קצב ההתעלות של חדשנות אווירופייס הרחיב את המעטפה המבצעית של טיסות חלליות אנושיות ותעופה בעלת יכולת גבוהה, הדורשת ציוד הגנה אישי מתוחכם כמו כלי הרכב עצמם.בין המרכיבים הקריטיים ביותר של חליפות אסטרונאוטים הדור הבא וציוד צוות הטיסה הוא מגן החום - המחסום שנועד להגן על המשקפיים מפני סביבות חום מסורתיות קיצוניות, שפותחו עבור קפסולות חומרה וחומרה, הם דרישות קשיחות של עיצוב גמישות, תוך כדי שמירה על פני השטח, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, על פני מערכות חימום גבוהות יותר, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות גבוהה יותר, אשר דורשות, ממושכות, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, אשר דורשות, על פני השטח המיועדות, על פני השטח, על פני השטח המיועדות גבוהה יותר, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, אשר דורשות, על פני השטח, אשר דורשות, אשר דורשות, על פני השטח, אשר דורשות, אשר דורש

הצורך הקריטי בגמישות ובאורות ב-Gear Aerospace Wearable

מערכות חלל בעלות - כולל פעילות חוץ (EVA) חליפות, חליפות לחץ גבוה עבור טייסים, ואת מתקני הבריחה חירום - יש להגן על המשתמש ממקורות חום אינטנסיביים כגון זרמי פלזמה במהלך הכניסה, טיפות ממצה מדחף טילים, או במהירות גבוהה אווירודינמיקה מהירה מאוד, בניגוד מגן חללי חלל, אשר הם קשיחים ומורכבים למבנה רכב, עונדים לאפשר למגינים מוקדמים, ללא מגבלות מהירות גבוהה, עלולים להזיזוכות לחץ על ידי חימום אווירי חום.

משקל הוא קריטי באותה מידה.כל קילוגרם נוסף לחליפה חללית עולה עלויות ההשקה ומפחית את האגרה של הלובש. בסביבות כבדות או אפס-גרביטטיביות, תביעה כבדה עלולה להוביל למתח השרירים ולצמצם את הסיבולה.מגן החום האידיאלי בעלבש חייב להשיג יכולת הגנה תרמית המקבילה לעמיתיו הנוקשות תוך גמישות מספיק כדי לקפל או למצוץ מספיק אור כדי להיות משוחק ללא שעות נוחות.

חידושים חומריים להגנה גמישה

אין חומר אחד כרגע מספק את כל הדרישות לגמישות, משקל נמוך, והתנגדות עתירה גבוהה.במקום, מהנדסים משלבים חומרים מרובים בתצורה שכבתית או היברידית.השיעורים החומריים הבאים מייצגים את המועמדים המובילים למגן חום בעל חיים הבא.

המונחים: Aerogel-based Composites

Aerogels הם בין החומרים היבשים ביותר הידוע, עם מוליכות תרמיות כמו 0.015 W / mK. המבנה אולטרה סגול שלהם (עד 99.8% אוויר) הופך אותם מאוד קל משקל, עם משקעים דומים אוויר.עם זאת, aerogels טהורים נבדקים לתוך צינורות מגנטיים, 000 דחיסה גבוהה, 000 דחוסים כגון דחיסה מגנטית, 000 סגסוגת מורכבת, 000 , 000 סגסוגת פחמן דחוסה, 000 , 000 , 000 , 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מרקים צווארי צוואר הרחם

סיבים סרמיים כגון אלומיניום, carbide סיליקון, ו zirconia מציעים יציבות תרמית יוצאת דופן, עם נקודות התכה מעל 1500 מעלות C. כאשר ארוג לתוך בדים, הם מספקים טקסטיל גמיש, גמיש שניתן לעצב כדי להתאים צינורות גוף. Ceramic בדים כבר בשימוש בהילוך אש וחליפים תעשייתיים, אבל זהב דורש ביצועים גבוהים יותר תחת ריק חום ודינמיקה כי הם כוללים חום רחב יותר.

Polymer Matrix Composites with High-Temperature סיבים

גישה נוספת משתמשת ממטריקס פולימרי גמיש התחזק עם סיבים עתירי זמן גבוהים כגון פחמן, זכוכית או קרמיקה. מטריקס פולימר מספק גמישות והתאמה, בעוד הסיבים מקנים כוח והתנגדות תרמית. elastomers מבוסס הסיליקון פופולריים במיוחד כי הם נשארים גמישים בטווח טמפרטורה רחב (50 מעלות צלזיוס ל +250 מעלות צלזיוס) וניתן לנסחפוך התנגדות לתוספת מינרלים קצרים או לרקמות חום טהורות יותר.

Nanomaterials ו- Carbon-based Solutions

ננו-בוטיקים (CNTs) וגרףן מושכים תשומת לב להתנהלות תרמית יוצאת הדופן שלהם (עד 5000 W/mK) וכוח מכני.כאשר משולבים ביונקים פולימרים, הם יכולים ליצור מפיץ תרמיים יעילים מאוד אשר מרתיע חום מרוכז על פני שטח גדול יותר. Aerogel-like מבנים שנעשו באופן פעיל מ CNTs, הנקראים "buckypaper", הם גמישים, ויכולים, ועלולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר, אך ורק על ידי פחמן-חמצני, אך ורק על ידי שימוש במהירות, אך ורק על ידי חומרים מורכבים, אך ורק על ידי פחמן-חמצני, אך ורק על ידי פחמן-חמצני, אך ורק על ידי שימוש בחומרים, אך ורק על ידי פחמן-חמצני, אך ורק על ידי חימום, אך ורק על ידי פחמן-חמצני, אך ורק על ידי פחמן-ידי פחמן-ידי פחמן-חמצני, אך ורק על ידי שימוש בחומרים, 000, 000, 000, אך ורק על ידי חימום, 000, אך ורק על ידי פחמן-מתקני פחמן-מתקני פחמן-ידי פחמן-ידי פחמן-מתקני פחמן-מדומים, אך הם מוגנים, אך ורק על ידי הגנה מפני שעדיין מופעלים, אך ורק על ידי פחמן-ידי פחמן-ידי פחמן-ידי פחמן

אסטרטגיות עיצוב עבור שחייהם מחומים

בחירת חומרית בלבד אינה מספיקה.העיצוב של מגן החום כמערכת משולבת בתוך הפלטפורמה המתלבשת קובע את יעילותו בעולם האמיתי.אסטרטגיות הבאות מפותחות כדי להשיג את הביצועים התרמיים הנדרשים תוך שמירה על גמישות ומשקל נמוך.

אדריכלות: Multi-Function

רוב מגיני חום ללבוש מעסיקים עיצוב שכבתי, עם כל שכבה המשרתת מטרה מסוימת.השכבה החיצונית ביותר - לעתים קרובות מרק קרמיקה או ציפוי רפלקטיבי - חייב לעמוד בטמפרטורות הגבוהות ביותר ולדח חום קורנטיבי.השכבות האמצעיות מורכבות בידוד (שמיכה אווירול, אחליקה הרגישה, או פולימר מורכב) כדי להפחית את העברת החום הפונקציונלי.

שילוב Cooling

מגן חום עוברי יכול להיות להשלים עם ניהול תרמי פעיל באמצעות קירור מיקרו-ערוצי דקר דחוס לתוך פולימר גמיש או גיליון מתכת להפיץ קריר (מים, אמוניה נוזלית, או נוזל dielectric) כדי למנוע חום מנקודות חמות. כאשר בשילוב עם שכבת חום מוגן חום חיצוני, מיקרו ערוצים יכולים להפחית את עובי הנדרש, משקל נמוך ושיפור מערכות כאלה מפותחים עבור קירור של חלבונים יעיל.

אינטגרציה ארגונומית ומזג אוויר ללא ים

מגן חום שאינו מתאים לגוף יוצר כראוי פערים שבהם חום יכול לחדור או להגביל את התנועה.מעצבים להשתמש בסריקה תלת-ממדית ומודל ליצירת רכיבי מגן חום שמתאימים לאנתרופוסופיה אינדיבידואלית. Seams הם חולשה מסוימת: מפרקים תפרים יכולים ליצור מעגלים קצרים.טכניקות כגון עששת, חיבור תרמי, או שילוב דפוסים גיאומטריים (כמו שחצים) משמשים כדי להצטרף ללא מגבלות חום באופן ישיר, הן לעתים קרובות, כמו מתחמיים שונים.

בדיקות ואתגרי Qualification עבור מגן חום גמיש

בדיקה גמישה של מגבת חום עמידה בדרישות ביצועים היא מורכבת יותר מאשר בדיקות לוחים קשיחים. בדיקות הגנה סטנדרטיות של oxyacetylene to becoto sestorches, מנהרות רוח קשת, או תנורי חימום קורנים על דגימות קופונים שטוח.עבור מגינים גמישים קיימים יש לבדוק את החומרים הקיימים בתצורה של תאורה לא-אדום או bent כדי להעריך כיצד ריפוי משפיע על ביצועים ושלמות מבנית.

יישומים עתידיים ועתידיים בלבושים אוויריים

מגיני חום גמישים כבר מוצגים במספר מערכות בעולם האמיתי.חלת Dragon SpaceX Crew משלבת שכבת חלל חיצונית קלה שנועדה לעמוד בפני הדופק חום קצר יותר, למרות שמגן החום העיקרי הוא על הרכב.תחלודות לחץ גבוה ניסיוני עבור טייסים, כגון אלה שפותחו עבור פרויקט פרנמיטר (Rirgin) משמש גם בדים גמישים כדי להגן מפני חימום אווירודינמיקה במהלך טיסות רגליות ב 90,000 מטרים.

מחקר מתמשך וכיוונים עתידיים

כמה גבולות מחקר מבטיחים לדחוף ביצועים גמישים של מגן חום חומרים חכמים שמשנים את התכונות התרמיות שלהם בתגובה לטמפרטורה - כגון שינוי חומרים (PCMs) מוטבעים בדים - יכול לספוג חום מאוחר במהלך ספייקים טרנספורמטיביים מעל סף מחשבי PCM microcapsulesules יכול להשתלב לתוך משטחים אחרים של סיליקון כי לרכך וספוג אנרגיה, ולאחר מכן לשחרר חום לאט, אשר יכול להשתנות עם חום טבעי סגסוגת, אשר יכול להשתנות עם חום חזק יותר עם חום חזק יותר עם חום חזק יותר עם חום חזק יותר, אשר יכול להיות משולב עם חום חזק יותר כי הוא מסוגל לפתח חום חזק יותר כי הוא מסוגל לפתח תכונות חום חזק יותר כי הוא קומפקטיות חום חזק יותר כי הוא מסוגל לפתח תכונות חום קומפקטיות חום כי הוא מסוגלות חום חזק יותר עם תכונות חום חזק יותר עם חום חזק יותר כי הוא מסוגל לפתח תכונות חום חזק יותר כי הוא חזק של אנרגיה קומפקטיות חום יעיל של אנרגיה קומפקטיות עם תכונות חום קומפקטיות פחמן חד קומפקטיות עם תכונות מוצקה של פחמן חד קומפקטיות של כוח חזק יותר כי הוא מסוגל לפתח נוגדנים יעיל של אנרגיה קומפקטיות כי הוא מסוגל לפתח תכונות חום כי הוא מסוגל לפתח תכונות חום קומפקטיות כי הוא מסוגל לפתח נוגדנים יעיל של פחמן חד

מסקנה

האבולוציה של טכנולוגיות חלל לביש דורשות מגיני חום שאינם יותר חד-צדדיים נוקשים אבל גמישים, מערכות משקל משולבות בהרמוניה לתוך הסביבה של הלובש.באמצעות השילוב הג'ודי של aerogels, קרמיקה גמישה, פולימרים מורכבים וננו-חומרים מתעוררים, מעצבים יכולים להשיג רמות הגנה תרמיות כי מגינים קשיחים מתחרים תוך שמירה על ניידות ואסטרטגיות הנדסיות כגון ארכיטקטורת, כמו חומרים גמישים, כמו חומרים כימיים, כמו חומרים מזינים, כמו חומרים גמישים, כמו חומרים גמישים, כמו גם חומרים חיוניים, חומרים חיוניים, כמו חומרים כימיים, הם עדיין, חומרים חיוניים, כמו חומרים חיוניים, כי הם עדיין לא יעיל.