سپر حرارتی اجزای ضروری وسایل نقلیه ورودی هستند، محافظت از آنها از گرمای شدید تولید شده در طول بازگشت جوی مناسب شامل محاسبات پیچیده، پایبندی به استانداردها و نمونه های عملی برای اطمینان از ایمنی و اثربخشی است.

محاسبه برای طراحی حرارتی Shield

فرآیند طراحی با محاسبات بار حرارت آغاز می شود که برآورد می کند که حداکثر دمایی که سپر باید در برابر آن مقاومت کند، این محاسبات سرعت بازگشت، شرایط جوی و هندسه خودرو را در نظر می گیرند. شار گرمایی اغلب با استفاده از معادلات چپ-کلموگوروف یا داده های تجربی مدل سازی می شود.

هدایت حرارتی، گرمای خاص و نرخ های کاهشی پارامترهای کلیدی در انتخاب مواد هستند. انتقال حرارت از طریق هدایت، تشنج و تابش تجزیه و تحلیل می شود، اطمینان حاصل می کند که سپر حفظ یکپارچگی ساختاری در شرایط شدید است.

استاندارد ها و مواد

طراحی ها باید با استانداردهای بین المللی مانند سیستم حفاظت حرارتی ناسا (TPS) دستورالعمل ها و استانداردهای ASTM مطابقت داشته باشند. مواد مورد استفاده شامل کامپوزیت های یکپارچه، کاشی های سرامیکی و کربن تقویت شده است.این مواد برای نقاط ذوب بالا، هدایت حرارتی پایین و توانایی جذب گرما از طریق یک فروریختگی انتخاب می شوند.

تست مواد شامل اتاق های خلاء، تست قوس-jet و تست های نوسان برای شبیه سازی شرایط ورود مجدد است. گواهینامه تضمین می کند که سپر در طول ماموریت های واقعی قابل اعتماد عمل می کند.

نمونه هایی از طراحی Hot Shield

یک مثال ماژول فرماندهی آپولو است که از سپر حرارتی ملایم ساخته شده از رزین فنول و فایبرگلاس استفاده می کند. سپر طراحی شده است تا دمای هوا تا 2500 درجه سانتیگراد در طول ورود مجدد مقاومت کند.این روند تخلیه گرما و محافظت از فضاپیما.

مثال دیگر کاشی شاتل فضایی است که از سرامیک سیلیکا ساخته شده است، این کاشی ها عایق حرارتی را ارائه می دهند و می توانند جایگزین شوند اگر آسیب دیده باشند، طراحی آنها بر اساس محاسبات دقیق شار حرارت و آزمایش گسترده است.

  • برآورد بار حرارت
  • انتخاب و آزمایش
  • استانداردهای انطباق
  • توسعه نمونه Prototype Development
  • گواهی پرواز