Сделано в России. Российские ученые создали термококон для космических кораблей

Открытый космос — чрезвычайно агрессивная среда. Для того, чтобы перечислить все факторы, воздействию которых подвергается обшивка, ступени и приборы космических кораблей, понадобится серьезная научная работа. Среди них, например, высокие температуры, которые начинают воздействовать на ракету-носитель, спутник или пилотируемый аппарат с самого момента старта.

 

Патентообладатель: Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ФГБУН ИФПМ СО РАН).

Авторы: Александр Бурлаченко, Светлана Буякова, Артем Гусев, Сергей Кульков, Лилия Молчунова, Николай Савченко, Ирина Севостьянова.

Разработки в области теплозащиты космических кораблей, естественно, существуют, иначе бы вместо успешных запусков и возвращений мы бы наблюдали постоянный фейерверк из сгорающих в атмосфере аппаратов. Для обработки (футеровки) деталей, узлов и механизмов применяют жаропрочные материалы на основе боридов, карбидов и оксидов циркония.

Но при изготовлении многослойной изоляции с уникальными свойствами, где используются разные материалы, между слоями изоляции создается резкая граница, на которой концентрируются напряжения. Они возникают из-за различий в усадке, ползучести, коэффициенте температурного расширения слоев, а в конечном итоге приводят к растрескиванию огнеупорных материалов и риску «сгорания» узлов, приборов или обшивки космического корабля в процессе запуска или нахождения на орбите. Изготавливают такие материалы методом горячего прессования, которое обеспечивает уплотнение и спекание слоев, но полностью не предохраняет их от появления «несплошностей» даже в процессе изготовления.

Авторы новой технологии — получения теплозащитного композиционно материала системы Zrm(O-B-C)n , который исключает появление расслойных трещин — предлагают изготавливать теплозащиту, используя промежуточные, укрепляющие слои. Например, для изготовления теплозащитного материала из слоев оксида циркония и борида циркония между заготовками слоев укладывается промежуточный слой порошковой смеси из выбранных соединений.
Объемные доли соединений рассчитывают исходя из соотношения коэффициентов термического расширения (КТР), толщину слоя — как отношение суммы произведений КТР и толщины каждой из заготовок к разнице температур, заданной режимом горячего прессования. Горячее прессование проводят при температуре 1400-1700 градусов Цельсия, давлении 10-20 МПа в течение 20-30 минут в среде азота. В результате получается теплоизоляционный материал из двух или более слоев, который полностью исключает возможность растрескивания изолирующего покрытия по границе слоев в процессе изготовления или выскотемпературного воздействия в космосе. Роспатент

Метки

Коментарии к этой записи закрыты