В настоящее время самая горячая часть реактивных двигателей изготавливается из сплава стали и никеля. Является ли вольфрам лучшим выбором?
Чистый вольфрам имеет самую высокую температуру плавления и самую высокую прочность на растяжение среди всех других чистых металлов. Предположительно, вы могли бы сделать его полым и использовать ту же охлаждающую жидкость, чтобы предотвратить перегрев. По этой же причине я не уверен, действительно ли штраф за вес такой большой. Я не думаю, что лопатки турбины составляют действительно большую часть общего веса двигателя.
(Я не знаю, насколько хорошо он сопротивляется окислению при высоких температурах. Я не знаю, как это может измениться, если добавить немного углерода, или стали, или никеля. Но, предположительно, это не недостаток, потому что я читал о соплах ракетных двигателей . с использованием вольфрама: ссылка , Если он там не окисляется и не подвергается коррозии, я не могу представить, почему это произойдет в реактивном двигателе.)
Другой способ задать этот вопрос: имеет ли вольфрам в самой горячей части реактивных двигателей какие-либо серьезные недостатки, помимо веса и стоимости?
Нет, вольфрам, как правило, не лучший выбор для реактивных двигателей.
Некоторые детали, которые должны быть наиболее термостойкими, например лопатки турбины, подвергаются вращательным силам, которые увеличиваются непосредственно с массой детали. Таким образом, материал с большой массой, такой как вольфрам, увеличит силы, которые должна выдерживать деталь. Эти силы уже измеряются в тоннах на одну лопасть.
Если не принимать во внимание высокую массу вольфрама, самая большая проблема заключается в том, что вольфрам также является хрупким. Если лопатка турбины выйдет из строя, а это случается, ее будет очень трудно сдержать. Вольфрам используется в бронебойных снарядах; результаты отказа вольфрамовой лопатки турбины не будут хорошими.
Я читал о соплах ракетных двигателей с использованием вольфрама: ссылка. Если он там не окисляется и не подвергается коррозии, я не могу себе представить, почему это могло произойти в реактивном двигателе.
Обратите внимание, что эти среды различаются на 6 порядков по времени работы, минутам и десяткам тысяч часов, что приводит к очень разным требованиям.
DrZ214