Революция в сверхзвуковых полетах: уникальный сплав, разработанный на основе космических экспериментов, открывает новые горизонты авиации.

Благодаря исследованиям, проведенным астронавтами на китайской космической станции "Тяньгун", ученые смогли разработать уникальный сплав, который способен улучшить эффективность сверхзвуковых и гиперзвуковых самолетов. Этот сплав, состоящий из ниобия и кремния, способен выдерживать экстремальные температуры, что делает его идеальным для создания высокопроизводительных авиационных двигателей. По словам китайских ученых, лопасти турбовентиляторных двигателей, изготовленные из этого сплава, могут выдерживать температуру свыше 1700 градусов Цельсия. Исследование опубликовано в журнале Acta Physica Sinica, сообщает Interesting Engineering.

Создание сплава ниобия и кремния представляет собой значительную сложность. Массовое производство данного сплава сталкивалось с двумя основными проблемами: хрупкостью материала и медленным ростом кристаллов.

Для получения прочных кристаллов требовалось около 100 часов при температуре выше 1600 градусов Цельсия. Однако полученный материал был слишком хрупким при комнатной температуре, что делало невозможным его использование для авиационных двигателей.

Тем не менее, ученые нашли решения для проблем, связанных с производством сплава ниобия и кремния. Они разработали метод быстрого охлаждения, который позволяет получать высококачественные кристаллы ниобия с кремнием со скоростью примерно 9 см в секунду. Это значительно сокращает время производства сплава по сравнению с традиционными способами.

Ученые добавили в сплав ниобия и кремния небольшое количество гафния, чтобы увеличить прочность кристаллов. В результате прочность сплава при комнатной температуре возросла более чем в три раза. Проблема хрупкости была решена, что позволяет использовать его для создания двигателей сверхзвуковых и гиперзвуковых самолетов.

Это достижение стало возможным благодаря серии экспериментов, проведенных на китайской космической станции "Тяньгун". В условиях отсутствия обычной гравитации поведение материалов изменяется. В отсутствии гравитации такие процессы, как рост кристаллов и затвердевание, происходят иначе.

Как показали эксперименты, во время быстрого затвердевания сплава ниобия и кремния в условиях невесомости образовалась необычная внутренняя структура материала. Также кристаллы росли по-другому, чем на Земле.

По мнению экспертов, массовое производство сплава ниобия и кремния может стимулировать как военную промышленность Китая, так и высокотехнологичные гражданские сектора экономики страны.

На данный момент Китай занимает первое место в мире по потреблению такого редкого металла, как ниобий. Однако в стране находится менее 1% всех мировых запасов ниобия. Китай импортирует ниобий из Бразилии, которая обладает почти 90% всех запасов ниобия на планете.