Как да намалим теглото на самолетен двигател с 30% - Бележник за научна култура
Изследване на UPV/EHU
В авиационната и космическата индустрия целта е не само да се подобри ефективността на двигателите като такива, но също така да се намалят емисиите на CO2 и разходът на гориво в абсолютно изражение. Намаляването на теглото на самолетните двигатели допринася значително за последното. „Титаниево-алуминиевите сплави (TiAl) показват голям потенциал да отговорят на тези изисквания“, казва Leire Usategui Frias, изследовател в UPV/EHU.
Досега суперсплавите на основата на никел са били преобладаващият материал в производството на лопатки на въздухоплавателни турбини, поради способността им да издържат на високите механични и термични натоварвания, на които са подложени в условията на експлоатация. Недостатък на тези суперсплави е тяхната висока плътност и следователно тяхното тегло, което в TiAl е намалено почти до половината.
„Освен че са по-леки, основните предимства на TiAl сплавите са добра устойчивост на окисляване, прегряване и особено пълзене (деформация, която възниква, когато материалите работят под напрежение при висока температура и което е необходимо да се избягва на всяка цена)“, обяснява д-р. Усатеги. Поради тази причина „сплавите TiAl се превърнаха в най-добрата алтернатива за заместване на използваните досега в авиационни турбини, тъй като те биха намалили теглото на двигателите с между 20 и 30%, като по този начин постигнаха значително увеличение на производителността на самия двигател . двигател и по-голяма горивна ефективност ”, казва изследователят на UPV/EHU.
За да повиши работната температура на въздухоплавателните компоненти, Usategui е проучил ефектите от включването на различни химични елементи в TiAl сплави. „Една от най-подходящите и най-новите сплави, освен основните химически елементи (титан и алуминий), има балансирано съдържание на ниобий и молибден и малки количества силиций и въглерод“, обяснява авторът.