Учёные НИУ «БелГУ» разработали модифицированный алюминиевый сплав для авиастроения

В настоящее время для монтажа электрической сети авиационной и космической техники применяются медные провода, существенным недостатком которых является высокая плотность металла. Алюминий выгодно отличается меньшей плотностью: 2.69 г/см3 против 8.92 г/см3 у меди, но ему не достаёт термостойкости, прочности и ряда других свойств.

Эти недостатки устранили научные сотрудники центра коллективного пользования «Технологии и Материалы» НИУ «БелГУ» при разработке нового модифицированного алюминиевого сплава.

Благодаря отечественной технологии производства была получена термостойкая кабельная продукция (катанка) для создания современных высокопрочных алюминиевых электротехнических проводов малого диаметра. Провода из нового алюминиевого сплава имеют повышенные показатели электропроводности, прочности, термической стабильности, а также стойкости к окислению и воздействию агрессивных сред и открытого космоса. Благодаря замене медных проводов на алюминиевые с улучшенными качествами может быть успешно решена одна их первоочередных задач авиации — облегчение веса бортовой электрической сети современной авиационной и космической техники, протяженность проводов в которой, в зависимости от типа летательного аппарата, превышает несколько километров. При этом удельной электропроводности алюминия достаточно для успешного функционирования бортовой электрической сети современного летательного аппарата.

По словам директора ЦКП «Технологии и материалы НИУ «БелГУ» Дамира Тагирова, новизна и конкурентные преимущества разработки основаны на экономии дорогостоящих легирующих элементов при сохранении показателей электропроводности и эксплуатационных свойств и в создании ресурсо- и энегосберегающей технологии производства продукции из новых алюминиевых сплавов.

Мы планируем разработать новые принципы легирования электропроводных алюмо-циркониевых сплавов молибденом или другими редкоземельными элементами и апробировать способ повышения прочности заготовки за счёт литья с высокой скоростью кристаллизации и термомеханической обработки, которая включает в себя прокатку и последующую термическую обработку. Проведённые исследования показали, что столь сложное микролегирование позволит обеспечить высокую термическую стабильность проводов (более 10 тыс. часов при температуре 200-220°С), к которым выдвигаются высокие требования производителями современной авиационной техники.Дамир Тагиров

Учёные также говорят о перспективах применения сплава в системе энергоснабжения. Старший научный сотрудник лаборатории механических свойств наноструктурных и жаропрочных материалов НИИ материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ» Анна Могучева отмечает, что производство самонесущих изолированных проводов из новой катанки приведет к снижению до 80% эксплуатационных затрат, благодаря высокой надёжности и бесперебойности энергообеспечения потребителей.

— В таких проводах исключены короткие замыкания из-за схлестывания при вибрационной пляске гололедообразования и снегоналипания, — пояснила Анна Алексеевна.

На данный момент изготовлены экспериментальные образцы литых заготовок новых модифицированных алюмо-циркониевых сплавов для проведения дальнейших испытаний.

Изобретение учёных будет представлено на Международной выставке инноваций «Hi-Tech-2021» в апреле.