تطوير تكنولوجيا الطيران. المحرك عبارة عن معدات استراتيجية معقدة ومتطورة، ولكن نظام المواد الذي يمكنه تلبية متطلبات مقاومة درجات الحرارة العالية والأداء المستقر وعمر الخدمة الطويل في نفس الوقت محدود للغاية.
في هذه المرحلة، لا تزال السبائك الفائقة تهيمن على مواد الهياكل ذات درجة الحرارة المرتفعة مثل غرف الاحتراق وتوربينات محركات الطيران. بعد أكثر من 40 عامًا من التطوير، تحسنت بشكل كبير مقاومة درجات الحرارة للمواد المعدنية المتمثلة في السبائك أحادية البلورة، لكنها لا تزال بعيدة عن درجة حرارة احتراق المحرك، وفي الجيل الجديد من المحركات، تتزايد الفجوة تدريجيًا .
باعتبارها مادة مركبة هيكلية خفيفة الوزن وعالية الأداء، يتم استخدام مادة السيراميك على نطاق واسع في مجال درجة الحرارة العالية. أداءها الممتاز في درجات الحرارة العالية يجعلها واحدة من المواد المرشحة لتحل محل مواد السبائك الفائقة في محركات الطيران، وخاصة في المحركات الأساسية للمحرك.
وبحسب تقرير على موقع صحيفة "إزفستيا" الروسية يوم 18 الجاري، فقد طور المهندسون الروس تقنية صنع محركات الصواريخ بالسيراميك لأول مرة في العالم. هذه المحركات أكثر مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة من المحركات المعدنية، وبالتالي فهي أكثر كفاءة.
ونظرًا لأن المواد الخزفية أقل كثافة، فإن ذلك سيسمح للصاروخ بوضع المزيد من البضائع في المدار مع استخدام وقود أقل. يعتقد المطورون أنه يمكن الآن استخدام السيراميك في تصنيع توربينات لمختلف الآلات الحرارية في صناعة الطاقة.
وقال مدير مشروع إيكيبو لتطوير تكنولوجيا ربط السيراميك: "لقد صنعنا نموذجًا لمحرك بحجم كف اليد". "لا يوجد شيء غير عادي في هذا الشيء، ولكن لم يقم أحد في العالم ببناء شيء مثل هذا من قبل." محركات. لقد تعلمنا كيفية ربط السيراميك بحيث لا تكون طبقاته واضحة، ولا تكون قوته أقل شأنا من مادة القطعة الواحدة.
ووفقا للباحثين، إذا كان المحرك التوربيني مصنوعا من السيراميك، فإن كفاءته ستكون أعلى بنسبة تزيد عن 15% من المحرك المصنوع من السبائك.
وأظهرت الاختبارات أن المنتجات الخزفية المصنوعة بالتقنية الجديدة يمكنها أن تقاوم بشكل فعال ما يسمى بالصدمة الحرارية التي تحدث في محركات الصواريخ السائلة، أي فرق درجة الحرارة من درجة حرارة الغرفة إلى ما يقرب من 2000 درجة مئوية في ثانية ونصف. وأظهرت تقارير الاختبار أن عينات المحرك نجت من أكثر من 120 صدمة حرارية من هذا القبيل. ويشير الخبراء إلى أن المحركات الخزفية ليست مخصصة للمساحة فقط. ويمكن أيضًا أن يكون مفيدًا في بناء الآلات، مثل حلقات المكبس الخزفية البحرية.