Truyền thông Nga đưa tin ngày 3/5, các kỹ sư Nga thuộc Viện Vật liệu Hàng không Toàn Nga Zhukovsky (VIAM) đã phát triển các công nghệ sản xuất cánh tuabin khí có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cực cao lên đến 2000°C. Đây là mức nhiệt mà hầu hết hợp kim thông thường sẽ nhanh chóng mất đi độ bền và tan chảy.
Việc chế tạo cánh tuabin khí chịu được dòng khí nóng liên tục ở nhiệt độ lên đến 2.000°C là một trong những đột phá công nghệ của VIAM.
Ảnh minh họa về tuabin của Nga.
Viện VIAM vốn chuyên sâu vào nghiên cứu và phát triển các hợp kim gốc Beryllium, đồng thời sản xuất linh kiện phục vụ ngành hàng không, vũ trụ và năng lượng hạt nhân.
Thế mạnh cốt lõi của đơn vị này là quy trình khép kín hoàn toàn, từ khâu luyện vật liệu, gia công chi tiết cho đến phủ lớp bảo vệ bề mặt.
Tại sao nhiệt độ cao lại quan trọng đến vậy?
Trong động cơ tuabin khí, có một quy luật vàng: Nhiệt độ đầu vào càng cao, hiệu suất nhiệt động lực học càng lớn. Đây là hệ quả trực tiếp từ chu trình Brayton — nền tảng lý thuyết của mọi động cơ phản lực và tuabin điện.
Hiểu một cách đơn giản là đốt nóng khí càng mạnh trước khi nó đẩy cánh tuabin, thì thu được càng nhiều công năng từ cùng một lượng nhiên liệu.
Vấn đề là vật liệu làm cánh tuabin luôn là "nút cổ chai" ngăn con người khai thác tiềm năng đó. Các siêu hợp kim niken tốt nhất hiện nay chỉ chịu được khoảng 1.100–1.200°C. Để vượt qua giới hạn này, người ta phải dùng hệ thống làm mát phức tạp bên trong cánh — vừa tốn kém, vừa làm giảm hiệu suất thực tế.
Do đó, việc Nga làm chủ được vật liệu này — đặc biệt trên nền berili thay vì niken giúp chịu mức nhiệt 2.000°C thực sự là một bước nhảy vọt trong nhiều lĩnh vực cần đến tuabin khí như hàng không, điện công nghiệp, vũ trụ, năng lượng hạt nhân.
Cụ thể:
