RU175034U1 - Scheme of a heat-shielding coating of a reusable heat shield of a descent vehicle for returning after a flight to the moon - Google Patents
Scheme of a heat-shielding coating of a reusable heat shield of a descent vehicle for returning after a flight to the moon Download PDFInfo
- Publication number
- RU175034U1 RU175034U1 RU2016150476U RU2016150476U RU175034U1 RU 175034 U1 RU175034 U1 RU 175034U1 RU 2016150476 U RU2016150476 U RU 2016150476U RU 2016150476 U RU2016150476 U RU 2016150476U RU 175034 U1 RU175034 U1 RU 175034U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- layer
- ukkm
- thickness
- layers
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 37
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 101150096674 C20L gene Proteins 0.000 description 1
- 102220543923 Protocadherin-10_F16L_mutation Human genes 0.000 description 1
- 101100445889 Vaccinia virus (strain Copenhagen) F16L gene Proteins 0.000 description 1
- 101100445891 Vaccinia virus (strain Western Reserve) VACWR055 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/52—Protection, safety or emergency devices; Survival aids
- B64G1/58—Thermal protection, e.g. heat shields
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/62—Systems for re-entry into the earth's atmosphere; Retarding or landing devices
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к многоразовым теплозащитным композиционным покрытиям, которые могут быть использованы в космической технике. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является схема теплозащитного покрытия многоразового теплового щита спускаемого космического аппарата, оптимизированная для возвращения аппарата после полета к Луне. Технический результат достигается тем, что схема теплозащитного покрытия многоразового теплового щита спускаемого космического аппарата для возвращения после полета к Луне характеризуется составом из слоев нетканого углеродного каркаса и карбидокремниевой матрицы и относится к покрытиям из существенно анизотропных материалов с разными по уровню физико-механическими и теплофизическими характеристиками как слоев, так и по толщине материала. При этом для возвращения аппарата после полета к Луне покрытие имеет четыре слоя: наружный плотный с остаточной пористостью менее 5% слой углерод-керамического композиционного материала (УККМ) толщиной 2 мм, модифицированный теплостойкими добавками; второй слой из УККМ 30%-ной пористости толщиной 7 мм; третий слой из УККМ 50%-ной пористости толщиной 10 мм и четвертый слой из высокотемпературного волокнистого теплоизолятора марки Saffil (производства компании Дюпон) толщиной 68 мм. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.The utility model relates to reusable heat-shielding composite coatings that can be used in space technology. The technical result of the proposed utility model is a heat-shielding coating scheme for the reusable heat shield of the descent spacecraft, optimized for the return of the spacecraft after the flight to the moon. The technical result is achieved by the fact that the heat-shielding coating scheme of the reusable heat shield of the descent spacecraft for returning after the flight to the Moon is characterized by a composition of layers of a non-woven carbon skeleton and a silicon carbide matrix and relates to coatings of substantially anisotropic materials with different physical, mechanical and thermal characteristics as layers and the thickness of the material. Moreover, to return the spacecraft after a flight to the Moon, the coating has four layers: an outer dense layer with a residual porosity of less than 5% of a carbon-ceramic composite material (UKKM) 2 mm thick modified with heat-resistant additives; the second layer of UKKM 30% porosity with a thickness of 7 mm; the third layer of UKKM 50% porosity with a thickness of 10 mm and the fourth layer of high-temperature fiber heat insulator brand Saffil (manufactured by DuPont) with a thickness of 68 mm. 1 s.p. crystals, 4 ill., 1 tab.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к многоразовым теплозащитным композиционным покрытиям, которые могут быть использованы в космической технике.The utility model relates to reusable heat-shielding composite coatings that can be used in space technology.
Уровень техникиState of the art
Известен патент РФ №164403 (МПК F16L 59/02, В32В 18/00, Опубликовано: 27.08.2016) на авторскую полезную модель «СХЕМА ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ГРАДИЕНТНОГО ПОРИСТОГО УГЛЕРОД-КЕРАМИЧЕСКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА», принятую за ближайший аналог (прототип). Данная схема теплозащитного покрытия характеризуется составом из слоев тканого и нетканого углеродного каркаса и матрицы, содержащей углеродную и карбидокремниевую составляющие, и относится к покрытиям из существенно анизотропных материалов с разными по уровню физико-механическими и теплофизическими характеристиками, как слоев, так и по толщине материала.Known RF patent No. 164403 (IPC F16L 59/02, B32B 18/00, Published: 08/27/2016) for the author's utility model "SCHEME OF HEAT PROTECTIVE COATING BASED ON GRADIENT POROUS CARBON-CERAMIC COMPOSITE MATERIAL" (adopted as the closest). This heat-shielding coating scheme is characterized by the composition of woven and non-woven carbon skeleton layers and a matrix containing carbon and silicon carbide components, and relates to coatings of substantially anisotropic materials with physico-mechanical and thermophysical characteristics of different levels, both layers and material thickness.
Однако данная схема покрытия является излишне усложненной, так как состоит из пяти последовательно расположенных слоев: первый наружный (фронтальный) слой из углерод-керамического композиционного материала (УККМ) на основе тканого углеродного каркаса с остаточной пористостью менее 5% и толщиной от 3 до 5 мм для обеспечения термостойкости и окислительной стойкости, второй слой под первым слоем толщиной не менее 5 мм из углерод-керамического композиционного материала на основе нетканого углеродного каркаса с остаточной пористостью не менее 18%, третий слой под вторым слоем толщиной не менее 5 мм из углерод-керамического композиционного материала на основе нетканого углеродного каркаса с остаточной пористостью не менее 22%, четвертый слой под третьим слоем толщиной не менее 5 мм из углерод-керамического композиционного материала на основе нетканого углеродного каркаса с остаточной пористостью не менее 38%, пятый слой под четвертым слоем толщиной не менее 5 мм из углерод-керамического композиционного материала на основе нетканого углеродного каркаса с остаточной пористостью не менее 48%. Такая сложная структура покрытия приводит к существенному повышению продолжительности и стоимости изготовления.However, this coating scheme is unnecessarily complicated, as it consists of five layers arranged in series: the first outer (front) layer of carbon-ceramic composite material (UKKM) based on a woven carbon frame with a residual porosity of less than 5% and a thickness of 3 to 5 mm to ensure thermal and oxidative stability, the second layer under the first layer of at least 5 mm thick of a carbon-ceramic composite material based on a non-woven carbon frame with a residual porosity of at least e 18%, the third layer under the second layer of at least 5 mm thick of a carbon-ceramic composite material based on a non-woven carbon frame with a residual porosity of at least 22%, the fourth layer under the third layer of at least 5 mm thick of a carbon-ceramic composite material based on a non-woven carbon frame with a residual porosity of at least 38%, the fifth layer under the fourth layer with a thickness of at least 5 mm from a carbon-ceramic composite material based on a non-woven carbon frame with a residual porosity of e less than 48%. Such a complex coating structure leads to a significant increase in the duration and cost of manufacture.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является схема теплозащитного покрытия многоразового теплового щита спускаемого космического аппарата, оптимизированная для возвращения аппарата после полета к Луне.The technical result of the proposed utility model is a heat-shielding coating scheme for the reusable heat shield of the descent spacecraft, optimized for the return of the spacecraft after the flight to the moon.
Технический результат достигается тем, что схема теплозащитного покрытия многоразового теплового щита спускаемого космического аппарата для возвращения после полета к Луне характеризуется составом из слоев нетканого углеродного каркаса и карбидокремниевой матрицы и относится к покрытиям из существенно анизотропных материалов с разными по уровню физико-механическими и теплофизическими характеристиками как слоев, так и по толщине материала. При этом для возвращения аппарата после полета к Луне покрытие имеет четыре слоя: наружный плотный с остаточной пористостью менее 5% слой углерод-керамического композиционного материала (УККМ) толщиной 2 мм, модифицированный теплостойкими добавками (в прототипе: наружный (фронтальный) слой из УККМ на основе тканого углеродного каркаса с остаточной пористостью менее 5% и толщиной от 3 до 5 мм для обеспечения термостойкости и окислительной стойкости); второй слой из УККМ 30%-ной пористости толщиной 7 мм (в прототипе: третий слой толщиной не менее 5 мм из УККМ на основе нетканого углеродного каркаса с остаточной пористостью не менее 22%), третий слой из УККМ 50%-ной пористости толщиной 10 мм (в прототипе: пятый слой толщиной не менее 5 мм из УККМ на основе нетканого углеродного каркаса с остаточной пористостью не менее 48%) и четвертый слой из высокотемпературного волокнистого теплоизолятора марки Saffil (производства компании Дюпон) толщиной 68 мм.The technical result is achieved by the fact that the heat-shielding coating scheme of the reusable heat shield of the descent spacecraft for returning after the flight to the Moon is characterized by a composition of layers of a non-woven carbon skeleton and a silicon carbide matrix and relates to coatings of substantially anisotropic materials with different physical, mechanical and thermal characteristics as layers and the thickness of the material. Moreover, to return the spacecraft after the flight to the Moon, the coating has four layers: an outer dense layer with a residual porosity of less than 5% of a carbon-ceramic composite material (UKKM) 2 mm thick modified with heat-resistant additives (in the prototype: an outer (frontal) layer of UKKM on based on a woven carbon frame with a residual porosity of less than 5% and a thickness of 3 to 5 mm to provide heat and oxidation resistance); the second layer of UKKM 30% porosity of a thickness of 7 mm (in the prototype: the third layer of at least 5 mm thick of UKKM based on a non-woven carbon frame with a residual porosity of at least 22%), the third layer of UKKM 50% porosity with a thickness of 10 mm (in the prototype: a fifth layer of at least 5 mm thick from UKKM on the basis of a non-woven carbon frame with a residual porosity of at least 48%) and a fourth layer of high-temperature fiber insulation Saffil (manufactured by DuPont) with a thickness of 68 mm.
Как и в прототипе, в качестве наполнителя для теплозащитного материала на основе градиентного пористого УККМ могут использоваться углеродные волокна из искусственного целлюлозного волокна, углеродные волокна из ПАН-волокна и углеродные волокна из пека.As in the prototype, carbon fibers from artificial cellulose fibers, carbon fibers from PAN fibers and carbon fibers from pitch can be used as a filler for a heat-protective material based on a gradient porous UKCM.
Перечень чертежейList of drawings
Фиг. 1 - Геометрическая модель элемента представительного объема УККМ, использованная для расчета теплопроводности УККМ с учетом радиационного теплопереноса в материале.FIG. 1 - A geometric model of an element of a representative volume of UKKM, used to calculate the thermal conductivity of UKKM taking into account radiation heat transfer in the material.
Фиг. 2 - Структура ТЗП.FIG. 2 - The structure of the technical specifications.
Фиг. 3 - Плотность теплового потока, действующего на ТЗП при спуске аппарата на Землю после полета к Луне.FIG. 3 - The density of the heat flux acting on the heat-transfer zone during the descent of the vehicle to the Earth after a flight to the moon.
Фиг. 4 - Изменение максимальной (на наружной поверхности ТЗП) и минимальной температуры (на внутренней поверхности ТЗП, лежащей на поверхности силовой конструкции аппарата) от времени при спуске в два этапа аппарата на Землю после полета к Луне.FIG. 4 - Change in the maximum (on the outer surface of the TZP) and the minimum temperature (on the inner surface of the TZP lying on the surface of the power structure of the spacecraft) as a function of time when it descends in two stages of the spacecraft to Earth after flying to the Moon.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Особенностью пористого УККМ является то, что в объеме материала одновременно и взаимосвязанно протекают два процесса теплопереноса - кондуктивный по твердому каркасу и радиационный в пространстве между волокнами. При этом соотношение кондуктивного и радиационного потоков тепла зависит от пористости материала и температуры. Для пористых сред суммарный теплоперенос можно характеризовать эффективным коэффициентом теплопроводности, который представляет собой отношение плотности суммарного кондуктивного и радиационного потоков тепла, проходящего через пористую среду, к локальному градиенту температуры. Для проведения данного расчета была выбрана геометрическая модель представительного элемента объема размером 100×50×50 мкм (фиг. 1). Модель пористого УККМ была помещена между пластинами. Тепловой контакт пластин с волокнами пористого материала считался идеальным. Представительный элемент объема был окружен оболочкой нулевой толщины, которая исполняла роль зеркала, ее коэффициент отражения задан равным 1. Поверхности волокон и внешних обкладок принимались серыми, диффузно отражающими и их степень черноты принята 0,8. Далее, на базе доработанной таким образом геометрической модели, была построена конечно-элементная модель для компьютерного моделирования температурных полей по толщине представительного элемента объема. В результате моделирования процесса теплопереноса определялось значение суммарного потока тепла, прошедшего и через пористый материал, и через обкладки. Теплопроводность представительного элемента объема системы «представительный элемент объема-обкладки» вычисляется как сумма термических сопротивлений участка тепловой цепи постоянного сечения:A feature of the porous UKKM is that two processes of heat transfer simultaneously and interconnected in the bulk of the material proceed - conductive along the solid skeleton and radiation in the space between the fibers. The ratio of conductive and radiation heat fluxes depends on the porosity of the material and temperature. For porous media, the total heat transfer can be characterized by an effective coefficient of thermal conductivity, which is the ratio of the density of the total conductive and radiation heat flux passing through the porous medium to the local temperature gradient. To carry out this calculation, a geometric model of a representative volume element with a size of 100 × 50 × 50 μm was chosen (Fig. 1). A porous UKKM model was placed between the plates. The thermal contact of the plates with the fibers of the porous material was considered ideal. A representative element of the volume was surrounded by a shell of zero thickness, which played the role of a mirror, its reflection coefficient was set to 1. The surfaces of the fibers and outer linings were taken gray, diffusely reflecting and their degree of blackness was adopted 0.8. Further, on the basis of the geometric model thus refined, a finite element model was constructed for computer simulation of temperature fields by the thickness of the representative volume element. As a result of modeling the heat transfer process, the value of the total heat flux passing through both the porous material and through the plates was determined. The thermal conductivity of the representative element of the volume of the system "representative element of the volume-lining" is calculated as the sum of the thermal resistances of a portion of a thermal circuit of constant cross section:
где - суммарная толщина и толщина отдельных участков геометрической модели соответственно, , а λ, λ1, λ2, λ3 - коэффициент теплопроводности всей модели и коэффициент теплопроводности ее отдельных частей соответственно, λ1=λ3=λ*. Тогда теплопроводность представительного элемента объема λ2 вычисляется как:Where - the total thickness and thickness of individual sections of the geometric model, respectively, , and λ, λ 1 , λ 2 , λ 3 - the coefficient of thermal conductivity of the entire model and the coefficient of thermal conductivity of its individual parts, respectively, λ 1 = λ 3 = λ * . Then the thermal conductivity of the representative element of volume λ 2 is calculated as:
Был использован вариант тепловых нагрузок на ТЗП для спуска на Землю после возвращения аппарата от Луны в два этапа (взято из Chen Y.K., Milos F.S. Multidimensional Effects on Heatshield Thermal Response for the Orion Crew Module // AIAA 2007-4397. 2007,15 p.), представленный на фиг. 3. Во время первого этапа аппарат достигает плотных слоев атмосферы, где снижает свою скорость, а максимальная плотность теплового потока достигает 370 Вт/см2. Затем аппарат на некоторое время, порядка 1000 с, выходит из плотных слоев атмосферы обратно в космос, после чего совершает повторный вход в атмосферу. Так как во время второго этапа аппарат движется с гораздо меньшей скоростью, максимальная плотность теплового потока на поверхности ТЗП на втором этапе составляет приблизительно 100 Вт/см2. При моделировании считалось, что после завершения спуска ТЗП остывает в течение 5000 с.The variant of thermal loads on the thermal current transformer was used to launch it to Earth after the spacecraft returned from the moon in two stages (taken from Chen YK, Milos FS Multidimensional Effects on Heatshield Thermal Response for the Orion Crew Module // AIAA 2007-4397. 2007.15 p. ) shown in FIG. 3. During the first stage, the apparatus reaches dense layers of the atmosphere, where it decreases its speed, and the maximum heat flux density reaches 370 W / cm 2 . Then the device for some time, about 1000 s, leaves the dense layers of the atmosphere back into space, and then makes a re-entry into the atmosphere. Since the apparatus moves at a much lower speed during the second stage, the maximum heat flux density on the surface of the heat-condensing element in the second stage is approximately 100 W / cm 2 . In the simulation, it was believed that after the descent was completed, the thermal current transformer cools down for 5000 s.
Для теплового проектирования использовалась модель многослойного ТЗП. Тепловая нагрузка на участке спуска подводилась к фронтальной поверхности. Учитывался радиационный отвод тепла от фронтальной поверхности ТЗП в окружающее пространство.For thermal design, a multilayer TZP model was used. The thermal load in the descent section was brought to the frontal surface. The radiation heat removal from the front surface of the heat-condensing element into the surrounding space was taken into account.
Моделировалась следующая конструкция ТЗП. Наружным слоем ТЗП являлся слой УККМ толщиной 2 мм с остаточной пористостью (П) менее 5%, роль которого состоит в обеспечении окислительной и эрозионной защиты внутренних пористых слоев. За ним располагаются слои УККМ разной пористости. За последним из слоев УККМ размещается слой высокотемпературного теплоизоляционного материала марки Saffil (производства компании Дюпон, США), который располагается на силовой конструкции спускаемого аппарата (СА). Силовая конструкция СА в компьютерном моделировании представляла собой слой алюминиевого сплава Д16 толщиной 2,5 мм. На фиг. 2 номерами отмечены: 1 - плотный УККМ с остаточной пористостью менее 5%, 2 - второй слой пористого УККМ (П=30%), 3 - третий слой пористого УККМ (П=50%), 4 - волокнистый теплоизолятор типа Saffil, 5 - алюминиевый сплав Д16.The following TZP design was simulated. The outer layer of TZP was a layer of
Целью теплового проектирования было определение толщин слоев пористого УККМ и материала Saffil, обеспечивающих защиту силовой конструкции от перегрева. Максимальная допустимая температура конструкции алюминиевого сплава Д16 задавалась равной 165°С. Температура УККМ не должна превышать 2000°С. Критерием оптимизации являлась минимальная погонная масса ТЗП.The purpose of thermal design was to determine the thicknesses of the layers of the porous UKKM and Saffil material, which protect the power structure from overheating. The maximum permissible design temperature of the aluminum alloy D16 was set equal to 165 ° C. UKKM temperature should not exceed 2000 ° С. The criterion for optimization was the minimum linear mass of the heat-transfer unit.
Анализ показал, что при таком высоком уровне тепловых нагрузок (фиг. 3) на поверхность ТЗП рациональным является ее построение с применением УККМ с различной пористостью. В области температур более 1800°С УККМ с пористостью 30% обладает наименьшей эффективной теплопроводностью, а при температуре ниже 1800°С минимальный эффективный коэффициент теплопроводности достигается УККМ с пористостью 50%. Выбранные в результате моделирования толщины слоев ТЗП представлены в таблице.The analysis showed that at such a high level of thermal loads (Fig. 3) on the surface of the TZP, it is rational to construct it using UKKM with different porosity. In the temperature range of more than 1800 ° C UKKM with porosity of 30% has the lowest effective thermal conductivity, and at temperatures below 1800 ° C the minimum effective coefficient of thermal conductivity is achieved by UKKM with porosity of 50%. The thicknesses of TZP layers selected as a result of modeling are presented in the table.
Анализ температурного состояния ТЗП показывает, что его поверхность нагревается максимум до 2572°С (см. графики фиг. 4: верхний график - максимальной температуры наружного слоя ТЗП, нижний график - минимальной температуры на поверхности силовой конструкции СА), что превосходит допустимую рабочую температуру УККМ из карбида кремния. Таким образом, многократное использование такого типа ТЗП без теплостойких добавок невозможно и необходима модификация плотного поверхностного защитного слоя ТЗП теплостойкими добавками, например, за счет введения в этот слой соединений тугоплавких металлов.An analysis of the temperature state of the thermal current transformer indicates that its surface heats up to a maximum of 2572 ° C (see the graphs of Fig. 4: the upper graph shows the maximum temperature of the outer layer of the thermal resistor, the lower graph shows the minimum temperature on the surface of the power structure CA), which exceeds the permissible operating temperature of the UKKM made of silicon carbide. Thus, the repeated use of this type of TZP without heat-resistant additives is impossible and it is necessary to modify the dense surface protective layer of TZP with heat-resistant additives, for example, by introducing refractory metal compounds into this layer.
Предлагаемая полезная модель создана и апробирована в ходе работ в рамках соглашения о предоставлении субсидии 14.577.21.0099 между Министерством образования и науки Российской Федерации и МГТУ им. Н.Э. Баумана.The proposed utility model was created and tested during the work under the agreement on the provision of subsidies 14.577.21.0099 between the Ministry of Education and Science of the Russian Federation and MSTU. N.E. Bauman.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150476U RU175034U1 (en) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Scheme of a heat-shielding coating of a reusable heat shield of a descent vehicle for returning after a flight to the moon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150476U RU175034U1 (en) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Scheme of a heat-shielding coating of a reusable heat shield of a descent vehicle for returning after a flight to the moon |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU175034U1 true RU175034U1 (en) | 2017-11-16 |
Family
ID=60328854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150476U RU175034U1 (en) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Scheme of a heat-shielding coating of a reusable heat shield of a descent vehicle for returning after a flight to the moon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU175034U1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5041321A (en) * | 1984-11-02 | 1991-08-20 | The Boeing Company | Fiberformed ceramic insulation and method |
| US5242723A (en) * | 1988-08-19 | 1993-09-07 | Osaka Gas Company, Ltd. | Formed thermal insulator and process for preparation of same |
| RU2119872C1 (en) * | 1993-02-17 | 1998-10-10 | Сосьете Оропеен де Пропюльсьон | Method for manufacture of part from composite material and method for manufacture of sandwich-type panel from composite material |
| RU2293718C2 (en) * | 2001-01-10 | 2007-02-20 | Олбэни Интернэшнл Текниуив, Инк. | Thermal-protective system with the variable density of the fibers |
| RU164403U1 (en) * | 2015-12-30 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | SCHEME OF HEAT PROTECTIVE COATING BASED ON GRADIENT POROUS CARBON-CERAMIC COMPOSITE MATERIAL |
-
2016
- 2016-12-21 RU RU2016150476U patent/RU175034U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5041321A (en) * | 1984-11-02 | 1991-08-20 | The Boeing Company | Fiberformed ceramic insulation and method |
| US5242723A (en) * | 1988-08-19 | 1993-09-07 | Osaka Gas Company, Ltd. | Formed thermal insulator and process for preparation of same |
| RU2119872C1 (en) * | 1993-02-17 | 1998-10-10 | Сосьете Оропеен де Пропюльсьон | Method for manufacture of part from composite material and method for manufacture of sandwich-type panel from composite material |
| RU2293718C2 (en) * | 2001-01-10 | 2007-02-20 | Олбэни Интернэшнл Текниуив, Инк. | Thermal-protective system with the variable density of the fibers |
| RU164403U1 (en) * | 2015-12-30 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | SCHEME OF HEAT PROTECTIVE COATING BASED ON GRADIENT POROUS CARBON-CERAMIC COMPOSITE MATERIAL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Purwar et al. | Thermo‐structural design of ZrB2–SiC‐based thermal protection system for hypersonic space vehicles | |
| Ji et al. | Investigation on thermal performance of high temperature multilayer insulations for hypersonic vehicles under aerodynamic heating condition | |
| Lee et al. | Thermal response of carbon fiber epoxy laminates with metallic and nonmetallic protection layers to simulated lightning currents | |
| Le et al. | Insulation system using high-temperature fibrous insulation materials | |
| Cheng et al. | A combined experimental-numerical method to evaluate powder thermal properties in laser powder bed fusion | |
| Steeves et al. | Feasibility of metallic structural heat pipes as sharp leading edges for hypersonic vehicles | |
| Lamarre et al. | Performance analysis and modeling of thermally sprayed resistive heaters | |
| Tang et al. | The effect of pressure on thermal contact conductance of superalloys under high temperature | |
| Kumar et al. | Design of thermal protection system for reusable hypersonic vehicle using inverse approach | |
| RU173721U1 (en) | Scheme of a heat-shielding coating of a reusable heat shield of a descent vehicle for returning from a low Earth orbit | |
| Albano et al. | Carbon/carbon high thickness shell for advanced space vehicles | |
| Jazi et al. | Spray-formed, metal-foam heat exchangers for high temperature applications | |
| Zhang et al. | Preliminary study on the thermal insulation of a multilayer passive thermal protection system with carbon-phenolic composites in a combustion chamber | |
| Fletcher | Review of thermal control materials for metallic junctions | |
| RU175034U1 (en) | Scheme of a heat-shielding coating of a reusable heat shield of a descent vehicle for returning after a flight to the moon | |
| Mohammadiun | Time-dependent heat flux estimation in multi-layer systems by inverse method | |
| Zheng et al. | Experimental and numerical study on heat transfer characteristics of metallic honeycomb core structure in transient thermal shock environments | |
| Konka et al. | Heat insulation analysis of an aluminum honeycomb sandwich structure | |
| Alva et al. | Experimental study of thermo-mechanical behavior of SiC composite tubing under high temperature gradient using solid surrogate | |
| Cao et al. | Characterization of size effect of natural convection in melting process of phase change material in square cavity | |
| Maiorova et al. | Optimal thermal design of a multishield thermal protection system of reusable space vehicles | |
| Winterton | Early study of heat transfer: Newton and Fourier | |
| RU164403U1 (en) | SCHEME OF HEAT PROTECTIVE COATING BASED ON GRADIENT POROUS CARBON-CERAMIC COMPOSITE MATERIAL | |
| Sepka et al. | Testing of candidate rigid heat shield materials at LHMEL for the entry, descent, and landing technology development project | |
| Dukhan et al. | Experimental heat transfer coefficients from ice-roughened surfaces for aircraft deicing design |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20190225 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191222 |