پنج شنبه , ۲۳ آذر ۱۳۹۶
اعلان

عایق سفینه های فضایی

عایق شاتل

عایق شاتل

با حرکت وسيله پرنده در سرعت های بالا در جو پوسته متحمل شديد ترين فشارهای حرارتی می شود که حاصل گرم شدن ايروترموديناميکی همه ی سطوح بيرونی با دمايی نزديک به دمای سطح خورشيد است بنابراين برای جلوگيری از آسيب ديدن سازه و ديگر سامانه های پروازی به يک سازو کار حفاظت حرارتی نيازمنديم.
در هنگام طراحی و ساخت شاتل فضايی ناسا توسعه ی قابل توجهی در مواد عايق حرارتی صورت گرفت.با ورود شاتل به جو دمای آن به ١٢٦٠ درجه سانتيگراد می رسد. در محل های که به اين دما می رسد بايد از کاشی های سراميکی استفاده کرد دما در نوک دماغه و اير فويل از اين هم بالاتر می رود که در اين نواحی بايد از کامپوزيت های گرافيتی استفاده شود. سازو کار حفاظت های حرارتی مورد استفاده در شاتل های فضايی برای چندين بار (تا ١٠٠ بار)استفاده طراحی شده اند و
سازه ی الومينيمی فضاپيما را از حرارتی معادل چندين برابر نقطه ی ذوب سازه محافظت می کنند. اين مواد از نوع بازتابنده محسوب می شوند. اين مواد علاوه بر انکه حفاظت حرارتی سازه را به عهده دارند به عنوان يک عايق صوتی جهت ممانعت از انتقال ارتعاشات صوتی حاصل از سرعت های بالا به سازه های درونی نيز عمل می کنند و شکل ايرو ديناميکی مدار پيما را به وجود می آورند.
در هنگام ورود سفينه فضايی به جو زمين کامپوزيت های کربنی اکسيد می شوند حال انکه کاشی های سراميکی فقط افزايش دما پيدا می کند و هرگز اتلاف دما در ان ديده نميشود.

 

انواع مواد عایق برای سفینه های فضایی

ماده اصلی مورد استفاده در عایق های فضایی الیاف شیشه ای بسیار ریزی هستند که درصد بالای از ان را سیلیس تشکیل داده است.اجزاساز وکارهای حفاظت حرارتی بازتابنده شامل موارد زیر است:
۱ -کربن تقویت شده با کربن که برای تحمل دماهای بالاتر از ٢٣٠٠ درجه فارنهایت طراحی شده است .
۲ -کاشی های عایق دما بالای چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر ۲۳۰۰ درجه فارنهایت طراحی می شوند
۳ -کاشی های عایق دیر گداز کامپوزیت های رشته ای
۴ -کاشی های عایق دما پایین چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر ١٢٠٠ درجه فارنهایت استفاده میشود
۵ -عایق پیشرفته انعطاف پذیر چند بار مصرف سطحی طراحی شده برای دمای زیر ١٢٠٠ درجه فارنهایت
۶ -عایق بندی با استفاده از نومکس روکش شده چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر ٧٠٠ درجه فارنهایت مصرف می شود
۷ -مواد اضافی که به صورت فلز و شیشه استفاده می شود

 

سازو کار های حفاظت حرارتی شاتل

این سازو کار سازو کاریست غیر فعال و شامل موادی است که برای پایداری در مقابل دماهای بالا انتخاب شده اند . در هر یک از بخش های شاتل به تناسب یکی از عایق ها استفاده شده اند.پیش تر به گستره ی تحمل دمایی انها اشاره شد .فهرست این مواد عبارتند از:
۱ -(ار سی سی )یا کربن تقویت شده با کربن
۲ -(اچ ار سی ای )یا کاشی های عایق سیاه رنگ چند بار مصرف
۳ -(اف ار سی ای )یا کاشی های سیاه رنگی که به نام (عایق دیر گداز کامپوزیت رشته ای )معروفند
۴ -(ال ار سی ای )یا کاشی های عایق سفید رنگ دما پایین که دارای پوشش سفید رنگی برای بهبود ویژگی های حرارتی پوسته در مدار می باشند
۵ -(ای اف ار اس ای) که پس از پرواز شاتل کلمبیا به عنوان عایق پیشرفته ی انعطاف پذیر چند بار مصرف تولید شد . این ساختار شامل عایق های پارچه ای ضربه گیری هستند که بین دو لایه پارچه ی سفید و بافتنی به هم دوخته شده قرار گرفته اند تا یک پوشش پتو مانند را به وجود اورند در این عایق به جای نمد نومکس از نمد سلیکا استفاده شد این امر دوام و پایداری حرارتی ان را تا دو برابر افزایش داد. این عایق به دلیل مزایای فراوان به صورت وسیعی جایگزین (ال ار اس ای ) شد.
۶ -روکش های پتو مانند سفید ساخته از نومکس که به عنوان عایق های نمدی چند بار مصرف استفاده میشوند هر کاشی که بر روی سازو کار های حفاظت حرارتی شاتل فضایی نصب میشود کد شناسایی ویژه ای دارد که به رنگ زرد کمرنگ روی ان نوشته شده است این رنگ تحت نام تجاری اسپیر کس ساخته می شود و حین ورود به جو از بین نمی رود این کد سابقه کاشی را در بردارد و بررسی و پیگیری هر گونه مشکل احتمالی را اسان می سازد
در زدن نقش پرچم ها و حروف روی فضاپیما از سیلیکون ویژه ای با نام )دی او دبلیو کورنینگ ٣١٤٠ )استفاده می شود که با افزودن رنگدانه به ان رنگی می گردد. این رنگ از نظر ساختار مانند رنگی است که برای موتور اتومبیل به کار می رود و در دمایی بین ٨٠٠ تا ١٠٠٠ درجه فارنهایت از بین می رود.

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*