La protección térmica es un medio para proteger los sistemas y conjuntos del vehículo de descenso , las ojivas de los cohetes y las paredes de la cámara de combustión del LRE de la exposición a temperaturas extremas.
En 1947, Mstislav Keldysh creó una base dinámica de gas experimental única en NII-1 , en la que se utilizan calentadores de gas de arco eléctrico únicos para probar materiales para protección térmica. Para lanzar misiles balísticos, era necesario resolver los problemas de protección térmica de las ojivas de los misiles. Los estudios realizados en NII-1 demostraron que el "despuntado" de la punta del cono simplifica enormemente las condiciones para el paso de la cabeza de un misil balístico intercontinental a través de capas densas de la atmósfera [1] .
Resolver problemas relacionados con la protección térmica del vehículo de descenso también fue una de las tareas más importantes a las que se enfrentaron los especialistas espaciales soviéticos. Fue gracias a las pruebas realizadas en el marco de NII-1 que se eligieron las soluciones óptimas a los problemas más importantes y complejos [2] .
Desde septiembre de 1957 hasta enero de 1958, en el marco de OKB-1 , se llevaron a cabo estudios relacionados con la evaluación de los flujos de calor externo, las temperaturas de la superficie externa y las masas de protección térmica para varios esquemas de satélites que descienden de la órbita en una amplia gama de condiciones aerodinámicas. valores de calidad. El calentamiento de la protección térmica se determinó por métodos numéricos. Después de la adopción del concepto de descenso balístico, se adoptó la forma esférica del vehículo de descenso, en el que existían características aerodinámicas confiables y estables en todos los rangos de ángulos de ataque y en todas las velocidades. Se concluyó que la protección térmica debe tener masas en el rango de 1300 a 1500 kg.
La carrocería del vehículo de bajada estaba cubierta con protección térmica de espesor variable. Alcanzó sus valores máximos de 0,18 metros en la parte frontal, y los valores mínimos en la trasera - 0,03 metros [3] .
La protección térmica del vehículo de descenso (SA) está diseñada para proteger contra el calentamiento aerodinámico cuando se mueve en capas densas de la atmósfera, así como para proporcionar condiciones cómodas para la tripulación en el vehículo de descenso.
El tipo de protección térmica, la composición de los materiales de protección térmica depende de la velocidad y las características balísticas de la entrada de DV en la atmósfera, así como de su forma aerodinámica y masa. [cuatro]
La protección térmica puede ser pasiva, de radiación, activa y mixta.
Con la protección térmica pasiva, el efecto del flujo de calor se percibe mediante una capa exterior especialmente diseñada o mediante revestimientos especiales aplicados a la estructura principal. [5] Un ejemplo de protección térmica pasiva es la protección térmica de los transbordadores espaciales . Las placas de protección contra el calor resistentes al calor se utilizan como revestimiento especial para el casco de una nave espacial de transporte reutilizable (MTKK), como el transbordador espacial o Buran . Las baldosas tienen diferentes tamaños y diferentes revestimientos de protección térmica. Toda la superficie del aparato considerado se divide según el nivel de temperatura en cuatro zonas, cada una de las cuales utiliza su propio revestimiento. [6]
La protección térmica por radiación se utiliza para proteger elementos estructurales ubicados en áreas con un nivel relativamente bajo de flujos de calor. El calor se elimina por radiación en el espacio circundante. [cuatro]
La protección térmica activa se caracteriza por la presencia de un sistema de refrigeración en su composición. Una variación de la protección térmica activa es el enfriamiento ablativo ampliamente utilizado . [4] De acuerdo con este método, la estructura protegida se cubre con una capa de material especial, parte del cual, bajo la acción de un flujo de calor, puede destruirse como resultado de los procesos de fusión , evaporación y sublimación . Un ejemplo de recubrimientos de protección contra el calor que se derrumban son los plásticos reforzados con vidrio y otros plásticos a base de aglutinantes orgánicos y de organosilicio. [5]
El recubrimiento ablativo también se usa para proteger la cámara de combustión y la boquilla de los motores de cohetes de propulsante líquido contra el sobrecalentamiento. [6]