سیاهچاله
عضو جدید
کاشی های عایق برای سفینه های فضاییبا حرکت وسیله پرنده در سرعت های بالا در جو پوسته متحمل شدید ترین شارهای حرارتی می شود که حاصل گرم شدن ایروترمودینامیکی همه ی سطوح بیرونی با دمایی نزدیک به دمای سطح خورشید است بنابراین برای جلوگیری از اسیب دیدن سازه و دیگر سامانه های پروازی به یک سازو کار حفاظت حرارتی نیازمندیم.
در هنگام طراحی و ساخت شاتل فضایی ناسا توسعه ی قابل توجهی در مواد عایق حرارتی صورت گرفت.با ورود شاتل به جو دمای ان به 1260 درجه سانتیگراد می رسد .در محل های که به این دما می رسد باید از کاشی های سرامیکی استفاده کرد دما در نوک دماغه و ایر فویل از این هم بالاتر می رود که در این نواحی باید از کامپوزیت های گرافیتی استفاده شود .سازو کار حفاظت های حرارتی مورد استفاده در شاتل های فضایی برای چندین بار (تا 100بار)استفاده طراحی شده اند و سازه ی الومینیمی فضاپیما را از حرارتی معادل چندین برابر نقطه ی ذوب سازه محافظت می کنند. این مواد از نوع بازتابنده محسوب می شوند .این مواد علاوه بر انکه حفاظت حرارتی سازه را به عهده دارند به عنوان یک عایق صوتی جهت ممانعت از انتقال ارتعاشات صوتی حاصل از سرعت های بالا به سازه های درونی نیز عمل می کنند و شکل ایرو دینامیکی مدار پیما را به وجود می اورند .
در هنگام ورود سفینه فضایی به جو زمین کامپوزیت های کربنی اکسید می شوند حال انکه کاشی های سرامیکی فقط افزایش دما پیدا می کند و هرگز اتلاف دما در ان دیده نمیشود .
در هنگام طراحی و ساخت شاتل فضایی ناسا توسعه ی قابل توجهی در مواد عایق حرارتی صورت گرفت.با ورود شاتل به جو دمای ان به 1260 درجه سانتیگراد می رسد .در محل های که به این دما می رسد باید از کاشی های سرامیکی استفاده کرد دما در نوک دماغه و ایر فویل از این هم بالاتر می رود که در این نواحی باید از کامپوزیت های گرافیتی استفاده شود .سازو کار حفاظت های حرارتی مورد استفاده در شاتل های فضایی برای چندین بار (تا 100بار)استفاده طراحی شده اند و سازه ی الومینیمی فضاپیما را از حرارتی معادل چندین برابر نقطه ی ذوب سازه محافظت می کنند. این مواد از نوع بازتابنده محسوب می شوند .این مواد علاوه بر انکه حفاظت حرارتی سازه را به عهده دارند به عنوان یک عایق صوتی جهت ممانعت از انتقال ارتعاشات صوتی حاصل از سرعت های بالا به سازه های درونی نیز عمل می کنند و شکل ایرو دینامیکی مدار پیما را به وجود می اورند .
در هنگام ورود سفینه فضایی به جو زمین کامپوزیت های کربنی اکسید می شوند حال انکه کاشی های سرامیکی فقط افزایش دما پیدا می کند و هرگز اتلاف دما در ان دیده نمیشود .
انواع مواد عایق برای سفینه های فضایی
ماده اصلی مورد استفاده در عایق های فضایی الیاف شیشه ای بسیار ریزی هستند که درصد بالای از ان را سیلیس تشکیل داده است.اجزاساز وکارهای حفاظت حرارتی بازتابنده شامل موارد زیر است :
1ـ کربن تقویت شده با کربن که برای تحمل دماهای بالاتر از 2300 درجه فارنهایت طراحی شده است .
2ـ کاشی های عایق دما بالای چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر 2300 درجه فارنهایت طراحی می شوند
3ـ کاشی های عایق دیر گداز کامپوزیت های رشته ای
4ـ کاشی های عایق دما پایین چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر 1200 درجه فارنهایت استفاده میشود
5ـ عایق پیشرفته انعطاف پذیر چند بار مصرف سطحی طراحی شده برای دمای زیر 1200 درجه فارنهایت
6ـ عایق بندی با استفاده از نومکس روکش شده چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر 700 درجه فارنهایت مصرف میشود
7ـمواد اضافی که به صورت فلز و شیشه استفاده می شود
1ـ کربن تقویت شده با کربن که برای تحمل دماهای بالاتر از 2300 درجه فارنهایت طراحی شده است .
2ـ کاشی های عایق دما بالای چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر 2300 درجه فارنهایت طراحی می شوند
3ـ کاشی های عایق دیر گداز کامپوزیت های رشته ای
4ـ کاشی های عایق دما پایین چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر 1200 درجه فارنهایت استفاده میشود
5ـ عایق پیشرفته انعطاف پذیر چند بار مصرف سطحی طراحی شده برای دمای زیر 1200 درجه فارنهایت
6ـ عایق بندی با استفاده از نومکس روکش شده چند بار مصرف سطحی که برای دمای زیر 700 درجه فارنهایت مصرف میشود
7ـمواد اضافی که به صورت فلز و شیشه استفاده می شود
سازو کار های حفاظت حرارتی شاتل
این سازو کار سازو کاریست غیر فعال و شامل موادی است که برای پایداری در مقابل دماهای بالا انتخاب شده اند . در هر یک از بخش های شاتل به تناسب یکی از عایق ها استفاده شده اند.پیش تر به گستره ی تحمل دمایی انها اشاره شد .فهرست این مواد عبارتند از :
1ـ (ار سی سی )یا کربن تقویت شده با کربن
2ـ (اچ ار سی ای )یا کاشی های عایق سیاه رنگ چند بار مصرف
3ـ (اف ار سی ای )یا کاشی های سیاه رنگی که به نام (عایق دیر گداز کامپوزیت رشته ای )معروفند
4ـ (ال ار سی ای )یا کاشی های عایق سفید رنگ دما پایین که دارای پوشش سفید رنگی برای بهبود ویژگی های حرارتی پوسته در مدار می باشند
5ـ (ای اف ار اس ای) که پس از پرواز شاتل کلمبیا به عنوان عایق پیشرفته ی انعطاف پذیر چند بار مصرف تولید شد . این ساختار شامل عایق های پارچه ای ضربه گیری هستند که بین دو لایه پارچه ی سفید و بافتنی به هم دوخته شده قرار گرفته اند تا یک پوشش پتو مانند را به وجود اورند در این عایق به جای نمد نومکس از نمد سلیکا استفاده شد این امر دوام و پایداری حرارتی ان را تا دو برابر افزایش داد. این عایق به دلیل مزایای فراوان به صورت وسیعی جایگزین (ال ار اس ای )شد
6ـ روکش های پتو مانند سفید ساخته از نومکس که به عنوان عایق های نمدی چند بار مصرف استفاده میشوند
هر کاشی که بر روی سازو کار های حفاظت حرارتی شاتل فضایی نصب میشود کد شناسایی ویژه ای دارد که به رنگ زرد کمرنگ روی ان نوشته شده است این رنگ تحت نام تجاری اسپیر کس ساخته می شود و حین ورود به جو از بین نمی رود این کد سابقه کاشی را در بردارد و بررسی و پیگیری هر گونه مشکل احتمالی را اسان می سازد
در زدن نقش پرچم ها و حروف روی فضاپیما از سیلیکون ویژه ای با نام (دی او دبلیو کورنینگ 3140)استفاده می شود که با افزودن رنگدانه به ان رنگی می گردد. این رنگ از نظر ساختار مانند رنگی است که برای موتور اتومبیل به کار می رود و در دمایی بین 800 تا 1000 درجه فارنهایت از بین می رود.
منبع :ماهنامه هوافضا نوشته امیر فرهاد زاده
1ـ (ار سی سی )یا کربن تقویت شده با کربن
2ـ (اچ ار سی ای )یا کاشی های عایق سیاه رنگ چند بار مصرف
3ـ (اف ار سی ای )یا کاشی های سیاه رنگی که به نام (عایق دیر گداز کامپوزیت رشته ای )معروفند
4ـ (ال ار سی ای )یا کاشی های عایق سفید رنگ دما پایین که دارای پوشش سفید رنگی برای بهبود ویژگی های حرارتی پوسته در مدار می باشند
5ـ (ای اف ار اس ای) که پس از پرواز شاتل کلمبیا به عنوان عایق پیشرفته ی انعطاف پذیر چند بار مصرف تولید شد . این ساختار شامل عایق های پارچه ای ضربه گیری هستند که بین دو لایه پارچه ی سفید و بافتنی به هم دوخته شده قرار گرفته اند تا یک پوشش پتو مانند را به وجود اورند در این عایق به جای نمد نومکس از نمد سلیکا استفاده شد این امر دوام و پایداری حرارتی ان را تا دو برابر افزایش داد. این عایق به دلیل مزایای فراوان به صورت وسیعی جایگزین (ال ار اس ای )شد
6ـ روکش های پتو مانند سفید ساخته از نومکس که به عنوان عایق های نمدی چند بار مصرف استفاده میشوند
هر کاشی که بر روی سازو کار های حفاظت حرارتی شاتل فضایی نصب میشود کد شناسایی ویژه ای دارد که به رنگ زرد کمرنگ روی ان نوشته شده است این رنگ تحت نام تجاری اسپیر کس ساخته می شود و حین ورود به جو از بین نمی رود این کد سابقه کاشی را در بردارد و بررسی و پیگیری هر گونه مشکل احتمالی را اسان می سازد
در زدن نقش پرچم ها و حروف روی فضاپیما از سیلیکون ویژه ای با نام (دی او دبلیو کورنینگ 3140)استفاده می شود که با افزودن رنگدانه به ان رنگی می گردد. این رنگ از نظر ساختار مانند رنگی است که برای موتور اتومبیل به کار می رود و در دمایی بین 800 تا 1000 درجه فارنهایت از بین می رود.
منبع :ماهنامه هوافضا نوشته امیر فرهاد زاده
