Инженеры российской компании «Экипо» создали двигатель из керамики, который позволит снизить массу космических аппаратов. Тогда можно будет не только сэкономить на топливе, но и поднять на орбиту больше грузов. Нужного эффекта достигли, научившись сращивать детали из керамики воедино.
Одна из главных характеристик двигателя — коэффициент полезного действия. Он показывает эффективность системы в плане преобразования энергии, и чем он выше, тем экономнее расходуется топливо.
Сегодня уровень КПД тепловых двигателей, в том числе двигателей внутреннего сгорания, упёрся в технологический потолок. Поднять его за счёт изменения конструкции устройства уже практически нереально. Однако можно повысить КПД за счёт роста температуры рабочего тела. Проблема в том, что современные двигатели сделаны из металлических сплавов, которые выдерживают температуру максимум +1700 °С, а чаще их возможностей хватает только на +1200–1400 °С.
Один из выходов — применять керамику, то есть соединение на основе Al2O3 (оксид алюминия), которое выдерживает +2000 °С. Главная проблема в том, что для создания такой сложной конструкции, как турбинный двигатель, нужно собрать воедино несколько элементов, рассказали в «Экипо». Ранее считалось, что невозможно «склеить» керамические элементы так, чтобы они представляли собой монолитный образец. Точнее, полученная конструкция будет очень хрупкой и не выдержит никаких нагрузок.
Инженеры разработали особую технологию сращивания керамических деталей. Швы промазывают нанопастами и соединяют детали при определённых температурных режимах, учитывающих фазовые переходы в процессе нагрева.