Применение УУКМ. В
последние годы во всех промышленно развитых странах ведутся
интенсивные разработки по применению целой гаммы композиционных материалов
в конструкции газотурбинных двигателей, что обусловлено возможностью
повышения рабочих температур, уменьшения массы, габаритов, увеличения
удельной тяги двигателя и т. д.
Перспективными для применения в
ГТД являются углерод-углеродные композиционные материалы. К числу их
достоинств относятся низкая плотность, высокие прочностные характеристики,
теплопроводность. Однако для них необходимо решение проблемы
выгорания или окисления при температурах выше 370 °С путем применения
защитных покрытий веществ, связывающих кислород. В частности, фирма
«Уил-льяма интернейшнл» (США) проводит испытания турбинной форсунки из
углерод-углеродного композиционного материала с покрытием из карбида
кремния.
Новые УУКМ, которые смогут
работать при температурах до 1927 °С, предлагается применять в ГТД с очень
низким расходом топлива. Получение таких композитов возможно с
использованием защитных покрытий, не изменяющих механические свойства
композита. Кроме того, проводятся работы по снижению степени окисления в
интервале температур 538...760°С. Однако отмечается ограниченность
возможностей применения широкого круга противоокислительных веществ,
так как возникает проблема сохранения высокого уровня механических
свойств УУКМ.
Фирмой «Лицзяс дивижн» (США)
изготовлено колесо турбины диаметром 365 мм, массой 3,4 кг из УУКМ,
успешно прошедшее стендовое испытание при действии нагрузки на колесо 2000
Н и скорости его вращения 28000 мин-1.
Фирма «Пратт и Уитни» (США)
изготовляет панели из трехмерного тканого УУКМ с ребрами жесткости для
слабонагруженных конструкций с внутренним креплением, предназначенных
для использования в перспективных ГТД. Из УУКМ ЗД-структуры на основе
вискозных углеродных волокон фирма «Аэрогент» (Франция) предлагает
изготавливать выходные сопла двигателей.
Основные направления работ по
применению деталей из УУКМ в конструкции ГТД направлены на получение
антиокислительных покрытии или замену, полную или частичную,
углеродной матрицы на карбидную.
Существует много факторов,
которые необходимо принимать во внимание при разработке системы
защиты от окисления для УУКМ. С внешней стороны покрытие должно
представлять собой эффективный
