Военные США заказали датчики, способные выдержать экстремально высокую температуру

Лид-абзац Гиперзвуковое оружие и новейшие авиационные двигатели требуют систем управления, способных работать буквально в аду. Решение этой проблемы, которое ищет Пентагон, может кардинально изменить облик военной и гражданской техники. В рамках секретной программы HOTS американские инженеры приступили к созданию датчиков, которые не теряют работоспособности при температурах, превышающих точку плавления стали.

Прорыв в полупроводниках: от 225 к 800 градусам

Ключевое технологическое ограничение, которое сдерживало развитие гиперзвука и реактивных двигателей, — это хрупкость кремниевой электроники. Традиционные датчики давления выходят из строя при нагреве выше 225 градусов Цельсия, что делает их бесполезными в камерах сгорания или на поверхности летательного аппарата, движущегося со скоростью более 5 Махов. Подразделение FAST Labs компании BAE Systems получило контракт от DARPA на 12 миллионов долларов для решения этой задачи. Разрабатываемый модуль датчика давления должен не просто выживать, а сохранять оптимальную производительность при 800 градусах Цельсия. В конструкцию заложен специализированный преобразователь с обработкой сигнала, устойчивый к экстремальному тепловому воздействию.

Смена парадигмы в микроэлектронике

Как пояснила менеджер по развитию технологий FAST Labs Амрита Масуркар, ранее создание датчиков с высокой пропускной способностью для таких условий было практически невыполнимой задачей. Сейчас инженеры переходят от поиска термостойких материалов к созданию полноценных функционирующих систем. Это означает, что данные о давлении и температуре в критических узлах двигателя или корпуса ракеты можно будет получать в режиме реального времени, а не рассчитывать теоретически. Военные и промышленные системы все чаще работают на пределе физических возможностей материалов. Гиперзвуковые воздушные аппараты, современные ракетные двигатели и турбины нового поколения генерируют тепловую нагрузку, которая уничтожает стандартную электронику за секунды. Программа DARPA HOTS (High Operating Temperature Sensors) была запущена в 2023 году именно для того, чтобы ликвидировать этот разрыв между механической мощностью и электронной уязвимостью. Успешная реализация этого проекта не только ускорит создание боеспособного гиперзвукового оружия, но и найдет применение в энергетике — например, для мониторинга состояния газовых турбин на электростанциях или в авиации для перехода на более горячие и эффективные режимы работы двигателей. Если инженерам удастся решить проблему теплоотвода и герметизации корпусов, мы станем свидетелями рождения нового класса микроэлектроники, способной работать там, где раньше выживал только металл.