Исследователи из России разработали инновационный датчик, способный фиксировать гиперзвуковые ударные волны в десять раз быстрее существующих коммерческих аналогов.
Разработка, о которой сообщила пресс-служба МФТИ, открывает новые возможности для создания перспективных гиперзвуковых летательных аппаратов и мониторинга экстремальных аэродинамических нагрузок.
Ключевой проблемой при создании таких сенсоров является их способность выдерживать повторяющиеся сверхзвуковые удары, которые сопровождаются резкими скачками температуры и давления. Российским учёным удалось решить эту задачу, интегрировав в конструкцию датчика новый класс материалов — максены.
«Интеграция максенов обеспечила необходимую структурную целостность. В результате мы получили сенсор, который не только выдерживает эти экстремальные условия, но и реагирует на них значительно быстрее коммерческих аналогов», — пояснил аспирант МФТИ Хамар Заман Хан.
Максены — это двумерные материалы на основе атомов переходных металлов и углерода, обладающие уникальным сочетанием свойств: они прозрачны, как стекло, но при этом проводят электричество, подобно металлам. Учёные использовали их в качестве добавки к композитному материалу из поливинилиденфторида, который сочетает гибкость полимера с термостойкостью керамики.
В результате были созданы тонкие композитные плёнки толщиной всего 90 микрометров, способные выдерживать температурные скачки до 350 градусов Цельсия. Испытания в сверхзвуковой ударной трубе показали, что датчики на основе этих плёнок реагируют на волну за 33 микросекунды, что примерно в 10 раз быстрее, чем у лучших коммерческих образцов (270 микросекунд), сообщает ТАСС.
По словам исследователей, разработка уже вызвала интерес у ведущих российских аэрокосмических и энергетических компаний. Датчик готов к внедрению для обеспечения безопасности критической инфраструктуры в экстремальных условиях и для точного мониторинга нагрузок на гиперзвуковых скоростях.
