Havacılık inovasyonunun hızlanması, insan uzayı ve yüksek çözünürlük havacılığı için operasyonel zarfı genişletmiştir, araçların kendileri kadar sofistike olan kişisel koruyucu ekipman talep etmektedir.Gelecek nesil astronot takımlarının ve uçuş ekibi dişlilerinin en kritik bileşenleri arasında ısı kalkanı - aşırı ısı koruyucuları korumak için tasarlanmış bariyer, yüksek ısı koruyucuları korumak için geliştirilmiş olan çözümleri korumak için tasarlanmıştır.Bu, sert, ağır ve betonlu bir tasarım için uygun olan fiziksel donanımları ve kolaylaştırıcı sistemler için uygun şekilde tasarlanmıştır.

Uygun Uzaylı Gearlite ve Işıklandırması için Eleştirel İhtiyacı

Uygun havacılık sistemleri – ekstraküler aktivite (EVA) takım, yüksek çözünürlükte basınç aracı pilotlar için uygundur ve acil durum birbirine benzeyen kaçışlar - kullanıcıyı kısıtlama olmaksızın yoğun ısı kaynaklarından korumayı ve sıkı ısı koruyucularından uzaklaştırmayı sağlar.

Kilo eşit derecede kritiktir. Bir uzay çantasına ek olarak, başlangıç maliyetlerini azaltır ve aşınmacının çevikliğini azaltır. yüksek büyüklükte veya sıfır büyüklükte ortamlarda, ağır bir takım yeni malzemeler ve kompozit mimarilere yol açabilir.

Esnek Termal Koruma için Malzeme Yeniliği

Şu anda tek bir malzeme esnekliği, düşük ağırlık ve yüksek sıcaklık direnci için tüm gereksinimleri karşılamaz. Bunun yerine, mühendisler tabakalı veya karma konfigürasyonlarda birden fazla materyali birleştirir. Aşağıdaki materyal sınıflar bir sonraki nesil giyilebilir ısı kalkanları için lider adayları temsil eder.

Aerogel-Based Composites

Aerogels, en termal olarak bilinen katı malzemeler arasında, termal iletkenliklerle 0.015 W /m·K. ultra gözenekli yapısı (yaklaşık% 99,8 hava ile karşılaştırılabilir), ancak, saf aerogels, giyilebilir özellikleri giyebilirken, yüksek çözünürlükte bulunan ve polimerlerin esnek fiber matiğe girmesine izin verir.

Esnek Seramik Kumaş Kumaşları

Metalik elyaflar, alüminyum ve endüstriyel termal süpürgeler gibi metal elyaflar, yüksek çözünürlükte seramik elyafları birleştiren, yüksek çözünürlükte beton kaplamaları içeren daha yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan beton kaplamalar ile daha yüksek performanslar oluşturabilir.PBO veya Kevlar) Daha önce ısıtılır ve ısıtılabilir ısıtılır.

Yüksek hacimli Fibers ile polimer Matrix Composites

Bir başka yaklaşım, yüksek sıcaklık fiberleri ile takviye edilen esnek bir polimer matrisi kullanır, çünkü onlar geniş bir sıcaklık aralığı (-50°C'ye +250°C'ye kadar esnek kalır ve oxidasyona direnmek için formüle edilebilir. Fibers aktarma gücü ve termal direncini artırırken, ısı iletkenliği sıcak noktalardan uzak ısı iletkenliği artırırlar ve ısı direncini arttırırlar.

Nanomalzemeler ve Karbon bazlı Çözümleri

Karbon nanotüpleri (CNTs) ve grafikene, CNTs’ten yapılan olağanüstü termal iletkenliklerine dikkat çektiler, “buckypaper” olarak adlandırılan, polimer matriklere entegre edildiğinde, yüksek sıcaklıklara dayanıklı ortamlardan daha yüksek ısıtılabilir ısıtılabilir.

Mühendislik Tasarım Stratejileri, Giyilebilir Heat Shields için

Malzeme seçimi tek başına yetersizdir. Isı kalkanının, giyilebilir platformda entegre bir sistem olarak tasarımı gerçek dünya etkinliğini belirler. Aşağıdaki stratejiler esnekliği ve düşük ağırlığı korurken gerekli termal performansı elde etmek için geliştirilmektedir.

Çok Boyutlu Mimari

En çok giyilebilir ısı kalkanları, belirli bir amaç için hizmet eden her katmanla bir tabaka çalıştırılır. Dış katman - bir seramik kumaş veya yansıtıcı kaplama - en yüksek sıcaklıklara dayanıp radiative ısıyı reddetmektedir. Orta tabakalar yalıtımdan oluşur (aerogel battaniye, silik hissettim veya polimer kompozit) iletken ısı transferini azaltmak için kullanılır. İç tabakalar rahatlık sağlar, nemleri azaltır ve nefes almayı sağlar.

Mikro Kanal Soğutma Entegrasyonu

Pasif ısı kalkanı, mikro kanal soğutma yoluyla aktif ısı yönetimi ile takviye edilebilir. İnce kanallar esnek bir polimer veya metal levha bir sonraki nesil uzay soğutma kıyafetleri için geliştirilebilir.Saçlı ısı pompası ve pompalar ile birlikte, uzayda veya yüksek çözünürlükte güvenilir bir şekilde çalıştırılabilir. Araştırmalar 10 kW / 10 kW daha soğuk hava soğutma kontraksiyonu için geliştirilmiştir.

Ergonomik Konformability ve Problemleri

Vücutta düzgün bir şekilde sığmayan bir ısı kalkanı, ısının nüfuz edebileceği veya kısıtladığı boşluklar yaratır. Tasarımcılar 3D tarama ve bireysel antropometri ile eşleşen ısı kalkan bileşenleri oluşturmak için modelleme yapılır.Denizler genellikle özel bir zayıftır: dikilen eklemler aynı ekseç noktaları basınçlı yıkamak gibi şekillendirebilir ve geometrik desenleri (örneğin shingles) genel olarak sertliği artırmak için kullanılır.

Esnek Heat Shields için Test ve Kazanılan Zorluklar

Esnek bir ısı kalkanının performans gereksinimleriyle karşılaştırıldığında, katı hava kirliliğinin performans ve yapısal bütünlüğü nasıl etkilediğine dair zararlı yapılandırma yöntemlerin test edilmesi gerekir.Seksperformel ısıtılması, veya radiant ısıtıcıları düzelmeler için, malzeme hem düz hem de iyileştirici yapılandırmalar için test edilmelidir.

Havacılıkta Mevcut ve Future Uygulamaları

Esnek ısı kalkanları zaten birkaç gerçek dünya sisteminde tanıtıldı. SpaceX Crew Dragon suit, 70.000 feet'te sert bir şekilde ısıtıcı uçuşlara karşı korumak için tasarlanmış hafif bir dış katmanı içeriyor.Instepences ısı kalkanları, araçta deneysel yüksek çözünürlükte basınç takımlarından, Perlan Projesi için geliştirilmiş olan, güneş ışığı altında bulunan ısıtıcı uçuşları içeren esnek seramik kumaşları da dahil ediyor.

Devam Eden Araştırma ve Gelecek Yolları

Esnek ısı kalkanı performansı daha da zorlamaya söz veriyor. Sıcaklıklara tepki olarak ısıtılan Akıllı malzemeler - bu tür faz değişiklikleri malzemeleri (PCMs) kumaşlarda yer alan faz ısıtılır - kompakt bir devletten genişleyen yüksek ısı koruyucuları kullanarak, yüksek çözünürlükte ısıtılabilir ısıtılabilir ısıtılabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Giyimli havacılık teknolojilerinin evrimi, daha sert monoliths olmayan ısı koruma seviyelerini talep ediyor, ancak esnek, hafif sistemler, giyilebilir mimarilerin, mikro kanalların ve ergonomik entegrasyonun temelleri gibi, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte olan, yüksek çözünürlükte bulunan bir alan için, yüksek çözünürlükte bulunan bir alan için, yüksek çözünürlükte bulunan ve ergonomik olan bir şekilde, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte bulunan bir alan için, yüksek çözünürlükte bulunan ve hızlı bir şekilde performansa sahip olan fiziksel olarak, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan bir şekilde performansa sahip olmak için, yüksek çözünürlükte.