Aplicación de materiales cerámicos en motores.
Como "corazón" de la nave espacial, el motor desempeña un papel clave en el desarrollo de la tecnología aeroespacial. El motor es un equipo estratégico de alta gama complejo y sofisticado, pero el sistema de materiales que puede cumplir con los requisitos de resistencia a altas temperaturas, rendimiento estable y larga vida útil al mismo tiempo es muy limitado.
En esta etapa, los materiales de estructuras de alta temperatura, como cámaras de combustión y turbinas de motores aeroespaciales, todavía están dominados por superaleaciones. Después de más de 40 años de desarrollo, la resistencia a la temperatura de los materiales metálicos representada por aleaciones monocristalinas ha mejorado enormemente, pero aún está lejos de la temperatura de combustión del motor, y en la nueva generación de motores, la brecha está aumentando gradualmente. .
Como material compuesto estructural liviano y de alto rendimiento, el material cerámico se usa ampliamente en el campo de altas temperaturas. Su excelente rendimiento a altas temperaturas lo convierte en uno de los materiales candidatos para reemplazar los materiales de superaleación en motores aeroespaciales, especialmente en motores centrales.
Según un informe publicado en el sitio web de la revista rusa "Izvestia" del día 18, ingenieros rusos han desarrollado por primera vez en el mundo la tecnología de fabricación de motores de cohetes con cerámica. Estos motores son más resistentes a las altas temperaturas que los motores metálicos y, por tanto, más eficientes.
Debido a que los materiales cerámicos son menos densos, esto permitiría al cohete poner más carga en órbita usando menos combustible. Los desarrolladores creen que ahora se pueden fabricar turbinas para diversas máquinas térmicas en la industria energética con cerámica.
"Hicimos un motor de muestra del tamaño de la palma de la mano", dijo el director del proyecto de Ekipo para el desarrollo de la tecnología de unión cerámica. "No hay nada inusual en esto, pero nadie en el mundo ha construido algo como esto". Motores. Aprendimos cómo unir la cerámica para que las uniones no sean obvias y su resistencia no sea inferior a la del material de una sola pieza”.
Según los investigadores, si el motor de turbina está hecho de cerámica, su eficiencia será más de un 15% mayor que la del motor de aleación.
Las pruebas han demostrado que los productos cerámicos fabricados con la nueva tecnología pueden resistir eficazmente el llamado choque térmico que se produce en los motores de cohetes líquidos, es decir, la diferencia de temperatura desde la temperatura ambiente hasta casi 2.000 grados Celsius en un segundo y medio. Los informes de las pruebas mostraron que las muestras de motor sobrevivieron a más de 120 choques térmicos de este tipo. Los expertos señalan que los motores cerámicos no son sólo para el espacio. También puede resultar útil en la construcción de maquinaria, como anillos de pistón cerámicos marinos.