Aplicarea materialelor ceramice în motoare

2022-09-01

Fiind „inima” navei spațiale, motorul joacă un rol cheie în dezvoltarea tehnologiei aerospațiale. Motorul este un echipament strategic de ultimă generație complex și sofisticat, dar sistemul de materiale care poate îndeplini cerințele de rezistență la temperaturi ridicate, performanță stabilă și durată lungă de viață în același timp este foarte limitat.
În această etapă, materialele structurilor de înaltă temperatură, cum ar fi camerele de ardere și turbinele motoarelor aerospațiale, sunt încă dominate de superaliaje. După mai mult de 40 de ani de dezvoltare, rezistența la temperatură a materialelor metalice reprezentate de aliajele monocristaline a fost mult îmbunătățită, dar este încă departe de temperatura de ardere a motorului, iar în noua generație de motoare, decalajul crește treptat. .
Fiind un material compozit structural ușor și de înaltă performanță, materialul ceramic este utilizat pe scară largă în domeniul temperaturilor înalte. Performanța sa excelentă la temperaturi ridicate îl face unul dintre materialele candidate pentru înlocuirea materialelor superaliaje în motoarele aerospațiale, în special în motoarele cu miezul motorului.
Potrivit unui raport de pe site-ul rusesc „Izvestia” din data de 18, inginerii ruși au dezvoltat pentru prima dată în lume tehnologia de fabricare a motoarelor de rachetă cu ceramică. Astfel de motoare sunt mai rezistente la temperaturi ridicate decât motoarele metalice și, prin urmare, sunt mai eficiente.
Deoarece materialele ceramice sunt mai puțin dense, acest lucru ar permite rachetei să pună mai multă marfă pe orbită, folosind mai puțin combustibil. Dezvoltatorii cred că ceramica poate fi folosită acum pentru a face turbine pentru diferite mașini termice din industria energetică.
„Am realizat un motor de probă de mărimea palmei”, a spus managerul de proiect al Ekipo pentru dezvoltarea tehnologiei de lipire ceramică. „Nu este nimic neobișnuit în chestia asta, dar nimeni în lume nu a construit vreodată așa ceva.” Motoare. Am învățat cum să îmbinam ceramica, astfel încât cusăturile să nu fie evidente, iar rezistența sa să nu fie inferioară materialului dintr-o singură bucată.”
Potrivit cercetătorilor, dacă motorul cu turbină este fabricat din ceramică, randamentul acestuia va fi cu peste 15% mai mare decât cel al motorului din aliaj.
Testele au arătat că produsele ceramice realizate cu noua tehnologie pot rezista în mod eficient așa-numitului șoc termic care apare la motoarele cu rachete lichide, adică diferența de temperatură de la temperatura camerei la aproape 2.000 de grade Celsius într-o secundă și jumătate. Rapoartele de testare au arătat că mostrele de motor au supraviețuit la peste 120 de astfel de șocuri termice. Experții subliniază că motoarele ceramice nu sunt doar pentru spațiu. De asemenea, poate fi util în construcția de mașini, cum ar fi segmentele pistonului din ceramică marine.