В МАИ создали прибор для сверления высокопрочных материалов в космической технике

Высокопрочная керамика и композитные материалы на ее основе, которые разрабатываются для авиационной и космической отраслей, обладают высочайшей жаропрочностью, стойкостью к окислению и термическим ударам, выдерживая экстремальные температуры — от 1400°C до 1600°C. Именно из таких сплавов будущего изготавливают критически важные элементы двигателей: сопловые аппараты, жаровые трубы, теплозащитные экраны и плитки.

Однако невероятная твердость и низкая пластичность таких материалов делают механическую обработку, в том числе сверление, крайне сложной задачей, чреватой появлением микротрещин и сколов. Инженеры кафедры «Технология производства двигателей летательных аппаратов» МАИ нашли решение, которое упрощает этот процесс. Для этого они разработали и собрали специальную ультразвуковую установку, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу вуза. 

Суть инновации, как пояснил научный сотрудник кафедры, один из руководителей проекта Юрий Козинер, заключается в особой методике обработки. Ее суть заключается в генерации высокочастотных звуковых колебаний ультразвуковой частоты 18–20 кГц, что соответствует 18–20 тыс. ударов. С помощью пьезокерамического преобразователя они передаются на режущий инструмент — алмазные подковообразные сверла. Сверло не просто вращается, а совершает возвратно-поступательные движения с огромной частотой и малой амплитудой, оказывая микроударные воздействия на заготовку.

«Разработанная нами ультразвуковая установка позволяет снизить вероятность появления брака и увеличить производительность обработки в среднем в десять раз при достижении требуемого качества поверхности <…> Применение ультразвуковых колебаний позволяет снизить нагрузку как на заготовку, предотвращая ее разрушение, так и на инструмент, повышая его износостойкость», — пояснил Козинер.

Важным усовершенствованием стала и модернизированная система охлаждения обрабатываемой зоны. Инженеры отказались от стандартных элементов подачи в пользу специальной круглой конструкции с множеством отверстий. Такое решение обеспечивает равномерное и интенсивное охлаждение, предотвращая локальный перегрев, который может привести к повреждению как заготовки, так и инструмента.

Установка создается в интересах одного из крупных промышленных предприятий авиационной отрасли. Разработка уже завершена, проект находится на этапе испытаний, связанных с обработкой различных типов материалов, пояснили в вузе.

Ранее специалисты МАИ представили импульсный плазменный двигатель, разработанный специально для малых космических аппаратов. Он призван расширить возможности спутников в области маневрирования.

Фото пресс-службы МАИ