Графен: инновационная наноразработка на службе авиации

Инновационный наноматериал графен становится всё более востребованным в различных отраслях современной науки и техники. Популярность этого вещества обусловлена его уникальными характеристиками, способными существенно улучшить технические параметры прочих материалов, которые образуют композитную основу.

Например, практический опыт применения графена доказал его свойство препятствовать обмерзанию фюзеляжа самолётов при низких температурах. В перспективе это позволит повысить безопасность полётов при отсутствии необходимости в дополнительных затратах на обработку частей воздушного судна антиобледенительными составами и жидкостями.

Стремясь реализовать идею массового применения графена в отрасли авиастроения, британские конструкторы в ближайшем будущем планируют внести определённые коррективы в технологии производства воздушных суден. В частности, предполагается, что комплектующие для новых моделей самолётов будут содержать частицы графена. Это новшество призвано повысить эксплуатационные характеристики летательных аппаратов и вывести существующие технологии на новый уровень.

Первый экспериментальный образец сконструированного на основе нанотехнологий самолёта уже создан и подвергнут испытаниям, в ходе которых учёные обнаружили, что использование композитных материалов на основе графена значительно улучшает аэродинамику машины за счёт снижения показателей лобового сопротивления при полёте. Сокращение параметров силы трения на 5–7% обеспечивает экономию топливных материалов, что является прорывом мирового масштаба в сфере авиации.

Результаты проведённых исследований дали учёным возможность констатировать, что графен способствует минимизации веса летательных аппаратов. И хотя уменьшение массы самолётов не является существенным, данное открытие может быть учтено и применено в дальнейших разработках.

Как наноматериал нового поколения, графен позволяет достичь значительного увеличения прочности и износоустойчивости конструктивных элементов фюзеляжа самолётов. Так, по сравнению с летательными аппаратами из традиционных видов материалов, прочность воздушных судов, выполненных из композитных материалов с примесью графена, увеличивается на 10%.

А при условии внедрения в процесс изготовления крыльев самолёта особых технологических решений реально получить прирост показателей прочности до 60%.

Графен имеет свойство противостоять ударам молнии, что имеет высокую ценность для авиационной отрасли: за последние годы в большой и малой авиации количество авиакатастроф, обусловленных попаданием в воздушное судно молниевого разряда, возросло на 75%.

Среди перечня бесспорных достоинств графена выделяется единственный существенный недостаток – достаточно высокая стоимость создания этого высокотехнологичного материала и использования созданных на его основе композитных материалов. Тем не менее, по прогнозам учёных, уже в 2020 году первые построенные на основе инновационных методик и технологий самолёты докажут свою эффективность.