Чтобы компоненты авиационных и ракетных двигателей могли справляться с серьезной нагрузкой, специалисты NASA разработали новый металлический сплав с впечатляющими характеристиками: его прочность в два раза выше, чем у современных аналогов, а гибкость намного больше. Вдобавок процесс разработки ускорился в разы благодаря внедрению двух инновационных подходов.
Новый материал, созданный в Исследовательском центре NASA им. Джона Х. Гленна — сплав с оксидным дисперсионным упрочнением (ODS). Его износостойкость и сопротивляемость высоким температурам повышены благодаря наночастицам оксидов. Чтобы подобрать правильное соотношение ингредиентов, ученым пришлось провести тщательное компьютерное моделирование термодинамических свойств материала, а затем напечатать его на принтере.
Применение двух этих процессов позволило значительно ускорить разработку. Ученые провели около 30 симуляций, прежде чем смогли подобрать подходящую структуру сплава. Весь процесс, который обычно занимает годы, при новом подходе занимает несколько недель или месяцев.
Полученный сплав — GRX-810 — при температуре 1093°C обладает в два раза большей стойкостью к образованию трещин. Он в 3,5 раза более гибкий при сгибании и растягивании, и в 1000 с лишним раз более износостойкий. Инженеры предлагают использовать его в проектировании самолетов и ракет — благодаря своей легкости он позволит сократить расход топлива.
«Это революционный прорыв в материаловедении», — считает Дейл Хопкинс, один из разработчиков.