Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное





Главная Обзоры СМИ Статьи


Жар не сломит: создан материал для космических самолетов будущего


7 августа 2022 года Ольга Коленцова, Известия


Ученые МАИ разрабатывают новый композитный материал, устойчивый к сверхвысоким температурам. Он будет применяться для строительства многоразовых космических самолетов нового поколения. По своим характеристикам он обгонит современные материалы, не говоря уже о тех, что в свое время применялись на знаменитых «Буранах» и «Спейс шаттлах», — будет способен выдержать температуру до 2000 °С в течение 20 минут. Первые испытания полученных образцов показали их эффективность. Эксперты отметили, что разработка таких материалов стала мировым трендом, однако с момента создания до применения может уйти до десяти лет.

Ученые МАИ разрабатывают новый композитный материал, устойчивый к сверхвысоким температурам. Он будет применяться для строительства многоразовых космических самолетов нового поколения. По своим характеристикам он обгонит современные материалы, не говоря уже о тех, что в свое время применялись на знаменитых «Буранах» и «Спейс шаттлах», — будет способен выдержать температуру до 2000 °С в течение 20 минут. Первые испытания полученных образцов показали их эффективность. Эксперты отметили, что разработка таких материалов стала мировым трендом, однако с момента создания до применения может уйти до десяти лет.

Будет жарко

Во время полетов на высоких и сверхвысоких скоростях набегающий поток воздуха сильно нагревает летательные аппараты. Без дополнительной защиты это чревато быстрой коррозией и деградацией деталей.

Чтобы решить эту проблему, научная группа НИО-9 МАИ создает особо жаропрочный композиционный материал, способный выдерживать температуру до 2000 °С. Он будет востребован при создании космических самолетов. Их прототипами в свое время были знаменитый «Буран» или «Спейс шаттл». Такие аппараты могут доставлять на орбитальные станции людей и грузы, а также выводить на околоземную орбиту самые разные устройства.

Подобные космические самолеты должны быть многоразовыми. И если вывод на орбиту дело относительно простое, то при возвращении на обшивку ложится большая нагрузка. Трение об атмосферу разогревает ее до огромных температур.

Ранее применяемые в авиастроении композиционные материалы, устойчивые к высоким температурам, состояли из углеродных волокон и матрицы на основе либо особого углерода, либо карбида кремния. Однако первые из них не могут работать в воздухе из-за окисления углерода, которое начинается при температурах 400–450 °С и увеличивается с их ростом. Вторые работоспособны вплоть до 1700–1750 °С, но ресурс их очень низок из-за того же процесса окисления.

Для защиты от разрушения под каждый конкретный материал обычно дополнительно разрабатывается жаростойкое защитное покрытие. На том же «Буране» для этого применялось особая стекловидная пленка, и аппарат выдерживал температуру до 1600 °С.

— Наша научная группа пришла к идее создания углерод-керамического композиционного материала, не содержащего соединений на основе кремния, — рассказал «Известиям» член научной группы Игорь Сукманов. — В качестве матрицы, скрепляющей углеродные волокна, используются карбиды и бориды (соединения металлов с углеродом и бором. — Известия) ряда металлов — гафния, ниобия и титана. При высокотемпературном окислении таких композитов на поверхности будет формироваться защитный слой. Он обеспечит снижение скорости окисления углеродных волокон.

Авторы работы ожидают, что работоспособность полученных материалов составит не менее 15–20 минут при температурах на поверхности до 2000–2200 °C.

Крещение огнем

Опытные образцы уже прошли первые огневые газодинамические испытания, сообщил «Известиям» руководитель научной группы, доцент кафедры 903 «Перспективные материалы и технологии аэрокосмического назначения» МАИ Алексея Астапов.

— По результатам испытаний мы будем вносить корректировки в фазовый состав композита и режимы технологических процессов его получения. Новые, уже скорректированные образцы также испытаем, — рассказал он.

Подобные материалы могут применяться при создании космических возвращаемых аппаратов нового поколения. На данный момент создание потомков «Бурана» находится на стадии обсуждения, рассказали разработчики.

Нагрев поверхности космического аппарата при входе в атмосферу зависит от его траектории, отметил заместитель гендиректора компании «Итекма» (российский производитель и разработчик композиционных материалов) Вадим Микрин.

— Космические корабли «Буран» и «Спейс шаттл» входили в атмосферу по траектории, при которой температура их поверхности была порядка 1600 °C, их защищали с помощью керамических плиток, — пояснил эксперт. — Космические корабли самолетного типа для космических туристов типа SpaceShipTwo компании Virgin Galactic не нагреваются настолько сильно, так как не поднимаются на высокую орбиту.

Для них, по словам Вадима Микрина, достаточно использования полимерных высокотемпературных композитов температурой эксплуатации до 400–450 °C.

До МКС такие самолеты обычно не летают, но теоретически задача выполнима, считает Игорь Сукманов.

— Не исключается возможность применения такого рода композитов и в стратегических маневренных летательных аппаратах будущего, — отметил Алексей Астапов. — Причем не только в качестве конструкционного материала для горячих деталей планеров, но и в качестве теплозащитного материала для элементов проточных трактов двигательных установок этих аппаратов.

Руководитель исследования добавил, что при этом управление теплопроводностью композитов в относительно широком диапазоне возможно за счет варьирования пористости создаваемой структуры, что достигается изменением ряда параметров режимов на стадиях технологического передела.

Заведующий лабораторией «Материалы для применения в экстремальных условиях» Центра компетенций НТИ «Цифровое материаловедение» МГТУ им. Баумана Вячеслав Селезнев добавил, что сегодня сертификация материалов, которые могут использоваться в космосе, занимает до 10 лет.

Проект выполняется при поддержке Российского научного фонда.




комментарии (0):













Материалы рубрики

Алёна Алёша
Деловой Петербург
Регистрация улыбкой: Петербург узаконит биометрию в аэропортах
София Прохорчук, Ирина Ионина, Самира Сабирова
Известия
Задача на вылет: авиакомпании готовят вывозные рейсы с Ближнего Востока
Анастасия Николаева
Интерфакс
Новый космический проект: какие приоритетные направления выбрала Россия?
Ольга Ларина
Деловой Петербург
Зона турбулентности. Забастовки в Финляндии обрушили авиаперевозки
Иван Сало
РБК
Что такое Crew Dragon: история, миссия, полеты, список кораблей
Любовь Можаева
MASHNEWS
И внутри будет отечественное. Минпромторг решил потратить 4 млрд на начинку самолетов
Сергей Андрейкин
Деловой Петербург
Пулково опередил зарубежные аэропорты по внедрению биометрии
Любовь Можаева
MASHNEWS
С овальным фюзеляжем. На самолеты нового поколения Минпромторг потратит еще 13 млрд



Мария Недюк
Известия
Что указано пером: птицы помогут создать автономные системы навигации для дронов
Кирилл Фенин
Известия
Полетное создание: РФ и Сербия работают над запуском новых авиарейсов
Петр Канаев, Герман Костринский
РБК
Правкомиссия отказала крупнейшему аэропорту Камчатки в повышении тарифов
Евгений Берсенев
Свободная Пресса
Отлетались? Программа производства новых самолетов опять попала под нож
Андрей Коршунов, Юлия Леонова
Известия
Общий взлет: в РФ создали первую универсальную станцию внешнего управления дронами
Анастасия Львова
Эксперт
Дронов становится всё больше
Екатерина Шокурова
РБК
Эксперты разработали концепцию «цифрового неба России»
Мария Фролова
Известия
Лишние пассажиры: в Минтрансе предложили ввести овербукинг на частых рейсах
Ксения Власова
ИрСити
«Это чудо — потомки оценят». Авиаэксперт объяснил, полетит ли МС-21 в 2026 году на самом деле
Наталия Ячменникова
Российская газета
Медсестра, буфетчица и кладовщица: Кем были первые стюардессы в мире и России
Владимир Гаврилов
Известия
Все в сад: основой беспилотной авиации станут агродроны
Тимур Алиев (Махачкала), Гульназира Ишбердина (Уфа), Олег Корякин (Казань), Юлия Потапова (Кемерово), Мария Соловьева (Элиста), Ирина Троценко (Дальний Восток)
Российская газета
Какие новые аэропорты были открыты в городах России за последние годы. А какие были модернизированы
Ева Акимова
РБК
Познакомьтесь с первой в мире женщиной — пилотом вертолета «Ансат». Санитарная авиация в России отмечает 100 лет с момента создания
Роман Крецул, Богдан Степовой
Известия
Будет полк: в ВМФ создают морские части беспилотных систем
Анастасия Львова
Эксперт
Отстающим помогут справиться с управлением
Анна Героева
Известия
Мы будем водить самолеты: как тренируют российских пилотов
Герман Костринский, Дарья Молоткова
РБК
Минпромторг закажет разработку перспективных самолетов
Екатерина Тропова
АТОР
Отмены и задержки рейсов повлияли на планы не менее 60 тысяч пассажиров
Андрей Коршунов
Известия
Стройный скан: в России создают самую точную 3D-модель Луны и Марса
Андрей Коршунов
Известия
Задать модуль: российские аппараты могут быть первыми на Северном полюсе Луны
Анастасия Николаева
Интерфакс
Полетное задание выполнено: частично импортозамещенный МС-21 поднялся в небо
Владимир Гаврилов Станислав Федоров
Известия
Вот Хургада: AlMasria Airlines сократила полетную программу из РФ на курорты Египта
Владимир Гаврилов
Известия
Билетное па: выплаты пассажирам за овербукинг хотят сделать обязательными
Андрей Коршунов
Известия
Спрей для дела: новые российские двигатели доставят на Луну наноспутники
Михаил Захаров
Монокль
Boeing заходит на Россию
Надежда Сарапина
РИА Новости
"Расхлебывать придется годами". Китай больно щелкнул США по носу
Екатерина Хамова
Известия
Взвинченным темпом: РФ и Колумбия не договорились по ремонту Ми-17
Захар Максимов
ВГУДОК
РЖД и Аэрофлот охладеют к пассажирам
Айгуль Абдуллина, Александра Мерцалова
Коммерсант
В Сухум подлетают с вопросами
Андрей Коршунов
Известия
Внеземное притяжение: космическая обсерватория займется поиском жизни во Вселенной
Андрей Коршунов
Известия
Спутник с жизнью: мыши и мухи помогут подготовить человека к полетам на Луну и Марс
Дмитрий Литвинов
Парламентская газета
В Росавиации оценили идею доставлять товары из Китая беспилотниками
Кирилл Фенин, Алена Нефедова, Владимир Гаврилов
Известия
Подставили на крыло: в США удерживают закупленные РФ авиазапчасти на $500 млн
Ксения Власова
ИрСити
«Вполне реально завершить эту программу». Авиаэксперт оценил, сколько МС-21 получат авиакомпании в 2026 году
Дарья Молоткова, Елена Сухорукова, при участии Анна Захарова
РБК
Немецкий оператор duty free вышел из бизнеса в Шереметьево и Домодедово
Юлия Леонова
Известия
Беспилотный урок: в России начали обучать сборке БПЛА школьников и студентов
Мария Недюк, Юлия Леонова
Известия
Полетный проект: названы самые перспективные разработки беспилотных авиасистем
Дмитрий Плотников
Pravda.Ru
Проект Як-242: несостоявшийся конкурент самолётов Ту-204 и МС-21
Андрей Коршунов
Известия
Сдвиг по базе: в России создали универсальный двигатель для беспилотников
Александра Веснина
Национальная Служба Новостей (НСН)
«Взвинтит цены»: К чему приведет исправление данных в невозвратных авиабилетах
Айгуль Абдуллина
Коммерсантъ
Тяните билет. Потенциальным пассажирам предложено дать время передумать при покупке
Ксения Власова
«Ирсити.ру»
«Самолетов уже сейчас не хватает». Авиаэксперты оценили, когда перевозчики начнут летать на отечественных МС-21

 

 

 

 

Реклама от YouDo
erid: LatgC9sMF
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer