Китайские ученые разработали новый термостойкий материал для гиперзвуковых летательных аппаратов. В КНР считают, что он превосходит все аналогичные зарубежные разработки.
Источник изображения: topwar.ru
Издание The Global Times сообщает, что ученые Центрального южного университета разработали новый термостойкий материал, способный выдерживать температуру более 3000°С, возникающую в ходе трения при полете в атмосфере на скоростях 5-20Мах.
Руководитель проекта Фань Цзинлянь считает, что разработка превосходит все аналогичные технологии иностранного производства с высокими пластичностью и температурой плавления, а также низкой плотностью.
Керамометалл против композит-углеродов
Новый материал позволяет гиперзвуковому летательному аппарату перемещаться в атмосфере на скорости в 5-20 Махов в течение нескольких часов. Средняя температура плавления обычного металла находится в пределах 1500°С. Поскольку температура, возникающая в результате трения между летательным аппаратом и атмосферой, достигает 2000-3000°С, то обычные металлы ее не выдерживают. Однако новый материал способен выдержать более 3000°С в течение длительного периода времени.
В отличие от зарубежных технологий, в которых используются традиционные тугоплавкие металлы и композит-углеродные материалы, китайская разработка представляет собой комбинацию тех же тугоплавких металлов, однако с добавлением керамических элементов. По мнению ученых-разработчиков, такое решение делает материал намного более эффективным по сравнению с западными образцами и выводит его на ведущие мировые позиции.
Фань провела аналогию с гравием в бетоне: гранулированная керамика (гравий) погружена в расплав тугоплавкого металла (бетон). Гранулы скрепляют расплав так, что при воздействии высоких температур он не размягчается и не деформируется. В результате материал не только имеет высокую температуру плавления, но и получает иные ценные характеристики, такие как низкая плотность и высокая пластичность.
В 2009 году Китай запустил своей первый крупный проект по постройке гиперзвукового летательного аппарата. Тогда большинство китайских ученых склонялось к использованию композит-углеродных материалов вместо металлов.
Одной из немногих, кто настаивал на создании керамометаллического образца, стала Фань Цзинлянь. В 2012 году она получила первый готовый образец.
Новые технологии уже активно применяются
Фань отмечает, что гиперзвуковые летательные аппараты - не единственная область, в которой могут использоваться подобные материалы. Он будет востребован в любой области, где задействованы экстремально высокие температуры: например, он готов к применению в авиационных двигателях, ракетах и ядерных реакторах.
По состоянию на март 2019 года новый материал выпускается серийно и используется таких сферах, как авиа- и кораблестроение, а также в космических исследованиях и национальной обороне.
В августе 2018 года Китай испытал гиперзвуковой летательный аппарат "Синкун-2" - он пробыл в воздухе около 10 минут и совершил ряд маневров на высоте около 30 км.
26 апреля этого года в Восточно-китайском университете Сямынь началось тестирование гиперзвукового аппарата Jiageng-1 с двухволновой конструкцией. Одной из целей этого проекта стала попытка увеличить скорость гражданских самолетов в 5 раз.