КОСМИЧЕСКИЙ УТЕПЛИТЕЛЬ PIR.

Чем и как утепляют космические корабли? 🚀🚀
🤔❓️А КАК У НИХ?
В 1969 году NASA запустило программу Space Shuttle с целью создания многоразовых космических кораблей для доставки грузов на земную орбиту и обратно. Каждый шаттл предполагалось использовать до 100 раз или в течение 10 лет.
🚀
При разработке космического шаттла инженерам NASA было важно обеспечить эффективную теплоизоляцию внешних топливных баков, чтобы сохранить низкий вес корабля, защитить топливо от аэродинамического нагрева и предотвратить образование льда на баке.
🚀
Центральная конструкция топливного бака, выполненная из алюминия и имеющая форму цилиндра, имела толщину всего 0,3 см, но весила более 770 тонн в полностью заправленном состоянии. С учетом высокой стоимости отправки грузов в космос, обеспечение легкого веса теплоизоляции было критически важным.
🚀
В 1998 году специалисты из NASA разработали инновационный метод борьбы с проблемой теплоизоляции топливных баков. Они начали наносить пенополиизоцианурат на поверхность бака, что обеспечивало отличную теплоизоляцию без использования клеевой прослойки.
✳️
Толщина слоя пенополиуретана составляла всего 2,5 см, но это было достаточно для защиты топлива от экстремальных температур во время старта. Закрытые ячейки материала гарантировали эффективную теплоизоляцию, а с течением времени пена приобретала оранжево-коричневый оттенок.
✳️
Полиуретан ранее окрашивали белой краской для защиты от УФ-лучей, но это лишь добавляло лишний вес баку, поэтому от данной практики было решено отказаться.
🤔 А КАК У НАС?
Советские конструкторы пользовались данными о Space Shuttle, но также и собственными наработками. Учитывая, что в различных зонах поверхности огромного корабля ожидались различные температуры, предстояло разработать и различные типы теплозащитных покрытий, доселе в СССР не существовавших. Для наиболее горячих зон (носовой кок, передние кромки крыла, температура 1250-1650 градусов) был создан углерод-углеродный материал «Гравимол-В», состоящий из различных видов пластиков и углепластиков, дополненных пироуглеродами или особым песком и защитными покрытиями.
👆 Этот материал очень плотный, поэтому невозможно полностью покрыть им корабль, потому что тогда масса покрытия составила бы 40 тонн в случае «Бурана»! Поэтому в менее горячих зонах применялись различные типы керамических плиток из волокон двуокиси кремния и аморфного кварца, а также матов из более дешёвых и простых в изготовлении термостойких волокнистых материалов.
🛰🛰
В 1976 году в России начали использовать пенополиизоцианурат в космических технологиях, чуть позже, чем в США. Тогда была разработана система "Энергия – Буран" в ответ на американский Шаттл. Оба государства для запуска космических кораблей применяли внешний топливный бак, который требовал теплоизоляции. В то время в США широко использовался материал PIR, в то время как в России его производство только начиналось.
🚀
Однако советские ученые наладили производство PIR и данный материал стал основным в теплоизоляции топливных баков ракет-носителей. PIR обеспечивал сохранение необходимой температуры для топлива: -183 °C для жидкого кислорода и -253 °C для жидкого водорода. Благодаря PIR удалось обеспечить целостность топлива в условиях значительных нагрузок и нагрева при запуске корабля, что позволило советской ракете "Энергия" выводить более 100 тонн груза на орбиту.
👇🏠
С середины 80-х годов PIR стал широко применяться в строительстве, став популярным материалом. Этот прочный и энергоэффективный утеплитель не только не утяжеляет здания, изготовленные из сэндвич-панелей или утепленные ПИР, но и способен сохранять температурный режим, не подвержен воздействию влаги и неблагоприятных погодных условий. Использование сэндвич-панелей в строительстве стало популярным сначала на Западе, а затем и в России.
🚀
Последний полет американского Шаттла состоялся в 2011 году, но PIR продолжает активно применяться в космических и земных технологиях. В космосе его используют для утепления ступенчатого адаптера, соединяющего основную часть тяжелой ракеты с промежуточной ступенью. Мы разрабатываем утепление ракеты для пилотируемых миссий за пределы земной орбиты.
🚀
На Земле PIR применяется для возведения быстровозводимых зданий из сэндвич-панелей, исследовательских центров на Крайнем Севере, складов, холодильных камер, офисов, а также для утепления различных строений - от заводов до загородных домов.
#утеплитель #утепление #пенополиуретан #космос #денькосмонавтики #корабль