Китайские исследователи работают над новой технологией охлаждения суперсплавов (специальные сплавы на основе никеля, железа или кобальта, способные работать при экстремально высоких температурах), которая может значительно улучшить характеристики и срок службы высокотемпературных деталей турбинных двигателей.
Это достижение может оказать существенное влияние на китайские программы военной авиации следующего поколения.
Как сообщает китайское государственное издание Science and Technology Daily, эта инновация может стать решающим шагом в создании передовых реактивных двигателей, в том числе предназначенных для истребителей 6-поколения и будущих гиперзвуковых платформ.
Читайте: Белый император и F/A-XX - Сравнение истребителей 6-поколения Китая и США
Новые двигатели с охлаждением суперсплавов
Согласно отчёту, Даляньский технологический университет на северо-востоке Китая исследует процесс изготовления турбинных дисков из суперсплавов.
Эти диски являются критически важными компонентами реактивного двигателя, поскольку служат опорой для турбинных лопаток и должны выдерживать высокие температуры и огромные нагрузки во время полёта.
Они также необходимы для преобразования тепловой энергии от сгорания топлива во вращательную силу, которая приводит самолёт в движение.
Команда исследователей из Даляня утверждает, что, разработав метод быстрого охлаждения кованого металла с помощью равномерного распыления высокоскоростных струй воды, ей удалось в 4-раза улучшить распределение размера кристаллических зёрен (структурная характеристика металла, влияющая на его прочность и долговечность) и достичь скорости охлаждения в 3,75 раза выше, чем при использовании традиционных методов.
В одном из экспериментов сверхвысокотемпературный диск, нагретый до 1200 °C, охлаждался со скоростью 673 °C в минуту — это выдающийся показатель для металлургии Китая.
«Такой уровень охлаждения отвечает требованиям авиационных двигателей нового поколения», — заявил руководитель проекта Ши Цзиньхэ. «Мы ускорим внедрение и практическое применение этих результатов».
Это заявление знаменует собой важный шаг в области материаловедения и может помочь Китаю сократить технологический разрыв с западными странами в разработке двигателей.
Характеристики турбинного диска напрямую влияют на тягу, эффективность и ресурс двигателя. Это особенно важно для китайских программ истребителей шестого поколения и гиперзвуковых платформ, которые сталкиваются с экспоненциально более высокими тепловыми нагрузками.
Хотя в отчёте не даётся количественной оценки влияния на эксплуатационные характеристики двигателя, китайские оборонные аналитики уже подчёркивают значимость этой технологии для гиперзвуковых двигательных установок.
Доминирование в стелс-технологиях
В турбореактивных двигателях комбинированного цикла, одной из самых многообещающих архитектур для гиперзвукового полёта, турбинная секция должна выдерживать экстремальные температуры при переходе в прямоточный или гиперзвуковой прямоточный режим.
Высокопроизводительные суперсплавы являются основой для создания таких двигателей. Китай долгое время сталкивался с трудностями в создании надёжных двигателей для своего истребителя пятого поколения J-20.
Двигатели WS-10 имели ограничения, а разработка более мощных WS-15 заняла много времени. Лишь в июле 2023 года прототип J-20 с двумя двигателями WS-15 начал лётные испытания. Это произошло более чем через 10 лет после первого полёта J-20.
Эти задержки подчёркивали неспособность страны создавать двигатели мирового класса — проблему, с которой сталкивался Китай.
Но с успешным применением суперсплава DD6 в двигателе WS-15 и сообщениями о разработке ещё более жаропрочного суперсплава DD9 для будущих двигателей, Китай очевидно продвигается вперёд по нескольким направлениям: материаловедение, высокоточное производство и проектирование двигательных установок.
Пекин определил технологию двигателестроения стратегическим приоритетом в рамках своей дорожной карты военной модернизации.
Если технологию Даляньского университета удастся масштабировать для серийного производства, это может увеличить жизненный цикл турбинных дисков, снизить частоту отказов двигателей и обеспечить создание нового класса двигательных систем с высокой тягой и термостойкостью — именно то, что требуется для гиперзвуковых ударных комплексов и платформ завоевания превосходства в воздухе 6-поколения.
Пока неясно, превратятся ли эти лабораторные достижения в реальные эксплуатационные возможности. Но позыв очевиден: Китай ускоряет разработку двигателей, чтобы догнать конкурентов и бороться за первенство на границе атмосферного полёта.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU