DARPA работает над материалами следующего поколения для гиперзвуковых транспортных средств

• DARPA объявило о новой программе под названием MACH, которая направлена ​​на создание нового дизайна и материалов для гиперзвуковых транспортных средств.
• Наша цель - разработать передовые передовые решения, способные выдерживать высокие тепловые потоки и обеспечивать производительность по сравнению с существующими системами на основе углерод-углеродных композитов.

Гиперзвуковые самолеты и оружие, возможно, являются мечтой о будущем, но для того, чтобы воплотить это в реальность, исследователям необходимо разработать современные материалы, обладающие невероятной способностью выдерживать чрезвычайно высокие температуры, создаваемые на гиперзвуковых скоростях.

Для тех, кто не знает, все, что движется со скоростью, превышающей 5 Маха, что в пять раз превышает скорость звука, является гиперзвуковым. Некоторые автомобили развивают такие невероятно высокие скорости, но только на короткий период времени. Например, North American X-15 был экспериментальным пилотируемым самолетом, установившим рекорд максимальной скорости в 6,7 Маха в 1967 году.

Создание конструкций, способных выдержать тысячи градусов тепла на таких высоких скоростях, является сложной задачей, особенно для передних кромок, которые испытывают максимальное количество тепла.

Теперь DARPA сделало еще один шаг в решении этой технической проблемы. Агентство объявило о новой программе под названием MACH (сокращение от Material Architectures and Characterization for Hypersonics), направленной на создание нового дизайна и материалов для гиперзвуковых транспортных средств.

Хотя инженеры работали над способами охлаждения горячих передних кромок гиперзвукового летательного аппарата, они не смогли воплотить в жизнь какую-либо осуществимую концепцию в полете. Однако недавние достижения в области теплотехники могут позволить создать масштабируемую архитектуру материалов, которая может эффективно отводить тепло и улучшать гиперзвуковые характеристики.

Структура программы MACH

Основная цель - создать новый тип конструкции с острым передним краем с тепловым управлением для гиперзвуковых летательных аппаратов с высоким коэффициентом аэродинамического сопротивления, которые могут работать при интенсивных тепловых потоках. Эти не подверженные эрозии передние кромки улучшат эксплуатационные возможности транспортных средств, заставляя их летать быстрее и дальше.

Программа MACH будет сосредоточена на двух вещах:

T1. Разработка и тестирование интегрированных систем управления температурным режимом для передовых технологий.
T2. Исследования материалов нового поколения для гиперзвуковых аппаратов для достижения впечатляющих передовых возможностей.

Изображение предоставлено:DARPA

Это четырехлетняя двухэтапная программа. Первый этап будет выполнен через 27 месяцев, а на следующий этап будет отведен оставшийся 21 месяц.

В T2 DARPA попытается получить передовые возможности за пределами показателей производительности T1, которые включают новые методы управления температурой, керамику, металлы и покрытия, а также новые функции, необходимые для разработки этих материалов и технологий.

Ссылка:Fbo.gov | DARPA

Успешные подходы будут изучать:

1. Новые материалы, такие как керамические композиции, новые металлические сплавы и характеристики покрытий при температурах более 2200 градусов по Цельсию.
2. Подкомпонентные технологии, включая методики экстремального охлаждения.
3. Возможности моделирования для ускорения разработки материалов для конкретных задач.

Более того, все методы разработки материалов будут использовать структуру ICME (сокращение от интегрированной вычислительной инженерии материалов) для улучшения оптимизации материалов и обеспечения прогнозирования производительности на уровне системы.

Читайте:DARPA будет использовать лазерный источник света для питания небольших самолетов на лету

Если все пойдет по плану, мы увидим прорыв в снижении аэротермического эффекта, что в конечном итоге улучшит гиперзвуковые характеристики в следующие четыре года.