США прискорюють виробництво матеріалів для космосу: GA-EMS і ORNL об’єдналися

Космічні апарати, гіперзвукові літальні системи та перспективні ядерні енергетичні установки працюють у режимах, де метал плавиться, а полімери деградують — надвисокі температури, радіація, корозія та ударні навантаження швидко з’їдають запас міцності. Саме тому США роблять ставку на матеріали для екстремальних середовищ: General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) та Oak Ridge National Laboratory (ORNL) підписали меморандум про співпрацю, щоб прискорити промислове виробництво сучасних керамічних матричних композитів (CMC).

За умовами угоди, GA-EMS перевірятиме й відпрацьовуватиме свої виробничі процеси для керамічних прекурсорів, волокон і композитів, залучаючи інфраструктуру та експертизу Manufacturing Demonstration Facility (MDF) при ORNL — майданчика DOE, створеного для швидкого впровадження адитивних і композитних технологій у промисловість. Партнери планують показати, як підвищити енергоефективність, продуктивність і стабільність технологічних циклів, щоб забезпечити надійні ланцюги постачання таких матеріалів для державних агенцій і цивільних ринків.

Космос для кожного

Магазин від Universe Space Tech

Журнал №4 2021 (185)

До товару
GA-EMS та ORNL співпрацюють, щоб стимулювати промислові інновації США, критично важливі для створення технологій нового покоління, які підтримують національну безпеку та економічну конкурентоспроможність. Джерело: ga

У фокусі — масштабовані методи виготовлення прекурсорів, волокон, композитів і покриттів для систем carbon/carbon, carbon/SiC та SiC/SiC. Команда має поєднати інноваційні процеси GA-EMS із відпрацьованими практиками MDF: удосконалення смол і зв’язуючих, точніше формування (preforming), вбудований контроль параметрів у процесі (in-situ monitoring) та оптимізована термообробка. У GA-EMS очікують, що це скоротить виробничі цикли й допоможе швидше доводити матеріали до реальних застосувань — від теплозахисту гіперзвукових систем до компонентів для ядерних і термоядерних демонстраторів.

Як це працює? Керамічний матричний композит — це кераміка, підсилена волокнами. Уявіть бетон з арматурою: керамічна матриця добре тримає високу температуру, а волокна (та правильні шари/плетіння) додають міцності й стійкості до утворення тріщин. Далі все впирається у виробництво: треба стабільно робити прекурсори й волокна, формувати заготовку (preform), просочувати/зв’язувати, а потім проводити точну термообробку та контроль якості. Співпраця GA-EMS з ORNL/MDF якраз про те, щоб зробити ці кроки швидшими, енергоефективнішими та відтворюваними у промислових обсягах.

Чому це важливо? Матеріали класу C/C і SiC/SiC — це шлях до легших і термостійких конструкцій: теплозахисту для багаторазових апаратів, елементів двигунів/теплообмінників, деталей, що працюють під потужним тепловим потоком і радіацією. ORNL прямо зазначає, що їхні технології для композитів в екстремальних умовах орієнтовані, зокрема, на застосування у космічних польотах, а також демонструє приклади на кшталт теплозахисних елементів для місій NASA. Для астрономії такі матеріали можуть означати більш стабільні (за температурними деформаціями) опорні конструкції та вузли приладів у суворих середовищах — від високогір’я до космосу.

За матеріалами General Atomics

Новини інших медіа
Японський зонд MMX стартував за зразками ґрунту з Фобоса
Диск Чумацького Шляху набув пласкої форми за два етапи
Кристали солі можуть містити підказки про життя під льодом Енцелада
Дві гігантські чорні діри можуть зіткнутися вже за 100 років
Зонд програми ExoMars 10 років працює на орбіті Марса
Помилка в розрахунках: планети Сонячної системи загинуть раніше
Що відбувається з геномом людини в невагомості
Рослини змінюють активність генів за лічені хвилини після потрапляння у невагомість
Космічні паразити: супутники Starlink та OneWeb засліплюють радіоастрономію
Астрофізик Сергій Осіпов розповість школярам, як досліджують Сонце