موتور به عنوان "قلب" فضاپیما، نقش کلیدی در توسعه فناوری هوافضا ایفا می کند. موتور یک تجهیزات استراتژیک پیچیده و پیچیده است، اما سیستم موادی که می تواند الزامات مقاومت در برابر دمای بالا، عملکرد پایدار و عمر طولانی را در عین حال برآورده کند بسیار محدود است.
در این مرحله، مواد سازههای با دمای بالا مانند محفظههای احتراق و توربینهای موتورهای هوافضا همچنان تحت سلطه سوپرآلیاژها هستند. پس از بیش از 40 سال توسعه، مقاومت دمایی مواد فلزی که توسط آلیاژهای تک کریستال نشان داده می شود بسیار بهبود یافته است، اما هنوز با دمای احتراق موتور فاصله دارد و در نسل جدید موتورها، شکاف به تدریج در حال افزایش است. .
به عنوان یک ماده کامپوزیت ساختاری سبک و با کارایی بالا، مواد سرامیکی به طور گسترده در زمینه دمای بالا استفاده می شود. عملکرد عالی در دمای بالا آن را به یکی از مواد کاندید برای جایگزینی مواد سوپرآلیاژی در موتورهای هوافضا، به ویژه در موتورهای هسته موتور تبدیل می کند.
به گزارش هجدهم وب سایت «ایزوستیا» روسی، مهندسان روسی برای اولین بار در جهان فناوری ساخت موتور موشک با سرامیک را توسعه دادند. چنین موتورهایی نسبت به موتورهای فلزی در برابر دماهای بالا مقاومت بیشتری دارند و بنابراین کارایی بیشتری دارند.
از آنجایی که مواد سرامیکی چگالی کمتری دارند، این به موشک اجازه میدهد در حالی که سوخت کمتری مصرف میکند، محموله بیشتری را در مدار قرار دهد. توسعه دهندگان بر این باورند که اکنون می توان از سرامیک برای ساخت توربین برای ماشین های حرارتی مختلف در صنعت انرژی استفاده کرد.
مدیر پروژه Ekipo برای توسعه فناوری اتصال سرامیکی گفت: ما یک موتور نمونه به اندازه کف دست ساختیم. هیچ چیز غیرعادی در مورد این چیز وجود ندارد، اما هیچ کس در جهان تا به حال چیزی شبیه به این نساخته است. موتورها ما یاد گرفتیم که چگونه سرامیک ها را به هم متصل کنیم تا درزها مشخص نباشد و استحکام آن کمتر از مواد یک تکه نباشد.
به گفته محققان، اگر موتور توربین از سرامیک ساخته شود، راندمان آن بیش از 15 درصد بیشتر از موتور آلیاژی خواهد بود.
آزمایشات نشان داده است که محصولات سرامیکی ساخته شده با فناوری جدید می توانند به طور موثر در برابر شوک حرارتی که در موتورهای موشک مایع رخ می دهد، یعنی اختلاف دما از دمای اتاق تا نزدیک به 2000 درجه سانتیگراد در یک و نیم ثانیه مقاومت کنند. گزارش های آزمایشی نشان داد که نمونه های موتور از بیش از 120 چنین شوک حرارتی جان سالم به در برده اند. کارشناسان خاطرنشان می کنند که موتورهای سرامیکی فقط برای فضا نیستند. همچنین می تواند در ماشین سازی مانند رینگ های پیستون سرامیکی دریایی مفید باشد.