ВНУТРЕННЯЯ МНОГОСЛОЙНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ГОЛОВНЫХ ОБТЕКАТЕЛЕЙ
INNER MULTILAYER HEAT INSULATION OF NOSE FAIRINGS

Изобретение относится к области космической техники, а именно к области средств тепловой защиты космических аппаратов и космических кораблей, выводимых на орбиту внутри головных обтекателей ракет.
Для тепловой защиты космических аппаратов и космических кораблей, выводимых на орбиту внутри головных обтекателей ракет, применяются дополнительные (вспомогательные) теплоизоляционные покрытия.
Известна дополнительная теплоизоляция бортовой антенны заполнением носовой части головного обтекателя пористым твердым материалом с диэлектрической проницаемостью менее 1,3 (авт.св. СССР SU 568101). Недостатками этой конструкции являются большой вес и то, что она не защищает от теплового потока со стороны боковых поверхностей головного обтекателя, а также значительное пылевыделение.
Известен вспомогательный теплозащитный экран бортовой антенны в головном антенном обтекателе (патент России RU 2277737) в форме полой усеченной полусферы из легкого керамического теплозащитного материала. Экран крепится к боковой поверхности антенны при помощи слоя герметика. При этом экран может быть составным, из боковой полусферической части (кварцевая керамика) и плоской части (на основе кварцевого стекловолокна с диэлектрической проницаемостью 1,1…1,3), которые склеены при помощи клея. Недостатками его являются значительный вес, сложность монтажа и то, что это покрытие защищает лишь антенну, а не космический аппарат и бортовую электронику. Такой головной обтекатель не является сбрасываемым.
3
Известна вторичная теплоизоляция антенны и бортовой электроники в носовом обтекателе (патент США US 5691736) в виде колпака из легкого керамического материала плотностью менее 3,2 г/см, пористостью 40…75% и диэлектрической проницаемостью 1,0…3,5. Колпак крепится в торцевой зоне к шпангоуту, а в верхней (начало купола колпака) - к боковой поверхности головного обтекателя. Недостатками его являются значительный вес и сложность монтажа, особенно крепление к нагреваемой до переменных температур поверхности обтекателя, что может привести к его растрескиванию и разрушению вследствие разных коэффициентов теплового расширения материалов обтекателя и колпака. Такой головной обтекатель не является сбрасываемым.
2
2
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является внутренняя теплоизоляция головных обтекателей по ТУ 465ГК.Г-0000-ОТУ ФГУП НПО им. С.А.Лавочкина (2006 г.) «Изделие 465ГК.Г «Головной обтекатель», состоящая из эластичного пенополиуретана ППУ-5-30 по ТУ 2254-300-10480596-02 толщиной 20 мм, покрытого с обоих сторон клеем, приклеиваемого к внутренней поверхности головного обтекателя по грунтовочному клеевому покрытию и покрытая сверху защитной тканью АЗТС по ТУ 1-595-29-965-2006 со слоем клея (применяется клей 88-СА по ТУ 38-1051760-87). Монтаж производится следующим образом: на внутреннюю поверхность головного обтекателя и на пенополиуретан наносятся грунтовочные слои клея, их сушат примерно 30 минут, затем наносятся вторые слои клея их сушат примерно 15 минут, затем пенополиуретан приклеивается к внутренней поверхности головного обтекателя; после этого на пенополиуретан и на ткань АЗТС наносятся грунтовочные слои клея и сушатся примерно 30 минут, затем наносятся вторые слои клея и сушатся примерно 15 минут, затем ткань АЗТС приклеивается к пенополиуретану. Время монтажа 1 м более 2 часов, общий вес 1600-2000 г/м, излучение (степень черноты) внутренней стороны головного обтекателя ε≈0,6. Такой обтекатель является сбрасываемым и применяется для защиты космических аппаратов, выводимых на орбиту. Указанные ТУ приняты в качестве прототипа. Недостатками этой теплоизоляции являются значительный вес, большие затраты времени при монтаже, высокий коэффициент теплового излучения от головного обтекателя в сторону космического аппарата, а также накопление пыли на ткани АЗТС из-за электростатического притяжения (ткань АЗТС не является электропроводящей).
Целью настоящего изобретения является исключение указанных недостатков, повышение скорости монтажа (примерно в 10 раз), снижение веса теплоизоляции (в 2…3 раза), уменьшение пылеотделения и тем самым уменьшение загрязнения космического аппарата от головного обтекателя, а также уменьшение теплового потока от головного обтекателя в сторону космического аппарата (примерно в 1,5-2 раза).
Технический результат достигается тем, что вместо пенополиуретана и защитной ткани предлагается многослойная теплоизоляция, состоящая из временного защитного покрытия, снимаемого после монтажа, металлизированной полимерной пленки, обращенной слоем металла в сторону космического аппарата, слоя теплоизолятора, полимерной пленки, слоя клея постоянной липкости и съемной антиадгезионной бумаги или пленки, снимаемой перед приклеиванием к внутренней поверхности головного обтекателя.
Пример 1.
2
2
Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленным алюминием полиэтилентерефталатной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиимидной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие. Время монтажа 1 м 10-15 минут, вес покрытия 700 г/м, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,06.
Пример 2.
2
2
Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленным алюминием полиимидной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиэтилентерефталатной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие металлического слоя. Время монтажа 1 м 10-15 минут, вес покрытия 700 г/м, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,06.
Пример 3.
2
2
Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленным алюминием полиэтилентерефталатной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиэтилентерефталатной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие металлического слоя. Время монтажа 1 м 10-15 минут, вес покрытия 685 г/м, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,06.
Пример 4.
2
2
Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленным алюминием полиимидной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиимидной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие металлического слоя. Время монтажа 1 м 10-15 минут, вес покрытия 715 г/м, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,06.
Пример 5.
2
2
Внутренняя теплоизоляция головного обтекателя состоит из временного защитного покрытия, металлизированной напыленной сталью полиэтилентерефталатной пленки, теплоизолятора из полимерных волокон, полиимидной пленки, слоя клея постоянной липкости и антиадгезионной бумаги. При монтаже снимается антиадгезионная бумага, теплоизоляция приклеивается клеевым слоем к внутренней поверхности головного обтекателя и снимается временное защитное покрытие металлического слоя. Время монтажа 1 м 10-15 минут, вес покрытия 700 г/м, коэффициент теплового излучения внутренней поверхности головного обтекателя ε≈0,09.
Краткое описание чертежей
Рисунок 1. Поперечный разрез внутренней многослойной теплоизоляции головных обтекателей.
1 - съемное защитное покрытие;
2 - слой металла;
3 - полимерная пленка;
4 - теплоизолятор;
5 - полимерная пленка;
6 - слой клея постоянной липкости;
7 - съемная антиадгезионная бумага (пленка).
Рисунок 2. Поперечный разрез смонтированной многослойной теплоизоляции на внутренней поверхности головного обтекателя.
а) - слой металла;
б) - полимерная пленка;
в) - теплоизолятор;
г) - полимерная пленка
д) - слой клея постоянной липкости;
е) - стенка головного обтекателя.