NASA探索新的熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計與制造技術(shù)

?

NASA探索新的熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計與制造技術(shù)

2017年4月，據(jù)中國國防科技信息網(wǎng)報道，NASA正在研制一項新的航天器熱防護(hù)系統(tǒng)（TPS）設(shè)計與制造工藝，目前已完成一部分試驗工作，未來有望在降低用時、成本和損耗的基礎(chǔ)上制造尺寸更大的燒蝕材料板材。

熱防護(hù)系統(tǒng)（熱防護(hù)罩），可確保航天器在進(jìn)入行星大氣時免受氣動熱的影響，是確保任務(wù)成功的關(guān)鍵。傳統(tǒng)熱防護(hù)系統(tǒng)采用的燒蝕材料由于自身的脆性和大尺度制造生產(chǎn)的難度，在面對大質(zhì)量火星進(jìn)入等需求時已經(jīng)很難滿足需求，NASA近年來設(shè)計的熱防護(hù)系統(tǒng)一直都是由許多小尺寸的“瓦片”裝配拼接而成，需在航天器氣動外形和燒蝕材料之間加入應(yīng)變隔離墊，并仔細(xì)填充“瓦片”之間的縫隙，整個過程繁瑣且用時較長。

保形燒蝕材料是一種柔性的熱防護(hù)系統(tǒng)，可在加工過程中塑形。

NASA提出的新型保形燒蝕材料制造方案，有望縮短航天器的研制進(jìn)度，減少裝配和預(yù)算負(fù)擔(dān)。該方案通過封閉的真空浸漬制造工藝，獲得大尺寸保形熱防護(hù)系統(tǒng)，無需使用應(yīng)變隔離墊，可直接將燒蝕材料黏合在氣動外形上。

喬治亞技術(shù)研究所的亞當(dāng)·西爾多（Adam Sidor）正在牽頭開展該項研究，NASA通過“空間技術(shù)研究合作”（NSTRF）項目為其提供研究經(jīng)費(fèi)。

與傳統(tǒng)的燒蝕材料相比，保形燒蝕材料更易于裝配，能以相對低的成本減少加工廢料和用時，解決許多傳統(tǒng)燒蝕材料固有的難題。

NASA選擇“真空浸漬工藝”（VIP）加工保形燒蝕材料，利用封閉的模型提升樹脂滲透程度并控制揮發(fā)復(fù)合物。“真空浸漬工藝”依靠真空環(huán)境，將樹脂壓入纖維基底。“真空浸漬工藝”式的封閉成型加工工藝在工業(yè)界已有多年的應(yīng)用經(jīng)驗，但NASA的創(chuàng)新之處是將這項技術(shù)應(yīng)用于保形燒蝕材料加工制造。目前，西爾多已成功制造出小尺寸保形燒蝕材料，驗證了利用該技術(shù)的可行性，未來將開展大尺寸熱防護(hù)系統(tǒng)部件研制工作。

（編自中國國防科技信息網(wǎng)2017-04-27）