航空航天中的防热衣.ppt

1平时人们见到的耐高温材料第一架航天飞机升空防热瓦防热瓦的隔热原理四种不同类型的防热瓦。另一种防热瓦采用碳碳复合材料。它主要用在机身的鼻锥、机翼前缘。该防热瓦总重约1698千克，使用的表面积约38平方米，使用处表面最高温度约1650℃，表面呈黑色。
第三种防热瓦采用低温可重复使用表面隔热材料。它俗称低温防热瓦，用在温度371℃～648℃的表面，如机身中、前段和机身的上表面(由于这些位置处在背风面，所以表面温度不高)。此种防热瓦共用了7000块，每块尺寸为203毫米×203毫米，厚度随该处热流水平而变化，覆盖面积达255平方米，总重1014千克，经涂层处理表面呈白色。
最后一种防热瓦采用柔性可重复使用表面隔热材料。该防热材料是一种硅橡胶浸渍的毡状物，用在表面温度371oC以下的部位，如机身上表面和机翼上表面的后段以及机身两侧。每块防热瓦的尺寸远大于上述3种防热瓦，典型的尺寸为900毫米×1200毫米。其厚度为4.8～16毫米，覆盖面积达333平方米，总重约532千克。由于它是一种柔性的毡状物，所以可用常温固化硅橡胶粘贴在机身铝合金的结构上。上几种防热瓦实际上主要是一些疏松、轻质而呈脆性的陶瓷材料，如高温防热瓦密度为0.14～0.35克/立方厘米，由于其耐温高、隔热好、质量轻，高温下不发生物理和化学性能的破坏并可重复使用，因此作为航天飞机防热材料有其独特的优点。但是，它们的这些性能却给连接和承受力学载荷造成了很大的困难，留下了许多隐患。
哥伦比亚号失事是因为在起飞时遭到外力撞击，结果导致防热瓦上出现裂缝，使得超高温气流乘虚而入，最终造成飞机解体。任重而道远3我国的航天事业（耐高温材料）我国进行首次载人航天飞行取得圆满成功。中华民族探索太空的千年梦想实现了。喜讯传来，举国欢腾，群情振奋。飞船防热衣轻薄透飞船以高速进入大气时产生的热量足以使一般没有防热措施的航天器在大气中焚毁。解决飞船再入防热的途径有两个，一是设法减少气动加热；第二是设法吸收或耗散热量。前者是气动外型设计的研究范畴，后一个就是防热结构设计要达到的目的。
航天器防热结构设计的任务就是要给航天器穿上防热衣。当然这种防热衣是双向的，既要能防热又要能散热。
防热结构及防热材料至今已经历了几代航天器的发展。最原始的防热方法是简单地在航天器的外表蒙上厚厚的铜或铜合金。原理是通过材料本身的热容来吸热；再后来防热用上了烧蚀材料，利用材料的热解、熔化、蒸发等方式散热，包括石棉或玻璃等与一种叫酚醛的物质组成的无机复合材料。这种方法就是目前包括神舟飞船在内的众多飞船所普遍采用的方法。不过早期的卫星、飞船大多数沿用导弹弹头的防热技术，防热材料密度过大、结构过于笨重，因而，长期以来，
防热材料的密度和重量成为影响防热结构效果的瓶颈。神舟系列4航空专用的耐高温材料1：RCC(强化碳-碳复合材料)Reinforcedcarbon-carbon：用于返航时温度高达1260°C的航天飞机机鼻以及机翼前缘。特点：密度小、比强度大、线膨胀系数低、热导率高、耐热蚀、耐腐蚀性能好，在1000-2300强度随温度升高而升高。制备方法：化学气相渗透法、化学气相沉积法
2HRSI(高温表面绝热瓦)High-temperaturereusablesurfaceinsulationtiles：用于航天飞机机腹，温度低于1260°C。3FIB(弹性隔热毯)FlexibleInsulationBlankets：通过测试，类似毛毯之绝热材料，用于隔绝航天飞机受热低于649°C之区域。
7FRSI(表面绝热毯)Feltreusablesurfaceinsulation：白色Nomex绝热毯，一种用于防火隔热的芳香族聚酰氨纤维，覆盖于航天飞机酬载舱门及部分航天飞机受热低于371°C之位置。此外，先进战术战斗机(ATF),轻型直升机(LH),欧洲战斗机(EFA),高速民用运输机以及高性能发动机全都要依赖于能在高温、高压下工作的先进材料的发展。因此，耐高温材料的研究路还很漫长。。。。。。

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