Protecția termică este un mijloc de a proteja sistemele și ansamblurile vehiculului de coborâre , focoasele de rachetă și pereții camerei de ardere LRE de expunerea la temperaturi extreme.
În 1947, Mstislav Keldysh a creat o bază experimentală gaz-dinamică unică la NII-1 , în care sunt folosite încălzitoare unice de gaz cu arc electric pentru a testa materialele pentru protecție termică. Pentru a lansa rachete balistice, a fost necesar să se rezolve problemele de protecție termică a focoaselor de rachete. Studiile efectuate la NII-1 au arătat că „tocirea” degetului de la picior al conului simplifică foarte mult condițiile de trecere a părții capului unei rachete balistice intercontinentale prin straturile dense ale atmosferei [1] .
Rezolvarea problemelor legate de protecția termică a vehiculului de coborâre a fost, de asemenea, una dintre cele mai importante sarcini cu care se confruntă specialiștii spațiali sovietici. Datorită testelor efectuate în cadrul NII-1, au fost alese soluțiile optime pentru cele mai importante și complexe probleme [2] .
Din septembrie 1957 până în ianuarie 1958, în cadrul OKB-1 , au fost efectuate studii referitoare la evaluarea fluxurilor externe de căldură, a temperaturilor exterioare ale suprafeței și a maselor de protecție termică pentru diferite scheme de sateliți care coboară de pe orbită într-o gamă largă de aerodinamice. valori de calitate. Incalzirea protectiei termice a fost determinata prin metode numerice. După adoptarea conceptului de coborâre balistică, a fost adoptată forma sferică a vehiculului de coborâre, în care au existat caracteristici aerodinamice fiabile și stabile în toate intervalele de unghiuri de atac și la toate vitezele. S-a ajuns la concluzia că protecția termică ar trebui să aibă mase cuprinse între 1300 și 1500 kg.
Caroseria vehiculului de coborâre a fost acoperită cu protecție termică cu grosime variabilă. A atins valorile maxime de 0,18 metri în partea frontală, iar valorile minime în spate - 0,03 metri [3] .
Protecția termică a vehiculului de coborâre (SA) este concepută pentru a proteja împotriva încălzirii aerodinamice atunci când se deplasează în straturi dense ale atmosferei, precum și pentru a oferi condiții confortabile pentru echipajul din vehiculul de coborâre.
Tipul de protecție termică, compoziția materialelor de protecție termică depind de viteza și caracteristicile balistice ale intrării DV în atmosferă, precum și de forma și masa aerodinamică a acestuia. [patru]
Protecția termică poate fi pasivă, radiație, activă și mixtă.
Cu protecție termică pasivă, efectul fluxului de căldură este perceput folosind o înveliș exterioară special concepută sau folosind acoperiri speciale aplicate pe structura principală. [5] Un exemplu de protecție termică pasivă este protecția termică a navetelor spațiale . Plăcile de protecție termică rezistente la căldură sunt folosite ca acoperire specială pentru corpul unei nave spațiale de transport reutilizabile (MTKK), cum ar fi naveta spațială sau Buran . Placile au dimensiuni diferite și diferite acoperiri de protecție termică. Întreaga suprafață a aparatului în cauză este împărțită în funcție de nivelul de temperatură în patru zone, fiecare dintre acestea folosind propriul strat de acoperire. [6]
Protecția termică împotriva radiațiilor este utilizată pentru a proteja elementele structurale situate în zone cu un nivel relativ scăzut de fluxuri de căldură. Căldura este îndepărtată prin radiație în spațiul înconjurător. [patru]
Protecția termică activă se caracterizează prin prezența unui sistem de răcire în compoziția sa. O variație a protecției termice active este răcirea ablativă utilizată pe scară largă . [4] Conform acestei metode, structura protejată este acoperită cu un strat de material special, o parte din care, sub acțiunea unui flux de căldură, poate fi distrusă ca urmare a proceselor de topire , evaporare , sublimare . Un exemplu de acoperire de protecție termică care se prăbușește este materialele plastice armate cu sticlă și alte materiale plastice pe bază de lianți organici și organosilici. [5]
Acoperirea ablativă este, de asemenea, utilizată pentru a proteja camera de ardere și duza motoarelor rachete cu combustibil lichid împotriva supraîncălzirii. [6]