Новый материал приближает нас к гиперзвуковым полетам

Преодоление звукового барьера было большим достижением в то время, когда сверхзвуковые полеты начали коммерчески. Как человеческая природа и движущая сила новых разработок, мы хотим большего. С этой целью НАСА работает над новым материалом, который может изменить наше представление о воздушных путешествиях и открыть новые возможности для гиперзвукового полета.

Полеты выше Маха 1 называются сверхзвуковыми, а полеты выше Маха – гиперзвуковыми. Ранее это было достигнуто с экспериментальной североамериканской X-15, которая достигла 6,7 Маха, но столкнулась со смертельным исходом до того, как были выполнены первые 200 полетов, а увеличение числа технических сбоев привело к закрытию проекта.

Северная Америка X-15 (Источник: НАСА)

На очень высоких скоростях, таких как Mach 5, сжатие воздуха вызывает значительное повышение температуры, что приводит к повреждению частей самолета. Это препятствие, которое пытаются преодолеть такие организации, как НАСА. Эксперт по аэродинамике Пол Брюс из Имперского колледжа в Лондоне говорит: «Вся кинетическая энергия преобразуется в температуру. Вы получаете очень, очень горячий газ перед автомобилем, который имеет тенденцию плавиться или смягчать поверхность ».

Есть только два варианта решения этой проблемы. Один из них – притупить и округлить аэродинамические характеристики. Это делает почти невозможным достижение гиперзвуковой скорости. Другой вариант – современные термостойкие материалы. Производители использовали углеродные нанотрубки, но новое исследование, проведенное NASA и Университетом Бингемтона в Нью-Йорке, показало, что нанотрубки из нитрида бора (BNNT) являются более теплостойкими и будут работать намного лучше.

«В нашем исследовании использовались так называемые нанотрубки нитрида бора (BNNT). В настоящее время НАСА располагает одним из немногих в мире объектов, способных производить качественные БННТ », – сказал автор исследования и инженер-механик Чанхонг Ке из Бингемтона. «Хотя углеродные нанотрубки могут оставаться стабильными при температурах до 400 градусов по Цельсию, наше исследование показало, что BNNT могут выдерживать до 900 градусов по Цельсию». BNNT могут также справляться с большим количеством стресса и являются чрезвычайно легкими ».

(Источник: Tech Worm)

Эксперименты не проводились в идеальных условиях или в условиях вакуума, но использовались реальные условия. Ке добавил: «Мы не тестировали этот материал в вакууме, как то, что вы испытаете в космосе. Материалы могут выдерживать гораздо более высокие температуры в космосе. Мы хотели посмотреть, смогут ли BNNT противостоять среде, в которой может столкнуться средний истребитель или коммерческий самолет ».

Единственное препятствие на пути прямо сейчас – цена BNNT. Это стоит 1000 долларов за грамм, но эксперты ожидают, что цена снизится, поскольку углеродные нанотрубки сначала будут стоить столько же, а затем установятся на уровне 10-20 долларов за грамм. Достижение этого является большим шагом к коммерческим гиперзвуковым полетам, и мы могли бы увидеть, как они станут реальностью в следующем десятилетии.