Активное теплозащитное покрытие динамического объекта от поражающих потоков большой плотности
Владельцы патента RU 2249785:
Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого (RU)
Изобретение относится к области баллистики, в частности к теплозащитному покрытию, которое может быть использовано для облицовки головной части ракет и космических летательных аппаратов. Заявлено активное теплозащитное покрытие сложнодинамического объекта, которое выполнено из разнородных по материалу слоев, включающих микробаллоны с инертным газом под давлением, армирующей сетки из базальтового волокна и сминаемой сотовой структуры из медной фольги. Представлено трехслойное покрытие с внешним слоем, выполненным из герметика, наполненного микробаллонами, следующего слоя, выполненного в виде абляционного покрытия с микробаллонами, армированного сеткой базальтового волокна, и третьего слоя, выполненного в виде сотовой структуры из медной фольги. Техническим результатом изобретения является обеспечение термоударной защиты объекта в случае воздействия теплового или рентгеновского излучения высокой энергии или потока микрочастиц. 2 ил.
Изобретение относится к области баллистики и может быть использовано в качестве теплозащитного покрытия динамических объектов, таких как головные части ракет, космические летательные аппараты (искусственные спутники земли, космические корабли, автоматические межпланетные станции).
Известные сложные динамические объекты оснащены теплозащитным покрытием, не обеспечивающим сохранения их функционирования в случае воздействия поражающих потоков большой плотности (тепловых, рентгеновских, микрочастиц и т.п.), что ограничивает применение подобных аппаратов.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является теплозащитное покрытие головной части [1], позволяющее снижать температуру защищаемого объекта за счет уноса массы теплозащитного покрытия набегающим потоком воздуха. Недостатком прототипа является возможность поражения объекта потоками энергии большой плотности.
Задачей изобретения является разработка теплозащитного покрытия, исключающего поражение средствами космического оружия и потоками большой плотности (тепловыми, рентгеновскими, микрочастиц и т.п.), воздействующими на защищаемый объект.
Требуемый технический результат достигается тем, что защищающее объект теплозащитное покрытие выполнено многослойным из абляционного материала, включающего микробаллоны с инертным газом под давлением, связанных между собой герметиком, армированного базальтовым волокном и сминаемой сотовой структуры из медной фальги. Оно наносится на наружную поверхность объекта.
Сравнительный анализ с прототипом показал, что новое техническое решение отличается наличием микробаллонов с инертным газом под давлением [2], армирующей сетки из базальтового волокна и сминаемой сотовой структуры из медной фольги, что соответствует "новизне" технического решения.
Поскольку совокупность введенных элементов и их расположение до даты подачи заявки в патентной и научно-технической литературе не обнаружены, то предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлен разрез теплозащитного покрытия с активной защитой.
1. Слой герметика с микробаллонами.
2. Слой абляционного покрытия с микробаллонами, армированный сеткой из базальтового волокна.
3. Слой, представляющий собой сминаемую сотовую структуру из медной фольги.
На Фиг.2 представлен фрагмент воздействия излучений высоких энергий на теплозащитное покрытие.
При воздействии на защищаемый объект космического оружия и поражающих потоков большой плотности разрушаются микробаллоны внешнего слоя активного теплозащитного покрытия, что препятствует поражению защищаемой поверхности в силу нескольких факторов:
- резкое снижение давления в приповерхностном слое;
- унос тепла и частиц от защищаемой поверхности;
- создание газового слоя, обладающего теплоизоляционными, рассеивающими и отражающими свойствами;
- от ударного воздействия защищаемая поверхность предохраняется сминающимся медным сотовым слоем теплозащитного покрытия.
При дальнейшем разогреве теплозащитного покрытия происходит разрушение микробаллонов следующего слоя теплозащиты, что приводит:
- к уносу тепла от защищаемой поверхности;
- к созданию коксоподобного пористого слоя, что повышает теплозащитные свойства покрытия.
Армирующая сетка препятствует растрескиванию теплозащитного покрытия. Сминаемая сотовая структура из медной фольги предохраняет от ударной волны, распространяющейся с поверхности теплозащитного покрытия.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет обеспечить термоударную защиту объекта в случае воздействия излучений высоких энергий на теплозащитное покрытие.
Литература
[1] Львов А.И. Конструкция, прочность и расчет систем ракет. М., ВА им. Ф.Э.Дзержинского, 1980.
[2] Акунец А.А., Анкудинов В.М. и др. Двухстадийный метод изготовления крупных стеклянных микробаллонов для лазерных мишеней. М., Московский Энергетический университет.
Активное теплозащитное покрытие сложнодинамического объекта, отличающееся тем, что оно выполнено из разнородных по материалу слоев, включающих микробаллоны с инертным газом под давлением, армирующей сетки из базальтового волокна и сминаемой сотовой структуры из медной фольги.
