Інженеру з північно-східного Огайо приписують винахід, який може зробити революцію у виробництві реактивних двигунів і ракет.

Останні дев’ять років Тім Сміт працював інженером-дослідником матеріалів у NASA Glenn Research Center. Його останній винахід, металевий сплав для 3D-друку, який отримав назву “GRX-810”, був протестований на здатність витримувати високі температури і служити довше, ніж інші найсучасніші сплави.

Сплав NASA GRX-810, зміцнений оксидною дисперсією (ODS), може витримувати температуру понад 2 000 градусів за Фаренгейтом, є більш пластичним і витримує більш ніж в 1 000 разів більше навантаження, ніж існуючі найсучасніші сплави. Ці нові сплави можна використовувати для виготовлення аерокосмічних деталей, що працюють при високих температурах, наприклад, всередині авіаційних і ракетних двигунів, оскільки сплави на основі оксиду алюмінію можуть витримувати суворіші умови, перш ніж досягнуть своєї межі міцності.

“Цей сплав можна використовувати у ракетних та авіаційних двигунах”, – пояснив Сміт.
Сміт стверджує, що сплав, який є сумішшю восьми-дев’яти різних елементів, здатний витримувати температуру 2000 градусів за Фаренгейтом протягом тривалого періоду.

Особливості та переваги
Новий сплав має велике значення для майбутнього сталого польоту. Наприклад, при використанні в реактивних двигунах вища температура і підвищена міцність сплаву призводить до зменшення спалювання палива і зниження витрат на експлуатацію та технічне обслуговування.

Цей сплав також надає конструкторам деталей двигунів нові можливості, такі як використання легших матеріалів у поєднанні зі значним покращенням експлуатаційних характеристик. Тепер конструктори можуть розглядати компроміси, які раніше не могли розглядати, не жертвуючи при цьому продуктивністю.

“Типовий суперсплав, який ви використовували б для 3D-друку в таких умовах, витримав би кілька хвилин або годину”, – пояснює він. “Сплав, про який ми говоримо, може прослужити місяці або роки в тих самих умовах”.

Використовуючи термодинамічне моделювання, один з багатьох обчислювальних інструментів, що обговорюються в рамках дослідження NASA 2040 Vision Study, команда виявила оптимальний склад сплаву лише після 30 симуляцій.

Цей інструмент моделювання дає результати за набагато менший час і з меншими витратами, ніж традиційні процеси спроб і помилок. Інструмент також дозволяє уникнути глухих кутів, показуючи дослідникам не лише, які типи металів слід використовувати, але й скільки кожного елемента слід додати до складу сплаву. “Характеристики цього сплаву наочно демонструють зрілість інструменту моделювання і його здатність давати значні результати”, – сказав Стів Арнольд, керівник технічної дисципліни з матеріалів і конструкцій у NASA Glenn.

Для Емі Хілтабідель, менеджера з ліцензування NASA Glenn, цей винахід вирізняється з-поміж сотень нових патентів, які створюються в NASA Glenn щороку. Вона пояснила, що ці патенти можуть бути ліцензовані американським компаніям, щоб допомогти в роботі за межами NASA.

“Я була впевнена, що це багатообіцяючий проєкт”, – сказала вона. “За нашими оцінками, ця технологія має потенціал економічного впливу в Сполучених Штатах на мільярди доларів. Він досить великий”.

На сьогоднішній день чотири компанії по всій країні вже отримали ліцензію на нову технологію:
Carpenter Technology Corporation – Редінг, штат Пенсильванія
Elementum 3D, Inc. – Ері, штат Колорадо
Linde Advanced Material Technologies, Inc. – Індіанаполіс, штат Індіана
Powder Alloy Corporation – Ловленд, штат Огайо