Superodolná keramika priblíži novú generáciu kozmických lodí

Ťah raketových motorov je priamo úmerný hmotnosti a rýchlosti tryskajúcich spalín. Keďže s hmotnosťou paliva treba pri kozmických letoch kalkulovať len opatrne (aj palivo tvorí náklad), podstatná je práve rýchlosť.

A tá pri chemických motoroch do značnej miery závisí od energie, ktorou sú plyny a plazma z trysiek vymršťované.

Pozrite siViacnásobne využiteľné rakety zmenia kozmonautiku

S energiou zas súvisí ich teplota. Pri iónových motoroch je plazma urýchľovaná elektromagnetickým poľom, preto ťah zabezpečí aj malé množstvo ionizovaného plynu. Iónové motory sa však nehodia pre štartovacie, alebo pristávacie manévre. Majú na to príliš malý ťah.

SpaceX -Dragon
ZDROJ | SpaceX

Vysoká teplota však predstavuje pre motory problém a pri návrate na Zem ničí aj ochranný plášť vesmírnych plavidiel. Väčšina kovov pritom odoláva teplotám len do 1200 °C, špeciálne zliatiny zvládnu maximálne 2000 °C.

Tomsk-test rakety Angara
ZDROJ | Anatoly Zak

Test ťažkej nosnej rakety Angara-A5  23. decembra 2014

Pozrite siRaketa na batérie chce zmeniť vesmírnu dopravu

Vedci a inžinieri z ruskej Tomskej štátnej univerzity (Томский государственный университет) však vyvinuli špeciálnu keramiku, ktorá odolá teplote až 3000 °C. Uplatnenie má nájsť práve v kozmickej a leteckej technike, ale aj inde.

SpaceX-Falcon--Elon2
ZDROJ | SpaceX

Keramika je zložená z viacerých vrstiev na báze karbidu hafnia a diboridu a oxidu zirkónia, pričom najvyššiu tepelnú odolnosť má vonkajšia vrstva. Mala by sa uplatniť pri konštrukcii raketových motorov a ochranných štítov pre návrat do atmosféry.

Pozrite siNASA dala zelenú rakete, s ktorou pocestujeme k Marsu

Pri viacnásobne použiteľných nosičoch, aké testuje aj SpaceX, je odolnosť materiálov zvlášť dôležitá. Vedci teraz mienia testovať materiál v štátnej kozmickej agentúre Roskosmos, kde má v prvej fáze testov odolať v hypersonických motoroch teplote 2 200 °C aspoň po dobu 20 sekúnd.

Keramika nájde takisto uplatnenie v diagnostike, kde môže byť využitý pri výrobe ochranných krytov pre teplotné čidlá v spaľovacích komorách prúdových motorov. Termočlánky so zafírovým krytom, ktoré sa dnes používajú, sú málo odolné a preto poruchové.

ZdrojТомский государственный университет

Komentáre k článku