Исследование выполнено при поддержке государственного задания Минобрнауки России на проведение фундаментальных научных исследований.
В основе современных навигационных систем лежит уникальный чувствительный элемент — резонатор, генерирующий специальные колебания и создающий упругие волны. При изменении положения летательного аппарата эти волны следуют за движением, а специальные датчики фиксируют точный угол поворота. Ключевым фактором точности работы становится материал изготовления резонатора, который должен стабильно функционировать при любых температурных режимах.
На данный момент в производстве резонаторов доминирует сплав 21НКМТ, широко применяемый также для создания упругих компонентов — пружин и мембран в автомобилестроении, космической отрасли и медицинском оборудовании. Его структура включает две фазы с разными физическими характеристиками, обеспечивающими стабильность при значительных температурных колебаниях. Каждая фаза представляет собой однородный участок с четкой границей раздела, при пересечении которой свойства материала резко меняются из-за взаимодействия составляющих сплава. Однако наличие второй фазы и границы вызывает нежелательное рассеивание упругих волн, что негативно влияет на эксплуатационные показатели и снижает общую точность системы.
«Наша команда предложила инновационное решение для увеличения точности навигации путем минимизации числа границ и фаз в материале резонатора. Мы разработали технологию применения стали 08Х2Г2НМФБ с особой циклической и магнитной термообработкой. Это позволило достичь оптимальных упругих и тепловых характеристик. Сокращение межфазных границ существенно уменьшило рассеивание волн», — рассказывает Игорь Русских, перспективный аспирант кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ.
Специалисты Пермского Политеха провели масштабное сравнительное исследование обоих сплавов для определения оптимального варианта, способного значительно повысить эффективность навигационных приборов. В ходе работы были созданы экспериментальные образцы для измерения ключевых физических параметров.
«Результаты исследований превзошли ожидания — сталь 08Х2Г2НМФБ продемонстрировала превосходные показатели упругости и пластичности, достигающие 16 процентов. Внедрение этого материала позволит увеличить точность навигационных систем воздушных судов на впечатляющие 30 процентов, одновременно сократив производственные затраты в полтора раза», — с воодушевлением отмечает Александр Шацов, профессор кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ, доктор технических наук.
Достижения пермских исследователей открывают новые перспективы применения сплава 08Х2Г2НМФБ в производстве чувствительных элементов колебательных систем. Это значительный шаг вперед в развитии приборостроения, который обеспечит как надежную работу навигационного оборудования, так и максимальную безопасность пассажиров во время авиаперелетов.
Источник: naked-science.ru
