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


ТАСС
Черное крыло "Беркута": как создавали истребитель Су-47
Айгуль Абдуллина
Коммерсантъ
Авиация настраивает систему бронирования. Отрасль боится потерять важных специалистов из-за мобилизации
Айгуль Абдуллина, Александра Мерцалова
Коммерсантъ
Вылет с купюрами. Авиабилеты за рубеж в течение суток подорожали в десятки раз
Анастасия Платонова, Анастасия Львова
Известия
Небо за алмаз: как изменились цены на авиабилеты за границу
Дмитрий Хазанов
ТАСС
"Сколько в нем неуемной энергии!" Как Петр Баранов превращал СССР в авиационную державу
Григорий Колганов, Ульяна Миненкова
Коммерсантъ
Самолеты получили "красный флажок"
Артем Кореняко, Наталья Демченко, Анастасия Серова
РБК
В ООН предложили не использовать российские вертолеты для миротворцев
Айгуль Абдуллина
Коммерсантъ
Домодедово растеряло трафик. Аэропорт показал худшую динамику в МАУ



Ани Айвазян
Коммерсантъ
В деле "Прогресса" наступил прогресс
Софья Смирнова
Известия
Расправить крылья: на поддержку авиаперевозок добавят 15 млрд рублей
Евдокия Мельник
Forbes
Космический лифт и летающий поезд: пять изобретений Константина Циолковского
Александр Левинский
Forbes
Как провожают самолеты: почему S7 пытается избавиться от двух авиалайнеров
Айгуль Абдуллина
Коммерсантъ
Вылетная подготовка. Пилоты жалуются на увольнения после экзаменов в авиакомпаниях
Артём Кореняко
РБК
Росавиация попросила почти 16 млрд рублей на поддержку полетов дронов
Анастасия Львова
Известия
Договор дороже: бизнес попросил у кабмина 200 млн на модернизацию аэропортов Индии
Ольга Коленцова
Известия
Уход под лопатку: в РФ создано ПО для авиационного двигателестроения
Айгуль Абдуллина
Коммерсантъ
Самолетам предложили подъемные
Виктория Полякова, Артём Кореняко
РБК
Авиакомпании увидели риск сокращения парка легких чешских самолетов L-410
Анастасия Львова
Известия
Оборот речи: звонки в call-центры лоукостеров предложили сделать бесплатными
Илья Фурсеев
РБК
В "Аэрофлоте" пообещали "не ремонтировать двигатели в гаражах"
Анастасия Львова
Известия
Лессоры рубят: средства за лизинг иностранных самолетов зависли на счетах в России
Артем Озун
Транспорт России
Турбулентность эту мы переживем
Алексей Сивашенков
Forbes
На прежней высоте: как сегодня обеспечивается безопасность авиаперелетов
Евгений Никтовенко
Аргументы и Факты
Подрезанные крылья. Российские авиакомпании не могут вернуть самолеты
Арина Литова, Анастасия Курашева
Ведомости
Минпромторг планирует заменить второго пилота на компьютер
Анастасия Львова, Максим Талавринов
Известия
Не любые дороги дороги: авиаторы сэкономят до 600 млн в месяц на пути в Сочи
Артём Кореняко
РБК
Авиадиспетчерская корпорация предупредила о нехватке средств на зарплаты
Артём Кореняко
РБК
Связанные с туроператорами авиакомпании потеряли почти 40% самолетов
Айгуль Абдуллина
КоммерсантЪ
"Победа" дорогой ценой
Роман Крецул, Алексей Рамм
Известия
МиГ победы: сверхвысотные перехватчики научат искать гиперзвуковые цели
Анастасия Львова
Известия
Тучи разведут деньгами: авиакомпании ждет рост расходов на метеосводки

Ростех
Самолет и птицы: как избежать опасной встречи
Анастасия Львова
Известия
Ан нет: малая авиация может остаться без основного рабочего самолета

Морской и воздушный флот
На чем летать будем: 10 проектов отечественных самолетов для гражданской авиации России
Сергей Сергеев
КоммерсантЪ
Компенсации за взрыв стали ближе

Ростех
Одно небо на двоих: как авиация помогала космонавтике
Максим Ярошевский
Vgudok
ФАС отстала от поезда.
Антон Лавров, Роман Крецул
Известия
За один МиГ: "Кинжал" получил универсальный самолет-носитель
Влад Арапов
Business FM
American Airlines купит 20 сверхзвуковых самолетов у стартапа
Дмитрий Корнев
Известия
Острота "Кинжала": как развивался проект гиперзвукового комплекса
Сергей Гурьянов
Известия
Занять железный дрон: как беспилотники помогут в спасении людей

Аргументы и Факты
Почему самолёты разбирают на запчасти?

Говорит Москва
Эксперт при Госдуме оценил вероятность возвращения советских Як-42 в парк российских авиакомпаний
Ирина Мишина
Новые Известия
Первым делом самолеты: кто сегодня гарантирует безопасность авиаперелетов?

Москва FM
Авиакомпаниям предложили летать за рубеж на советских самолетах
Дарья Федотова
MK.ru
Запад стал смягчать санкции в отношении гражданской авиации РФ
Роман Тюкавкин
MK.ru
Зарплаты российских пилотов оказались в полтора раза меньше, чем на Западе
Роман Тюкавкин
MK.ru
Авиаэксперт: замена импортных самолетов на отечественные займет десять лет
Сергей Вальченко
MK.ru
Российские сервисные центры справляются с ремонтом импортной авиатехники
Дарья Федотова
MK.ru
Эксперт Гусаров объяснил причины миграции пилотов за границу

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer