Сверхлегкие жаропрочные авиационные сплавы можно получать на центрифуге — под действием сильных перегрузок.

Центрифуга LDC исследовательского центра ESTEC в Нидерландах

Снижение веса в авиации — сфера постоянного внимания хотя бы потому, что каждый процент сброшенной массы означает 1,5-процентную экономию топлива, а в конечном счете — и более дешевые перелеты для нас с вами, и меньшую нагрузку на нашу планету.

В этой связи большие надежды возлагаются на сплавы на основе алюминида титана, способные заменить современные жаропрочные никелевые сплавы, используемые в лопатках газотурбинных двигателей. При заметно меньшем весе они прекрасно справляются с работой даже при 800 °C.

К сожалению, получить сплав в лаборатории — это еще полдела. Необходимо научиться промышленно производить из него необходимые компоненты. И для этого необходимо детальнейшим образом представлять все свойства материала и происходящее с ним на разных этапах обработки и работы в двигателей. Для этой цели в ESA действует проект Impress, в рамках которого исследователи ищут технологию, позволяющую работать с этим трудно поддающимся обработке материалом.

Ученые пробуют самые разные варианты — например, отсутствие гравитации: образец нового сплава был поднят в стратосферу на борту легкой ракеты и в течение шести минут в свободном падении подвергался разогреву свыше 700° C. Рассмотрев результат под рентгеном, ученые пришли к выводу о том, что вместо невесомости стоит попробовать обратный путь: гравитационные перегрузки.

Новые эксперименты были проведены в центрифуге расположенного в Нидерландах исследовательского центра ESTEC, где образцы с помощью специальной техники отливались в формы при перегрузках, в 20 раз превышающих обычный уровень гравитации. Такое воздействие позволило жидкому металлу равномерно заполнять все выемки и превратиться в образцы различных сложных форм.

Возможно, в будущем производство турбинных двигателей — этого инженерного чуда — станет еще сложнее и потребует центрифуг. Во всяком случае, запрос на это велик, в ближайшие восемь лет в мире должно быть произведено более миллиона лопаток для таких двигателей. И если перейти от обычных жаропрочных сплавов к новичку из алюминида титана, их вес сократится на внушительные 45%.

По пресс-релизу ESA