В Сибирском подразделении РАН впервые разработали сварной шов, который по прочности не уступает авиационному сплаву. Прорывная технология выведет авиастроительную отрасль на новый уровень, и Россия окажется у руля — на Западе ничего подобного пока не придумали. Почему это открытие столь значимо и что известно о планах по внедрению идеи?

Прочный, но легкий

Для космической и авиационной техники критически важно, чтобы материалы отличались высокой прочностью, но при этом весили как можно меньше. Каждый лишний килограмм влияет на взлетные характеристики, расход топлива и другие факторы. Избыточная масса какого-либо элемента конструкции может коренным образом изменить возможности летательного средства.

Для того чтобы облегчить летающую машину, используются сплавы, в частности алюминий-литиевые, и долгое время проблема заключалась в том, что сварные швы уступали сплавам по прочности. Совсем без сварки тоже не обойтись: не все детали можно выполнить из цельного металла. При этом швы — всегда более слабая и уязвимая часть конструкции, поэтому их необходимо дополнительно укреплять, а из-за этого растет вес.

И только российские специалисты нашли выход из замкнутого круга, создав шов с прочностью, как у полноценного сплава.


Восстановление прочности металла

Сварной шов теряет в прочности из-за того, что при нагреве и последующей кристаллизации материала меняется его структура. Перед сибирскими учеными стояла непростая задача — изучить процесс структурных изменений и выяснить, можно ли восстановить ее обратно, чтобы сохранить уровень прочности.

Это исследование — на самом острие технического прогресса, и проводят его не западные институты, а отечественные. Старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Константин Купер прокомментировал работу так:

«В ИТПМ [Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН] подобрали температурные режимы лазерной сварки, при которых всё возвращается обратно. При помощи СИ и экспериментов in situ мы увидели и подтвердили, что механизм работает и при определенных параметрах сварки структурное состояние, отвечающее за прочность сплава, можно вернуть».


Внедрение новой технологии приведет к тому, что, как минимум, слабых мест фюзеляжа самолетов и ракет-носителей станет меньше, а полезная нагрузка возрастет. Специалисты утверждают, что получили прочные сварные швы для всех алюминий-литиевых сплавов, и с нормативной точки зрения разработку уже можно применять на практике.

SFERA