Московские ученые нашли способ улучшить двигатели ракет и самолетов

Ученые Сколтеха напечатали на 3D-принтере образцы стали и бронзы, которые смогут улучшить двигатели ракет и самолетов. Разработка проводилась согласно целям нацпроекта «Наука и университеты».

«У технологии 3D-печати большие возможности для изготовления композитов — материалов, состоящих из двух разнородных компонентов и наследующих их свойства. Скажем, у стали высокая жаростойкость, и она выдерживает температуры камеры сгорания работающего двигателя. Но по теплопроводности сталь заметно уступает, например, бронзе, то есть охлаждающая жидкость не успевает забирать тепло, чтобы эффективно предотвращать перегрев. Так вот, на 3D-принтере можно сделать цельную композитную камеру с плавным, бездефектным переходом: внутри она бронзовая и потому хорошо охлаждается, снаружи — стальная, поэтому не происходит разрушения», — рассказал доцент Центра технологий материалов Сколтеха Игорь Шишковский.

В ходе исследования подтвердилось, что составляющие нового железомедного сплава хорошо смешиваются и не образуют дефектов, также были изучены структурные и механические свойства сплава. Ученые выращивали снизу вверх вертикальные бруски и контролировали их форму, химический состав и микроструктуру. Исследование опубликовано в журнале Materials & Design.

«Теперь, когда мы знаем, что бронзу и сталь действительно можно сплавлять технологией прямого нанесения материала на 3D-принтере, и знаем механические характеристики этого нового сплава, мы можем исследовать его возможные применения. В перспективе хотелось бы изготовить и испытать в Сколтехе железомедную камеру сгорания, но могут быть и другие изделия и комбинации металлов. Следующим этапом наших работ будет создание лопаток турбин, каналы охлаждения которых будут сделаны из бронзы, а сама лопатка — из прочного суперсплава. Ключевой момент тут — сочетание сильных сторон двух разных материалов в одном цельном изделии без швов и прочих сочленений», — отметил один из авторов работы, аспирант Сколтеха Константин Макаренко.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.