兩小時跨大西洋 高超音速飛行器材料獲新進展
2017-07-11 11:58:17
作者：本網(wǎng)整理 來源：民航資源網(wǎng)
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Antipode高超音速飛機概念設計
民航資源網(wǎng)2017年7月10日消息：綜合外媒報道，英國曼徹斯特大學的研究人員已開發(fā)出一種新型陶瓷涂層，這一新材料預計將極大地改變航空、太空及國防領域的高超音速飛行。
高超音速飛行器的飛行速度至少高于5倍音速，可達到5馬赫或是更高。當以如此高速飛行時，大氣層中空氣和氣體產(chǎn)生的熱量極高，可達到2000至3000攝氏度，從而對飛機或拋射體的結構完整性造成嚴重影響。
結構問題主要由氧化和燒蝕引起。因此需要在航空發(fā)動機和高超音速飛行器中使用超高溫陶瓷（UHTC）。
曼徹斯特大學亨利·萊斯爵士材料研究所與中國中南大學（CSU）的合作開發(fā)的這一新碳化涂層能夠承受3000攝氏度的高溫。其耐熱性已被證明是現(xiàn)有超高溫陶瓷如碳化鋯（ZrC）的12倍。碳化鋯是一種極為堅硬的耐火陶瓷材料，主要用于制作切割工具的刀頭。
曼徹斯特大學皇家教授Philip Withers表示，未來的高超音速飛機為運輸速度的階躍式上升創(chuàng)造了可能。一架高超音速飛機能在兩小時內從倫敦飛到紐約，從而為民用航空和通勤出行帶來革命性的變革。
但目前，最大的挑戰(zhàn)之一是如何保護關鍵性部件，如飛機的前緣、燃燒室和機鼻，使它們能夠承受住飛行中高溫帶來的嚴重氧化和侵蝕。
在曼徹斯特大學材料學院和中南大學粉末冶金研究院分別對涂層的結構組成和特性進行了研究和生產(chǎn)。該涂層的耐熱和抗氧化性能都得到了極大提升。
在涂層的開發(fā)過程中，研究人員使用了一種稱為“反應熔體滲透法（RMI）”的工藝，大大縮短了生產(chǎn)這種材料所需的時間。該工藝使材料堅固而且對通常的表面降解具有極強的抵抗力。
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