Учёные из Самары разработали систему термозащиты двигателей от высоких температур

Учёные Самарского НИУ им. академика С. П. Королёва изобрели технологию производства термозащитного покрытия для ракетных и авиадвигателей. Её внедрение предотвратит перегревание элементов конструкций, работающих в условиях экстремальных температур. Наиболее уязвимыми элементами двигателей самолётов и космических кораблей являются внутренние поверхности сопел, камер сгорания, лопаток турбин. Они работают при температурах, достигающих 1500 °С.

Внедрение системы защиты повысит надёжность двигателей как пилотируемых, так и беспилотных летательных машин, в том числе микрогазотурбинных двигателей. Система также может стать востребованной на предприятиях энергетического комплекса, например, на газоперекачивающих агрегатах. По расчётам автора разработки, её внедрение удлинит жизненный цикл конструкций не менее чем в два раза. А это в свою очередь снизит ремонтные затраты.

Авиадвигатель способен проработать без капитального ремонта около 25 тысяч часов. После этого его вскрывают и проверяют состояние конструкций, поверхностей, узлов. Под воздействием высоких температур поверхности конструкций сильно изнашиваются и чаще всего требуют замены повреждённых деталей. С внедрением термозащитной инновации необходимость в постоянной замене деталей и узлов отпадёт. Во-первых, детали, защищённые от перегревания, будут меньше изнашиваться. Пострадать может только сам защитный слой, но его можно будет снять и нанести новый. Отремонтированный двигатель сможет работать ещё один цикл в 25 тысяч часов. Вместо того, чтобы изношенные детали заменять на новые, которые стоят дорого, можно будет просто заменить защитный слой. Экономия составит десятки миллионов рублей.

Защитный слой наносят посредством плазменного напыления: в раскалённую струю, направленную на поверхность, подают порошок тугоплавкого металла. Под воздействием высокой температуры и высокой скорости подачи частицы налипают на поверхность и надёжно закрепляются на ней. Так формируется защитное покрытие, увеличивающее жизненный цикл и надёжность механических частей.

Если термозащитный слой рассматривать под большим увеличением, то его структура будет выглядеть как кольчуга. Плоские чешуйки соединяются между собой в особом порядке, обеспечивающем надёжное закрепление на поверхности. Толщина каждой из них не превышает двадцати микрон, а толщина защитного слоя составляет около полумиллиметра. Чешуйки не просто плотно прилипают к поверхности, они полностью перекрывают доступ агрессивным компонентам окружающей среды к рабочим деталям.

Помогаем компаниям получить грантовую поддержку до 30 млн «под ключ»

Оставить заявку

Термозащита позволит конструкторам разрабатывать новые более мощные модели двигателей. Теперь это можно достичь за счёт увеличения температуры газа перед турбиной.

Проект победил в конкурсе «Умник», спонсируемом ФСИ, и получил грант на дальнейшее развитие. Средства пойдут на доработку технологии, производство опытных образцов материала, проведение тестовых испытаний.

На базе Самарского университета создаётся инжиниринговый центр, в котором будут вестись проектно-конструкторские работы в сфере газотурбинного двигателестроения, а также цифровых интеллектуальных технологий. Центр будет сотрудничать с «ОДК-Кузнецов» – заводом, выпускающим двигатели. Он возьмёт на себя роль экспериментальной лаборатории и испытательной площадки.

Правительство выделило более 220 млн рублей, которые пойдут на создание и развитие стратегически важного научно-конструкторского центра.

Информация и материалы, представленные на сайте: https://get-grant.ru взяты из открытых источников, расположенных в сети «Интернет». Администрация сайта не имеет какого — либо отношения к Федеральному государственному бюджетному учреждению «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» и иным институтам развития, а также не является аффилированным лицом по отношению к данным организациям и / или к их сотрудникам.

Источник: https://fasie.ru/