Внутренняя многослойная теплоизоляция головных обтекателей


 


Владельцы патента RU 2410297:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт космических и авиационных материалов" (RU)

Изобретение относится к области космической техники, а именно к области средств тепловой защиты космических аппаратов, выводимых на орбиту внутри головных обтекателей ракет. Многослойная внутренняя теплоизоляция головных обтекателей состоит из временного защитного покрытия, снимаемого после монтажа, металлизированной алюминием или сталью политерефталатной или полиимидной пленки, слоя теплоизолятора из полимерных волокон, политерефталатной или полиимидной пленки, слоя клея постоянной липкости и съемной антиадгезионной бумаги (пленки), снимаемой перед приклеиванием к внутренней поверхности головного обтекателя. Достигается повышение скорости монтажа, снижение веса теплоизоляции и уменьшение воздействия тепла на космический аппарат. 2 ил.

 

Изобретение относится к области космической техники, а именно к области средств тепловой защиты космических аппаратов и космических кораблей, выводимых на орбиту внутри головных обтекателей ракет.

Для тепловой защиты космических аппаратов и космических кораблей, выводимых на орбиту внутри головных обтекателей ракет, применяются дополнительные (вспомогательные) теплоизоляционные покрытия.

Известна дополнительная теплоизоляция бортовой антенны заполнением носовой части головного обтекателя пористым твердым материалом с диэлектрической проницаемостью менее 1,3 (авт.св. СССР SU 568101). Недостатками этой конструкции являются большой вес и то, что она не защищает от теплового потока со стороны боковых поверхностей головного обтекателя, а также значительное пылевыделение.

Известен вспомогательный теплозащитный экран бортовой антенны в головном антенном обтекателе (патент России RU 2277737) в форме полой усеченной полусферы из легкого керамического теплозащитного материала. Экран крепится к боковой поверхности антенны при помощи слоя герметика. При этом экран может быть составным, из боковой полусферической части (кварцевая керамика) и плоской части (на основе кварцевого стекловолокна с диэлектрической проницаемостью 1,1…1,3), которые склеены при помощи клея. Недостатками его являются значительный вес, сложность монтажа и то, что это покрытие защищает лишь антенну, а не космический аппарат и бортовую электронику. Такой головной обтекатель не является сбрасываемым.

Известна вторичная теплоизоляция антенны и бортовой электроники в носовом обтекателе (патент США US 5691736) в виде колпака из легкого керамического материала плотностью менее 3,2 г/см3, пористостью 40…75% и диэлектрической проницаемостью 1,0…3,5. Колпак крепится в торцевой зоне к шпангоуту, а в верхней (начало купола колпака) - к боковой поверхности головного обтекателя. Недостатками его являются значительный вес и сложность монтажа, особенно крепление к нагреваемой до переменных температур поверхности обтекателя, что может привести к его растрескиванию и разрушению вследствие разных коэффициентов теплового расширения материалов обтекателя и колпака. Такой головной обтекатель не является сбрасываемым.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является внутренняя теплоизоляция головных обтекателей по ТУ 465ГК.Г-0000-ОТУ ФГУП НПО им. С.А.Лавочкина (2006 г.) «Изделие 465ГК.Г «Головной обтекатель», состоящая из эластичного пенополиуретана ППУ-5-30 по ТУ 2254-300-10480596-02 толщиной 20 мм, покрытого с обоих сторон клеем, приклеиваемого к внутренней поверхности головного обтекателя по грунтовочному клеевому покрытию и покрытая сверху защитной тканью АЗТС по ТУ 1-595-29-965-2006 со слоем клея (применяется клей 88-СА по ТУ 38-1051760-87). Монтаж производится следующим образом: на внутреннюю поверхность головного обтекателя и на пенополиуретан наносятся грунтовочные слои клея, их сушат примерно 30 минут, затем наносятся вторые слои клея их сушат примерно 15 минут, затем пенополиуретан приклеивается к внутренней поверхности головного обтекателя; после этого на пенополиуретан и на ткань АЗТС наносятся грунтовочные слои клея и сушатся примерно 30 минут, затем наносятся вторые слои клея и сушатся примерно 15 минут, затем ткань АЗТС приклеивается к пенополиуретану. Время монтажа 1 м2 более 2 часов, общий вес 1600-2000 г/м2, излучение (степень черноты) внутренней стороны головного обтекателя ε≈0,6. Такой обтекатель является сбрасываемым и применяется для защиты космических аппаратов, выводимых на орбиту. Указанные ТУ приняты в качестве прототипа. Недостатками этой теплоизоляции являются значительный вес, большие затраты времени при монтаже, высокий коэффициент теплового излучения от головного обтекателя в сторону космического аппарата, а также накопление пыли на ткани АЗТС из-за электростатического притяжения (ткань АЗТС не является электропроводящей).

Целью настоящего изобретения является исключение указанных недостатков, повышение скорости монтажа (примерно в 10 раз), снижение веса теплоизоляции (в 2…3 раза), уменьшение пылеотделения и тем самым уменьшение загрязнения космического аппарата от головного обтекателя, а также уменьшение теплового потока от головного обтекателя в сторону космического аппарата (примерно в 1,5-2 раза).

Технический результат достигается тем, что вместо пенополиуретана и защитной ткани предлагается многослойная теплоизоляция, состоящая из временного защитного покрытия, снимаемого после монтажа, металлизированной полимерной пленки, обращенной слоем металла в сторону космического аппарата, слоя теплоизолятора, полимерной пленки, слоя клея постоянной липкости и съемной антиадгезионной бумаги или пленки, снимаемой перед приклеиванием к внутренней поверхности головного обтекателя.

Пример 1.

Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленным алюминием полиэтилентерефталатной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиимидной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие. Время монтажа 1 м2 10-15 минут, вес покрытия 700 г/м2, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,06.

Пример 2.

Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленным алюминием полиимидной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиэтилентерефталатной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие металлического слоя. Время монтажа 1 м2 10-15 минут, вес покрытия 700 г/м2, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,06.

Пример 3.

Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленным алюминием полиэтилентерефталатной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиэтилентерефталатной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие металлического слоя. Время монтажа 1 м2 10-15 минут, вес покрытия 685 г/м2, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,06.

Пример 4.

Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленным алюминием полиимидной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиимидной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие металлического слоя. Время монтажа 1 м2 10-15 минут, вес покрытия 715 г/м2, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,06.

Пример 5.

Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленной сталью полиэтилентерефталатной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиимидной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие металлического слоя. Время монтажа 1 м2 10-15 минут, вес покрытия 700 г/м2, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,09.

Краткое описание чертежей

Рисунок 1. Поперечный разрез внутренней многослойной теплоизоляции головных обтекателей.

1 - съемное защитное покрытие;

2 - слой металла;

3 - полимерная пленка;

4 - теплоизолятор;

5 - полимерная пленка;

6 - слой клея постоянной липкости;

7 - съемная антиадгезионная бумага (пленка).

Рисунок 2. Поперечный разрез смонтированной многослойной теплоизоляции на внутренней поверхности головного обтекателя.

а) - слой металла;

б) - полимерная пленка;

в) - теплоизолятор;

г) - полимерная пленка

д) - слой клея постоянной липкости;

е) - стенка головного обтекателя.

Многослойная внутренняя теплоизоляция головных обтекателей, отличающаяся тем, что состоит из временного защитного покрытия, снимаемого после монтажа, металлизированной алюминием или сталью политерефталатной или полиимидной пленки, слоя теплоизолятора из полимерных волокон, политерефталатной или полиимидной пленки, слоя клея постоянной липкости и съемной антиадгезионной бумаги (пленки), снимаемой перед приклеиванием к внутренней поверхности головного обтекателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники, в частности к композиции для терморегулирующего покрытия класса «солнечные отражатели», предназначенного для использования в системах пассивного терморегулирования космических аппаратов.

Изобретение относится к области космической техники, а именно к области средств тепловой защиты космических аппаратов. .

Изобретение относится к предохранительным устройствам космических аппаратов. .

Изобретение относится к предохранительным устройствам космических аппаратов, используемым для защиты оптико-электронной аппаратуры от воздействия тепловых и световых факторов.

Изобретение относится к криогенной и ракетно-космической технике и может быть использовано при теплоизолировании поверхностей баков, поверхностей емкостей для хранения и транспортирования криогенных жидкостей и т.п.

Изобретение относится к теплозащите поверхности космического аппарата, производящего спуск в атмосфере планеты. .

Изобретение относится к конструкции теплозащиты космического аппарата, выводимого ракетой-носителем в космическое пространство. .

Изобретение относится к области терморегулирующих покрытий, эксплуатирующихся преимущественно в составе космической техники. .

Изобретение относится к наземным имитационным испытаниям элементов космической техники и может быть использовано при проектировании и экспериментальной отработке многослойной экранно-вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ).

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при проектировании и создании космической головной части. .

Изобретение относится к слоистым материалам на основе металлизированной полимерной пленки, которые используются в области космической техники

Изобретение относится к теплоизоляции, преимущественно криогенных емкостей космических изделий

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано при создании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД)

Изобретение относится к авиационной и космической технике и касается способа охлаждения головных элементов конструкций летательных аппаратов

Изобретение относится к конструкционным слоистым изолирующим материалам, которые могут быть использованы как вибро-, звуко-, теплоизолирующие материалы в различных областях техники

Изобретение относится к способу тепловой защиты летательных аппаратов с использованием композиционных теплозащитных материалов

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники, в частности к терморегулирующим материалам, предназначенным для использования в системах пассивного терморегулирования космических объектов. Терморегулирующий материал содержит наружный облицовочный слой из тканого материала с вплетенными в продольном и поперечном направлениях электропроводящими нитями. В терморегулирующий материал введена подложка из металлизированной с одной внутренней стороны полиимидной пленки. Наружный облицовочный слой выполнен с вплетением электропроводящих нитей, полученных путем скрутки металлической проволоки толщиной 30-50 µкм с полимерной нитью линейной плотности 1,5-11 текс и переплетением с плотностью нитей 6-12 г/см2 по утку и основе. Между подложкой и облицовочным слоем введен термопластичный слой на основе полиимидов, или полиэфиримидов, или полиэфиров, или полисульфонов. Достигается снижение массы терморегулирующего материала. 1 ил.

Изобретение относится к пассивной теплозащите, в частности, приборов и оборудования космических аппаратов. Терморегулирующий материал содержит внешний и армирующий слои, между которыми введен термопластичный слой. Внешний слой выполнен в виде металлизированной с внутренней стороны полиимидной пленки толщиной ≤12 мкм. Армирующий слой образован из аримидной ткани с поверхностной плотностью <25 г/м2. Термопластичный слой сформирован на основе полиимидов или полиэфиримидов, или полисульфонов и введен между внешним и армирующим слоями методом сварки. Технический результат изобретения состоит в отсутствии коробления рабочей поверхности и вследствие этого - стабильности оптических характеристик, высокой прочности на надрыв, отсутствии пылегазовыделения, устойчивости к воздействию атомарного кислорода, эластичности, а также в уменьшении массы терморегулирующего материала. При этом сохраняются требуемые характеристики но его радиационной и термостойкости. 1 ил.

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике и касается тепловой защиты частей корпусов летательных аппаратов (ЛА), совершающих полет со сверх- и гиперзвуковыми скоростями. Крыло гиперзвукового ЛА содержит размещенный на его поверхности эмиссионный слой (2), который через бортовой потребитель электроэнергии (7) соединен с электропроводящим элементом (3). Электропроводящий элемент (3) через электроизоляционный слой (4) термически связан с каналами (6), соединенными с охлаждающей магистралью бортовой системы терморегулирования. Термоэмиссионный слой (2) размещен на внешней поверхности крыла в области передней кромки. Электропроводящий элемент (3) через электроизоляционный слой (6) установлен у задней кромки крыла. Достигается снижение температуры нагреваемых в полете тонкопрофильных крыльев и других аэродинамически нагреваемых элементов конструкции, повышение надежности за счет термоэлектронной эмиссии во внешнюю среду и выноса элементов системы охлаждения на наружную поверхность крыла ГЛА, снижение лобового сопротивления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх