Терморегулирующий материал


 


Владельцы патента RU 2493058:

Общество с ограниченной ответственностью НПП "ПОЛИПЛЕН" (RU)

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 области космического материаловедения и оптической техники, в частности, к терморегулирующим материалам, предназначенным для использования в системах пассивного терморегулирования космических аппаратов, например, для тепловой защиты приборов и оборудования космических аппаратов.

Кроме того, предлагаемое техническое решение может быть использовано в качестве теплозащитного и терморегулирующего материала в герметичном отвакуумированном объеме.

На космические объекты (КО), летающие как на околоземных, так и на геостационарных орбитах воздействуют ряд негативных факторов, мешающих нормальному функционированию бортовых систем и аппаратуры, а также безопасности работы экипажа, что выдвигает целый ряд требований к терморегулирующим материалам:

- электромагнитное излучение (ЭМИ) Солнца требует обеспечения радиационной стойкости материалов защиты;

- на поверхность космических объектов воздействует УФ-излучение, а также горячие газовые потоки работающих ракетных двигателей, отрицательно действующих на корпус КО, аппаратуру и экипаж, в этой связи необходимо поддержание температуры их штатного функционирования;

- на внешнюю поверхность корпуса КО воздействует также корпускулярное излучение - потоки электронов и протонов радиационных поясов Земли (РПЗ), под их действием на диэлектрических поверхностях КА скапливается неоднородный электростатический заряд, при этом между областями поверхности с разными электрическими потенциалами происходят разряды, вызывающие сбои бортовой электронной аппаратуры и способствующие ухудшению характеристик оптических поверхностей, этот фактор выдвигает свои требования к электропроводности материала защиты;

- внешняя поверхность корпуса КО подвержена негативному воздействию атомарного кислорода, приводящему к деструктивным изменениям поверхности КО, что требует наличия в таком материале защитного слоя;

- терморегулирующий материал должен хорошо работать на «надрыв», т.е. обладать необходимой прочностью;

- еще одним важным свойством должен обладать материал защиты КО - он должен быть легким, т.к. любое увеличение массы уменьшает вес доставляемого на орбиту полезного груза.

- важным требованием к защитному материалу является его гибкость, податливость, т.к. корпус КО имеет сложную конфигурацию;

- терморегулирующее покрытие, используемое в космическом пространстве в условиях вакуума не должно «пылить» и обладать газовыделением, что недопустимо для оптических бортовых устройств.

Известна слоистая оболочка для обеспечения тепловой и электростатической защиты по патенту России №2087392 (МПК: B64G, 1/58), состоящая из электропроводящего слоя полупроводника (например, германия) толщиной 525·10-8 м., терморегулирующего слоя, подложки полиимидной пленки, промежуточного слоя полиамидной сетки (которая может быть пропитана эпоксидной смолой и вулканизирована), прикрепленной к подложке, и термоотражающего покрытия из полимерного пленочного материала на основе кремния или поливинилфторида.

Недостатками этого покрытия являются легкая повреждаемость тонкого поверхностного слоя при монтаже, недостаточная отражающая способность, а также жесткость, которая не позволяет его применять для КО сложной конфигурации.

Известно многослойное покрытие для работы при криогенных температурах и/или в условиях аэродинамического нагрева по патенту РФ №2298480 (МПК: B64G, 1/58), состоящее из металлической оболочки, антикоррозионного слоя, амортизационного слоя, теплоизоляционного слоя в виде пенопласта, который закреплен сетью с помощью клея, и антистатического покрытия.

Основными недостатками этого покрытия являются очень большой вес и недостаточно высокие теплоизоляционные свойства.

Известен многослойный материал для термического контроля по патенту Великобритании №2062189 (МПК: B64G, 1/58), состоящий из внутреннего и внешнего термически изолирующих слоев, которые могут быть изготовлены гибкими из пластика или жесткими из стекла и промежуточного электропроводящего слоя алюминия или серебра. С внутренней стороны может находиться второй электропроводящий слой из алюминия или серебра.

Недостатки этого материала - низкая прочность, повреждаемость, жесткость.

Известен многослойный материал, состоящий из металлических (не менее двух) и полимерных слоев, содержащий подслой из двух металлических слоев и полимера, усиленного волокнами, описанный в международной заявке (РСТ) WO 2007/061304 (МПК: B64G, 1/58).

Недостатками этого материала являются очень большой вес и недостаточно высокие термоизоляционные свойства из-за плотного контакта слоев металла и полимера, низкая радиационная стойкость.

Известна многослойная изоляция по патенту США №7252890 (МПК: B64G, 1/58), состоящая из слоев металлизированного алюминием или серебром полимера (полиимида или полиэфира), между которыми расположены слои стекловолокна или нейлона, покрытая с верхней стороны ИК-излучающим материалом (кварц, стекло, нитрид или оксинитрид кремния), затем фотокаталитическим слоем оксида металла и с наружной стороны - электропроводящим слоем оксида индия или олова.

Недостатками этого материала являются недостаточная прочность на надрыв при сшивке теплозащитных матов и легкая повреждаемость и загрязняемость наружного слоя при изготовлении и транспортировке космических аппаратов. Пылевыделение.

Известно многослойное покрытие для матов экранно-вакуумной теплоизоляции космических аппаратов по патенту России №2269146 (МПК: B64G, 1/58), состоящее из подложки с прозрачным электропроводящим многослойным (2 и более слоев) покрытием на внешней поверхности и отражающим покрытием в виде пленки металла на тыльной поверхности.

Недостатки этого материала - очень низкая механическая прочность на надрыв, повреждаемость, загрязняемость.

Известна экранно-вакуумная теплоизоляция по а.с. СССР 1839976 (МПК: B64G, 1/58), содержащая наружный слой стеклоткани или аримидной ткани, дополнительный промежуточный пакет из пяти экранов, изготовленных из металлизированной (первые три слоя с внутренней стороны) полиимидной пленки (четвертый и пятый слои двусторонне металлизированны), промежуточные слои металлизированной полиэтилентерефталатной пленки (повернутые металлизированной отражающей поверхностью внутрь), отделенные друг от друга низкотеплопроводными сепараторами из стекловуали, и внутренний облицовочный слой аримидной ткани.

Недостатками этого решения являются парниковый эффект, значительное пылеворсоотделение облицовочных материалов, негативно влияющее на работу оптического оборудования космических аппаратов. Кроме того, дополнительные промежуточные слои утяжеляют материал, приводя к дополнительным расходам при выводе космических аппаратов на орбиту и снижая долю полезного груза космических аппаратов.

Известна также система теплозащиты спускаемого космического аппарата при движении его в атмосфере по патенту США №6497390 (МПК: B64G, 1/58). Эта система включает гибкий теплоизоляционный мат, пакет из одного или нескольких слоев гибкого тканевого материала, прикрепляемый к мату с помощью клея, кнопок или пуговиц, и размещаемое на наружной поверхности пакета облицовочное покрытие из неорганического материала, обеспечивающее газонепроницаемость теплозащиты.

Недостатки данного материала заключаются в том, что он не гибок, тяжелый, не радиацонностоек.

Известно многослойное покрытие по патенту Франции №2681078 (МПК: B64G, 1/58), содержащее полимерную подложку, на которую нанесен адгезионный слой с последующим нанесением металлического оптического слоя.

Основным недостатком данного аналога является высокая величина отношения коэффициента поглощения солнечного излучения получаемого покрытия к коэффициенту излучения (степени черноты) As/=2 при требуемом отношении - менее 1,0 для терморегулирующих покрытий класса "солнечный отражатель".

Известно многослойное терморегулирующее покрытие класса «солнечный отражатель» по патенту РФ №2168189 (МПК: B64G, 1/58), содержащее полимерную подложку с нанесенным на нее оптическим слоем с нитевидными или волокнистыми кристаллами оксида цинка с высокой отражательной способностью в интервале длин волн 0,3-2,4 мкм, при этом полимерная подложка выполнена эластичной.

Основными недостатками данного аналога являются малая стабильность оптических характеристик (обусловленная применением органического связующего) и малая электропроводность. При этом покрытие накапливает электростатический заряд под действием заряженных частиц, что приводит к возникновению электрических разрядов, вызывающих сбои в бортовой аппаратуре КО.

Известно покрытие по патенту США №5400986 (МПК: B64G, 1/58),, включающее тонкий диэлектрический лист, внешняя поверхность которого покрыта прозрачным электропроводным слоем, тыльная поверхность покрыта отражающим слоем, а торцевая поверхность листа покрыта электропроводным покрытием так, что по крайней мере частично перекрывает отражающий слой и электрически связан с внешним прозрачным электропроводным слоем, слой клеевого материала, преимущественно постоянной толщины, причем внешняя поверхность клеевого слоя больше, чем тыльная поверхность диэлектрического листа; клеевой слой фиксируется тыльной стороной к поверхности корпуса КО, а внешней поверхностью фиксирует тыльную сторону диэлектрического листа, при этом клеевой слой является электропроводным и электрически соединен с указанным покрытием торцов для обеспечения пути протекания тока между внешней поверхностью указанного листа и внешней поверхностью корпуса КА через указанное покрытие торцов.

Недостатками этого решения являются хрупкость, жесткость, механическая непрочность, большой вес.

Известно терморегулирующее устройство по патенту США №4618218 (МПК: B64G, 1/58), представляющее собой трехслойное покрытие, внешний слой которого выполнен из прозрачного (для заданных длин волн) электропроводного материала, например Ge; промежуточный - из твердого электролита с преимущественно ионной проводимостью, а внутренний - из серебра. В зависимости от разности потенциалов между внешним и внутренним слоями покрытие может поглощать или отражать излучение определенного диапазона длин волн.

Основными недостатками данного аналога являются: необходимость в источнике энергии и управляющей схеме; невозможность совмещения высокой излучательной способности и высокой отражательной способности в интервале длин волн 0,3-2,4 мкм. Rs (Rs=1-As).

Существует терморегулирующее покрытие по патенту США №5296285 (МПК: B64G, 1/58), представляющее собой двухслойное покрытие, образованное путем создания первого слоя анодным окислением алюминиевой основы и нанесением второго верхнего слоя, состоящего из силикатного покрытия.

Относительная хрупкость, недостаточная эластичность, трудоемкость нанесения - основные недостатки этого покрытия.

Предлагаемое покрытие по патенту РФ №2331553 (МПК: B64G, 1/58), включает в себя нижний слой в виде анодноокисного покрытия алюминиевого сплава и верхний слой. В качестве верхнего слоя использовано лакокрасочное терморегулирующее покрытие, содержащее акрилатный гольмийсодержащий лак АКГ-1,2 (42-38 мас.%) и цирконий (IV) оксид модифицированный ос.ч. 7-4 (58-62 мас.%).

Покрытие имеет низкие значения коэффициента поглощения солнечной радиации (As≤0,10-0,11) и высокие значения коэффициента излучения 0,92-0,94).

Известна система тепловой защиты спускаемого космического аппарата по патенту РФ №2383476 (МПК: B64G, 1/58), содержащая последовательно размещенные гибкий теплоизоляционный мат и теплозащитный пакет, включающий несколько слоев термостойкого тканевого материала, отличающаяся тем, что гибкий теплоизоляционный мат выполнен многослойным и помещен в чехол из температуростойкой ткани, каждый слой термостойкого тканевого материала теплозащитного пакета пропитан и покрыт сублимирующим веществом, при этом толщина покрытия разных слоев неодинакова и увеличивается по мере удаления слоя от теплоизоляционного мата, все слои гибкого теплоизоляционного мата, чехол, в который он помещен, и все слои теплозащитного пакета соединены друг с другом по их торцевым кромкам, при этом все указанные слои и чехол установлены с возможностью их свободного относительного перемещения.

Недостатками данного решения являются его большой вес, отсутствие радиационной стойкости, газопылевыделение.

Существует терморегулирующее покрытие по патенту РФ№2356074 (МПК: B64G, 1/58), прикрепленное к внешней поверхности корпуса космического аппарата с помощью электропроводного клеевого слоя, содержащее подложку, выполненную в виде отдельных элементов из оптически прозрачного радиационно-стойкого материала, тыльная поверхность которой покрыта отражающим и защитным слоем, а на внешней поверхности расположено прозрачное электропроводное покрытие, покрывающее торцевые поверхности подложки и контактирующее с защитным слоем, при этом отдельные элементы подложки выполнены толщиной не менее 0,08 мм, электропроводное покрытие выполнено с электросопротивлением не менее 2 и не более 1·105 кОм/м2, а поверх защитного слоя нанесен адгезивный слой.

Недостатки - хрупкость, неэластичность, большой вес.

Известна экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата с внешним комбинированным покрытием по патенту РФ №2397926 (МПК: B64G, 1/58) (прототип), состоящая из полимерной подложки, электропроводного слоя с износостойким слоем на внешней поверхности и отражающего слоя на внутренней поверхности. Изоляция содержит временный защитный слой на внешней поверхности и укрепляющую полимерную сетку на внутренней поверхности.

Недостатками этой теплоизоляции являются большая масса внешнего комбинированного покрытия (экспериментально установлено путем взвешивания - 140 г/м2), недостаточная радиационная стойкость из-за использования клеевых композиций, недостаточная надежность вследствие недостаточной прочности приклеивания полимерной пленки, значительное газовыделение из разнородных материалов теплоизоляции, а также сильное коробление рабочей поверхности из-за неравномерной тепловой усадки разнородных материалов теплоизоляции.

Задачей изобретения является обеспечение отсутствия коробления рабочей поверхности и, как следствие, стабильности оптических характеристик, увеличение прочности на надрыв, обеспечение отсутствия пылегазовыделения при сохранении требуемых характеристик по радиационной стойкости и термостойкости, устойчивости к воздействию атомарного кислорода и эластичности, а также уменьшение массы терморегулирующего материала.

Задача решается тем, что в терморегулирующем материале, содержащем внешний слой в виде металлизированной с внутренней стороны пленки, армирующий слой из аримидной ткани, между металлизированным с внутренней стороны внешним и армирующим слоями методом сварки введен термопластичный слой на основе полиимидов или полиэфиримидов или полисульфонов, а металлизированная полиимидная пленка внешнего слоя взята толщиной ≤12 мкм, причем аримидная ткань имеет поверхностную плотность <25 г/м.2

На Фиг. изображена схема предлагаемого материала в разрезе, где:

1 - внешний металлизированной с внутренней стороны слой;

2 - армирующий слой из аримидной ткани;

3 - термопластичный слой;

Терморегулирующий материал, выполнен из трех слоев: внешнего слой в виде металлизированной с внутренней стороны пленки 1, армирующего слоя из аримидной ткани 2, между металлизированным с внутренней стороны внешним 1 и армирующим слоями 2 методом сварки введен термопластичный слой 3 на основе полиимидов или полиэфиримидов или полисульфонов, а металлизированная полиимидная пленка внешнего слоя взята толщиной ≤12 мкм, причем аримидная ткань имеет поверхностную плотность <25 г/м.2

Приведем пример №1 конкретной реализации предложенного решения.

На полимерную полиимидную пленку толщиной <12 мкм, например, ПМ-ЭУ, наносят с внутренней стороны алюминий толщиной 0,07 мкм, например, методом вакуумного резистивного напыления, образуя внешний металлизированный слой 1.

Из ариимидной нити линейной плотностью 6 текс. вырабатывается ткань с поверхностной плотностью 20 г/м2, из которой формируется армирующий слой 2.

Термопластичный слой 3 из полиимида вводят между металлизированным 1 (со стороны металла) и армирующим 2 слоями и проводят сварку, например, тепловым методом, при этом температура плавления термопластичного слоя 3 значительно ниже температуры плавления металлизированного 1 и армирующего 2 слоев, с целью исключения возможного коробления рабочей поверхности материала.

Пример №2 реализации предложенного решения.

На полиимидную пленку толщиной ≤12 мкм с внутренней стороны наносят алюминий толщиной 0,05 мкм методом магнетронного напыления, образуя внешний слой 1.

Из арамидной нити линейной плотностью 5,4 текс вырабатывается ткань с поверхностной плотностью 17 г/м2, из которой формируется армирующий слой 2.

Термопластичный слой из полисульфона вводят как и в примере 1.

Используя для сварки термопластичный слой 3 в виде пленки из термопластичных полимеров, можно регулировать температуру сварки таким образом, чтобы она была ниже температуры термической усадки металлизированного внешнего слоя 1 и нитей ткани армирующего слоя 2, и, как следствие, обеспечить ровную поверхность материала при сварке, сохранив его оптические характеристики.

Например, при выборе термопластичного слоя 3 из термопластичного полиимида типа ПИ-ПК-200 температура сварки составляет 250°С, при этом термическая усадка металлизированной полиимидной пленки внешнего слоя 1 и аримидной ткани слоя 2 практически отсутствует.

При выборе термопластичного слоя из полисульфона ПСК-1 температура сварки составит 210°С, что не приведет к усадке аримидной ткани слоя 2 и металлизированной полиимидной пленки слоя 1.

Благодаря выполнению внешнего слоя 2 из металлизированной пленки толщиной ≤12 мкм обеспечивается гибкость, эластичность материала, снижение его удельного веса в два раза (до 60 г/м2) по сравнению с прототипом и возможность изготовления из него сплошных экранов большой площади, при сохранении высокой термо- и радиационной стойкости (сохранение оптических характеристик при нагреве до 573°К и после облучения с поглощенной дозой более 3×10*рад, в то время как для клеевых композиций - не выше 2×10*рад).

Благодаря использованию аримидной ткани с поверхностной плотностью <25 г/м2, достигается прочность на надрыв более 2,5 кг/см2, что оптимально, т.к. при большей плотности снижается прочность материала, а при меньшей - увеличивается масса до значений более 60 г/м2.

Благодаря тому, что материал состоит из полиимидных композиций, из него не наблюдаются пыле- и газовыделения в отличие от клеевых композиций в прототипе.

Однородность материала также обеспечивает сохранность и высокие значения механических характеристик в широком диапазоне температур от -150°С до +250°С.

Благодаря сочетанию тонкой металлизированной пленки толщиной ≤12 мкм и аримидной ткани с поверхностной плотностью <25 г/м.2 достигается высокая эластичность материала по сравнению с прототипом, что позволяет наносить материал на конструктивные узлы КО сложной геометрической формы с сохранением эффективности материала.

Терморегулирующий материал, содержащий внешний слой в виде металлизированной с внутренней стороны пленки, армирующий слой из аримидной ткани, отличающийся тем, что между металлизированным с внутренней стороны внешним и армирующим слоями методом сварки введен термопластичный слой на основе полиимидов или полиэфиримидов или полисульфонов, а металлизированная полиимидная пленка внешнего слоя взята толщиной ≤12 мкм, причем аримидная ткань имеет поверхностную плотность <25 г/м2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники, в частности к терморегулирующим материалам, предназначенным для использования в системах пассивного терморегулирования космических объектов.

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

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

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

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

Изобретение относится к теплоизоляции, преимущественно криогенных емкостей космических изделий. .

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

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

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 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.

Изобретения относятся к вариантам выполнения фюзеляжа воздушного судна и к воздушному судну. Фюзеляж по первому варианту содержит пространство с полом, который содержит одну или несколько панелей для пола. Панели для пола обладают стойкостью к прожогу пламенем, действующим снаружи от фюзеляжа воздушного судна в направлении указанного пространства, в течение периода, составляющего четыре минуты. Область фюзеляжа воздушного судна под указанным полом не содержит стойкой к прожогу изоляции. Фюзеляж по второму варианту содержит пространство с полом и обтекатель перехода крыло/фюзеляж. Обтекатель обладает стойкостью к прожогу пламенем, действующим снаружи от фюзеляжа воздушного судна в направлении указанного пространства, в течение периода, составляющего четыре минуты. Область пространства над обтекателем не содержит стойкой к прожогу изоляции. Достигается уменьшение веса воздушного судна. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к термостойким системам теплозащиты поверхности гиперзвуковых летательных и возвращаемых космических аппаратов. Термостойкая система теплозащиты состоит из теплоизоляционного и теплозащитного слоя, включающего композиты с керамической матрицей, армированной теплостойкими волокнами и содержащей сублимирующее твердое вещество. Сублимирующее твердое вещество включает стабилизированные предкерамические кремнийорганические полимеры, содержащие атомы С, Si и Н, а также гетероатомы германия. В качестве керамической матрицы теплозащитный слой содержит карбиды, или бориды тугоплавких металлов, или их смеси. Также сублимирующее твердое вещество может включать германаты тугоплавких металлов. Достигается более эффективная теплозащитная система. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к терморегулирующим материалам, эксплуатирующимся в составе космической техники, в частности в качестве внешнего слоя экранно-вакуумной теплоизоляции на наружных поверхностях космических аппаратов (КА) с электрическим заземлением на корпус КА или в качестве терморегулирующего покрытия класса "солнечный отражатель" при нанесении его с помощью клеевого электропроводного слоя на наружные поверхности КА. Многофункциональный композиционный материал состоит из листов прозрачного диэлектрического материала подложки с электропроводным покрытием на внешней поверхности и с отражающим слоем на тыльной стороне подложки. Электропроводный отражающий слой выполнен в виде пленки металла с высокой отражательной способностью в интервале длин волн 0,3-2,4 мкм. Электропроводное покрытие выполнено прозрачным в диапазоне длин волн более 0,7-1 мкм, с высоким коэффициентом отражения в диапазоне длин волн менее 0,6 мкм, обладающим удельным поверхностным сопротивлением электропроводного покрытия в диапазоне от 5 кОм/см2 до 5×105 кОм/см2. Электропроводное покрытие содержит не менее 3-х слоев, один из которых электропроводный светоотражающий слой, второй - дополнительный электропроводный слой, обеспечивающий требуемую электропроводность покрытия, и защитный слой. На тыльной стороне подложки выполнен защитный слой. Все слои материала выполнены радиационно-стойкими. Достигается повышение эффективности, надежности, стойкости к внешним воздействиям, повышение срока эксплуатации материала. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к космической технике и касается создания терморегулирующего материала для нанесения на поверхность космического объекта (КО). Терморегулирующий материал содержит подложку в виде оптически прозрачного стекла, высокоотражающий слой из серебра, защитный слой. Высокоотражающий слой из серебра имеет толщину 0,10÷0,15 мкм. В качестве защитного слоя использована нержавеющая сталь толщиной 0,10÷0,20 мкм. На защитный слой нанесен эпоксидный лак толщиной 20÷30 мкм. Перед нанесением на подложку высокоотражающего слоя из серебра осуществляют химическую очистку подложки с одновременным ультразвуковым воздействием в течение 3-х минут. Затем подложку вынимают из раствора, промывают последовательно теплой, холодной, дистиллированной водой по 1-1,5 мин и сушат на воздухе. Поверхность обрабатывают тлеющим разрядом для дополнительной очистки и активации поверхности подложки. Затем последовательно осуществляют нанесение высокоотражающего слоя и защитного слоя в вакуумной камере методом магнетронного распыления без разгерметизации вакуумной камеры за один технологический цикл, располагая подложку последовательно под магнетронными источниками с мишенью из серебра и мишенью из нержавеющей стали. На подложку с высокоотражающим слоем и защитным слоем наносят слой эпоксидного лака толщиной 20÷30 мкм для дополнительной защиты от атмосферной коррозии и для увеличения адгезии подложек с покрытием к клеевой композиции. Во время крепления терморегулирующего материала приклеивание материала клеевой композицией с электропроводящим наполнителем осуществляется при помощи грузов. В качестве электропроводящего наполнителя использована алюминиевая или серебряная пудра в количестве 20±5% и 10±5% соответственно, обеспечивающая необходимые электропроводящие свойства поверхности терморегулирующего материала. Достигается улучшение терморадиационных характеристик материала, повышение технологичности нанесения покрытия, повышение значения адгезии крепления подложек с покрытием к поверхности корпуса КО. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для креплений разделительных устройств блоков ступеней ракет-носителей, устанавливаемых на теплозащитах двигателей. Устройство крепления теплозащиты к раме двигателя содержит шпангоут с хомутом и четырьмя дополнительными резьбовыми бобышками с резьбовыми проушинами, дугу с четырьмя дополнительными резьбовыми бобышками с резьбовыми проушинами и ушками, растяжки, проушины, бобышки, крепежные элементы, контргайки, прижим. На хомуте закреплена упорная пластина с болтом, на резьбовой части ушка установлена и законтрена шплинтом резьбовая втулка для монтажа дополнительных растяжек. Изобретение позволяет повысить жёсткость крепления теплозащиты к раме двигателя. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение может использоваться в многослойных комбинированных покрытиях зеркальных космических антенн с рефлекторами из полимерного композиционного материала - углепластика. Многослойное покрытие содержит три последовательных слоя с равномерной толщиной: нижний зеркальный металлический радиоотражающий скин-слой из чистого алюминия, промежуточный защитный терморегулирующий диэлектрический слой из диоксида циркония и верхний защитный износостойкий высокопрочный алмазоподобный углеродный слой. Технический результат - обеспечение работы в экстремальных условиях открытого космоса за счет использования тонкой подложки-оболочки из полимерного композиционного материала - углепластика. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к тепловой защите элементов конструкции космического аппарата (КА) от воздействия ионизированных газовых потоков, преимущественно стационарных плазменных двигателей. Защитное покрытие выполнено в виде алюминиевой фольги, закрывающей указанные элементы КА. На внешней стороне фольги микродуговым оксидированием сформирован слой оксида алюминия толщиной не менее 30 мкм. Алюминиевую фольгу на поверхности защищаемых элементов закрепляют механическим путем либо наклеивают. По результатам испытаний и расчетов предлагаемое защитное покрытие обеспечит активное существование КА на протяжении 15 лет и более. Техническим результатом изобретения является повышение срока службы защитного покрытия в условиях эрозионного воздействия плазмы указанных двигателей КА. 3 табл.

Изобретение относится к многослойной экранно-вакуумной изоляции (ЭВИ) с микроструктурными элементами для космических аппаратов (КА). Каждый слой ЭВИ выполнен в виде подложки, на которой закреплены теплоотражающие элементы в виде массива прямоугольных микропластин. Каждая микропластина закреплена на подложке с зазором 10...20 мкм. На обращенной к КА стороне подложки выполнены канавки прямоугольного или трапецеидального сечения, а также продольные углубления полукруглого сечения. Второй и последующие слои ЭВИ прикреплены к предыдущим слоям через сферические спейсеры, установленные между пластинами. Диаметр спейсеров составляет не менее величины указанного зазора. В местах установки спейсеров нанесены слои диоксида кремния толщиной 0,5...1 мкм. На внешнюю поверхность микропластин и открытые поверхности подложки нанесено алюминиевое покрытие толщиной 0,1...0,3 мкм с коэфф. отражения 0,7-0,9. Микропластины м.б. выполнены биморфными. При изготовлении микропластин электропроводными на поверхности кремниевой подложки м.б. выполнены токопроводящие шины. Технический результат изобретения состоит в снижении массы и габаритных размеров ЭВИ и КА. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к авиационной и ракетной технике, в частности к активной тепловой защите теплонапряженных передних кромок гиперзвукового беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Устройство активной теплозащиты и модуляции аэродинамического сопротивления гиперзвукового БПЛА содержит теплоноситель и средства формирования теплозащитного слоя. Внутри носовой части БПЛА между его передней кромкой и камерой сгорания силовой установки размещен цилиндрический газоструйный резонатор с системой управляемых клапанов, расположенных на боковой стенке резонатора. Открытый вход резонатора совмещен с передней кромкой БПЛА и направлен навстречу набегающему потоку. На внешней поверхности резонатора установлены контейнер с теплоносителем в виде метангидрата и преобразователь метангидрата в смесь паров воды и метана, которая, находясь под давлением в пульсирующем режиме с частотой более 100 Гц, с помощью системы управляемых клапанов газоструйного резонатора обеспечивает возможность формирования на открытом входе резонатора защитного слоя, предохраняющего переднюю кромку БПЛА от пиковых тепловых нагрузок. Достигается снижение пиковые тепловые нагрузки на элементы конструкции гиперзвукового БПЛА и повышение топливной эффективности его силовой установки. 1 ил.
Наверх