Termiskt skydd är ett sätt att skydda systemen och enheterna i nedstigningsfordonet , raketstridsspetsar och väggarna i LRE- förbränningskammaren från exponering för extrema temperaturer.
År 1947 skapade Mstislav Keldysh en unik experimentell gasdynamisk bas vid NII-1 , där unika elektriska ljusbågsgasvärmare används för att testa material för termiskt skydd. För att lansera ballistiska missiler var det nödvändigt att lösa frågorna om termiskt skydd av missilstridsspetsarna. Studierna som utfördes vid NII-1 visade att "avtrubbningen" av konens tå i hög grad förenklar villkoren för passage av huvuddelen av en interkontinental ballistisk missil genom täta lager av atmosfären [1] .
Att lösa problem relaterade till det termiska skyddet av nedstigningsfordonet var också en av de viktigaste uppgifterna för sovjetiska rymdspecialister. Det var tack vare de tester som genomfördes inom ramen för NII-1 som de optimala lösningarna på de viktigaste och mest komplexa frågorna valdes [2] .
Från september 1957 till januari 1958, inom ramen för OKB-1 , genomfördes studier relaterade till bedömning av externa värmeflöden, yttre yttemperaturer och termiska skyddsmassor för olika system av satelliter som går ner från omloppsbana i ett brett spektrum av aerodynamiska kvalitetsvärden. Uppvärmningen av termiskt skydd bestämdes med numeriska metoder. Efter antagandet av konceptet ballistisk nedstigning antogs den sfäriska formen på nedstigningsfordonet, där det fanns pålitliga och stabila aerodynamiska egenskaper i alla områden av attackvinklar och vid alla hastigheter. Man drog slutsatsen att termiskt skydd bör ha massor i intervallet 1300 till 1500 kg.
Nedstigningsfordonets kaross täcktes med termiskt skydd med variabel tjocklek. Den nådde sina maximala värden på 0,18 meter i den främre delen, och minimivärdena i den bakre delen - 0,03 meter [3] .
Termiskt skydd av nedstigningsfordonet (SA) är utformat för att skydda mot aerodynamisk uppvärmning vid rörelse i täta lager av atmosfären, samt för att ge bekväma förhållanden för besättningen i nedstigningsfordonet.
Typen av termiskt skydd, sammansättningen av värmeavskärmande material beror på hastigheten och ballistiska egenskaperna hos DV:s inträde i atmosfären, såväl som på dess aerodynamiska form och massa. [fyra]
Termiskt skydd kan vara passivt, strålningsskydd, aktivt och blandat.
Med passivt termiskt skydd uppfattas effekten av värmeflöde med ett speciellt utformat yttre skal eller med hjälp av speciella beläggningar applicerade på huvudstrukturen. [5] Ett exempel på passivt termiskt skydd är termiskt skydd av rymdfärjor . Värmebeständiga värmeavskärmande plattor används som en speciell beläggning för skrovet på en återanvändbar transportfarkost (MTKK), som rymdfärjan eller Buran . Plattor har olika storlekar och olika värmeavskärmande beläggning. Hela ytan av den aktuella apparaten är uppdelad enligt temperaturnivån i fyra zoner, som var och en använder sin egen beläggning. [6]
Strålningstermiskt skydd används för att skydda konstruktionselement som är belägna i områden med relativt låga värmeflöden. Värme avlägsnas genom strålning in i det omgivande utrymmet. [fyra]
Aktivt termiskt skydd kännetecknas av närvaron av ett kylsystem i dess sammansättning. En variant på aktivt termiskt skydd är den ofta använda ablativa kylningen . [4] Enligt denna metod är den skyddade strukturen täckt med ett lager av speciellt material, varav en del, under inverkan av ett värmeflöde, kan förstöras som ett resultat av smältning , avdunstning , sublimeringsprocesser . Ett exempel på kollapsande värmeavskärmande beläggningar är glasförstärkta plaster och andra plaster baserade på organiska och organiska kiselbindemedel. [5]
Ablativ beläggning används också för att skydda förbränningskammaren och munstycket på raketmotorer med flytande drivmedel från överhettning. [6]