Московский авиационный институт (МАИ) ведет разработку уникального жаростойкого композита, способного выдерживать температуры свыше 2 300 °C. Этот материал предназначен для защиты ракетно-космической техники от экстремальных тепловых нагрузок. Уже проведены первые успешные испытания, подтверждающие его высокую эффективность.
1. Особенности нового материала
Состав и принцип работы
Разрабатываемый композит относится к классу углерод-керамических материалов. Его ключевая особенность — способность образовывать оксидную пленку при контакте с высокотемпературными газовыми потоками.
- Матрица материала включает карбиды и бориды гафния, титана и ниобия.
- При нагреве происходит окисление поверхностного слоя, что создает защитный барьер, предотвращающий дальнейшее разрушение.
- Технология производства совместима с существующими методами изготовления углерод-углеродных композитов, что упрощает внедрение.
Преимущества перед аналогами
- Высокая термостойкость – до 2 400 °C в воздушной плазме и 2 100–2 300 °C в продуктах сгорания углеводородного топлива.
- Долговечность – материал сохраняет структуру даже при длительном воздействии экстремальных температур.
- Экономическая эффективность – использование доступных компонентов и стандартного оборудования снижает себестоимость.
2. Технология производства и испытания
Этапы изготовления
Полный цикл производства занимает 4–5 месяцев и включает:
- Формирование препрегов – полуфабрикатов с чередованием слоев углеродной ткани и керамических компонентов.
- Термообработку и спекание.
- Контроль качества – анализ структуры, механических и эксплуатационных свойств.
Результаты испытаний
Материал успешно протестирован в условиях, приближенных к реальным:
- В воздушной плазме при 2 400 °C.
- В продуктах сгорания топлива при 2 100–2 300 °C.
Испытания подтвердили, что композит не разрушается и сохраняет защитные свойства даже при длительном нагреве.
3. Применение в космической и промышленной отраслях
Ракетно-космическая техника
- Теплозащита корпусов ракет и головных обтекателей.
- Защита двигателей от перегрева.
- Обшивка космических аппаратов, входящих в атмосферу.
Другие сферы использования
- Авиастроение – термобарьеры для гиперзвуковых летательных аппаратов.
- Энергетика – компоненты для высокотемпературных реакторов.
- Нефтехимия – оборудование для работы в агрессивных средах.
4. Внедрение и перспективы
Опытное производство
Технология уже реализована на базе Центрального научно-исследовательского института специального машиностроения (ЦНИИСМ) – одного из ведущих российских предприятий в области композитных материалов.
Финансирование и дальнейшие исследования
Проект поддержан Российским научным фондом, в 2025 году выделен грант на продолжение работ. Ученые МАИ сосредоточены на:
- Оптимизации состава матрицы для повышения термостойкости.
- Отработке технологических процессов для массового производства.
- Исследовании поведения материала в различных эксплуатационных условиях.
Заключение
Разработка МАИ открывает новые возможности в создании жаростойких композитов для космической и авиационной промышленности. Успешные испытания подтверждают, что материал способен выдерживать рекордные температуры, что делает его перспективным для применения в самых сложных условиях. В ближайшие годы ожидается его внедрение в реальные проекты, что укрепит позиции России в области высокотехнологичных материалов.
