Air Force i HRL Laboratories Study 3D Printed Ceramics for Hypersonic Flight

Laboratoria HRL opracowały materiały ceramiczne z myślą o lotach naddźwiękowych, ponieważ mogą wytrzymać ekstremalne warunki i wysokie temperatury, których wymaga lot hipersoniczny. Naukowcy z Dyrekcji ds. Systemów Lotniczych zaczęli oceniać potencjał materiałów HRL podczas poszukiwania nowych ekranów promieniowania termoelektrycznego. Materiały SiOC zostały wytworzone w procesie produkcji dodatków przy użyciu żywicy pre-ceramicznej. Po wyprodukowaniu części poddaje się obróbce cieplnej, która przekształca ją w stan całkowicie ceramiczny.

"Jeśli materiał wytrzyma te temperatury - około 3.200 stopni Fahrenheita - można go użyć do samolotów hipersonicznych elementy silnika, takie jak rozpórki lub uchwyty na płomień ", powiedział Jamie Szmodis, inżynier ds. badań naddźwiękowych z Dyrekcją Systemów Lotniczych.

Aby zorientować się, jaka jest prędkość hipersoniczna, należy wziąć pod uwagę, że obecny samolot leci na Mach 1, lub ponad 768 mil na godzinę. To jest prędkość ponaddźwiękową. Prędkość hipersoniczna przekracza Mach 5, co oznacza, że ​​samolot leci z prędkością ponad 4000 mil na godzinę. Umożliwiłoby to szybsze czasy reakcji wojskowej, bardziej zaawansowaną broń i znacznie szybsze podróże zarówno w sektorze wojskowym, jak i komercyjnym.

CRADA-MTA jest rodzajem umowy o transferze technologii, która umożliwia przekazywanie materiałów do testowanie, co oznacza, że ​​siły powietrzne mogą teraz uzyskać dostęp do materiałów ceramicznych HRL Laboratories w celach badawczych.

"Bez umowy o przeniesienie materiału kupilibyśmy próbki, aby je przetestować. Bylibyśmy klientem, a nie współpracownikiem "- powiedział Szmodis. "Dzięki tej umowie jesteśmy w stanie dostarczyć wyniki testów do HRL i przekazać informacje zwrotne, które są cenne dla obu stron."

Na mocy umowy Dyrekcja ds. Lotnictwa i Kosmicznego otrzymała pięć ekranów promieniowania termoelektrycznego i 15 butli na próbki wyprodukowanych z żywica SiOC. Szmodis założył mały zespół z różnych dyrekcji i specjalności do przeprowadzenia testów. Naukowcy z Dyrekcji Materiałowej i Produkcyjnej AFRL, Wydział Materiałów Strukturalnych, Oddział Kompozytowy, kierowany przez dr. Matthew Dickersona, przeprowadzili analizę materiałów i obróbkę cieplną. Dyrekcja Lotnictwa i Kosmonautyki, Wydział Lotnictwa i Kosmonautyki, naukowcy z Oddziału ds. Walidacji Strukturalnej, kierowani przez Bryana Eubanksa, przeprowadzili analizę mechaniczną, koncentrując się na analizie rozszerzalności cieplnej w temperaturach od 500 do 3500 ° F. Naukowcy z ArnoldOśrodek Badania Propulsji Kompleksu Inżynieryjnego przeprowadził analizę właściwości materiału w obiekcie do testowania oprzyrządowania o wysokiej entalpii.

"Testy ekstremalnej temperatury, które wykonała AFRL, ujawniły granice naszego nowego materiału i zmusiły nas do jego ulepszenia, "Powiedział dr Tobias Schaedler, starszy naukowiec z HRL.