Als het ‘hart’ van het ruimtevaartuig speelt de motor een sleutelrol in de ontwikkeling van lucht- en ruimtevaarttechnologie. De motor is een complexe en geavanceerde hoogwaardige strategische uitrusting, maar het materiaalsysteem dat tegelijkertijd kan voldoen aan de eisen van hoge temperatuurbestendigheid, stabiele prestaties en een lange levensduur is zeer beperkt.
In dit stadium worden de materialen van hogetemperatuurstructuren zoals verbrandingskamers en turbines van ruimtevaartmotoren nog steeds gedomineerd door superlegeringen. Na meer dan 40 jaar ontwikkeling is de temperatuurbestendigheid van metalen materialen, vertegenwoordigd door monokristallijne legeringen, aanzienlijk verbeterd, maar deze ligt nog steeds ver verwijderd van de verbrandingstemperatuur van de motor, en bij de nieuwe generatie motoren wordt de kloof geleidelijk groter .
Als lichtgewicht en krachtig structureel composietmateriaal wordt keramisch materiaal veel gebruikt in hoge temperaturen. Dankzij de uitstekende prestaties bij hoge temperaturen is het een van de kandidaatmaterialen ter vervanging van superlegeringsmaterialen in lucht- en ruimtevaartmotoren, vooral in motorkernmotoren.
Volgens een rapport op de website van de Russische "Izvestia" van de 18e hebben Russische ingenieurs voor het eerst ter wereld de technologie ontwikkeld om raketmotoren met keramiek te maken. Dergelijke motoren zijn beter bestand tegen hoge temperaturen dan metalen motoren en zijn daarom efficiënter.
Omdat keramische materialen minder dicht zijn, zou de raket hierdoor meer lading in een baan om de aarde kunnen brengen terwijl hij minder brandstof verbruikt. De ontwikkelaars geloven dat keramiek nu kan worden gebruikt om turbines te maken voor verschillende thermische machines in de energie-industrie.
"We hebben een monstermachine ter grootte van een handpalm gemaakt", zegt Ekipo's projectmanager voor de ontwikkeling van keramische bindingstechnologie. "Er is niets ongewoons aan dit ding, maar niemand ter wereld heeft ooit zoiets gebouwd." Motoren. We hebben geleerd keramiek zo te verbinden dat de naden niet duidelijk zichtbaar zijn en dat de sterkte niet onderdoet voor materiaal uit één stuk.”
Als de turbinemotor van keramiek is gemaakt, zal het rendement volgens de onderzoekers ruim 15% hoger zijn dan dat van de aluminium motor.
Tests hebben aangetoond dat keramische producten die met de nieuwe technologie zijn gemaakt, effectief bestand zijn tegen de zogenaamde thermische schok die optreedt in raketmotoren voor vloeistoffen, dat wil zeggen het temperatuurverschil van kamertemperatuur tot bijna 2.000 graden Celsius in anderhalve seconde. Uit testrapporten bleek dat de motormonsters meer dan 120 van dergelijke thermische schokken overleefden. Deskundigen wijzen erop dat keramische motoren niet alleen voor de ruimte bedoeld zijn. Ook in de machinebouw kan het van pas komen, zoals bij keramische zuigerveren in de scheepvaart.
