Изготовление теплоизоляционных покрытий.

Основные характеристики ТИП следующие:

1) Пористость определяет прочность, газонепроницаемость, коэффициент теплопроводности, теплоизоляционные свойства; чем мельче поры и чем больше закрытых пор, тем меньше конвекция (перемешивание) воздуха и выше теплоизоляционные свойства.

2) Теплопроводность – насколько плохо или хорошо ТИП проводит тепло.

3) Теплоемкость - материал накапливает в себе тепло, не пропуская его дальше.

4) Механические характеристики: прочность, пластичность, расширение, усадка, а также огнестойкость.

Требования к ТИП:

а) минимальная масса,

б) высокая теплоемкость,

в) низкая теплопроводность,

г) минимальные значения усадки и изменений объема в диапазоне температур эксплуатации,

д) требуемая прочность и огнестойкость,

е) низкие гироскопичность (проницаемость для жидкости) и воздухонепроницаемость,

ж) требуемая отражательная способность (гладкая поверхность отражает тепловые потоки),

з) хорошая технологичность,

и) нетоксичность (не выделяются ядовитые вещества) при изготовлении и эксплуатации,

к) стабильность свойств в диапазоне температур и времени эксплуатации.

Теплоизоляционные материалы делятся на:

1) неорганические – асбестовые ткани, стеклоткани, стекловата, металлическая фольга,

2) органические - войлок, полихлорвинил, пенопласты на основе полиуретана, полистирола и полиамида, поролон.

Основные виды ТИП следующие:

1. ТИП на основе эластично-волокнистых материалов с органическими (полимерными) и неорганическими (кварцевыми, асбестовыми, стеклянными) волокнами применяются для внутренней и внешней теплоизоляции при отсутствии механических воздействий на покрытие. В зависимости от жаростойкости волокон такие покрытия работают в пределах от 50 до 1500 град.С. Данный вид ТИП требует ТЗП и располагается между ТЗП и поверхностью конструкции КА.

2. ТИП на основе жестких волокнистых материалов, как правило, применяются для внешней теплоизоляции КА, подвергающихся механическому воздействию. В зависимости от типа связующего (смолы) покрытия работают в пределах от 100 до 1500 град.С. Широкое применение их во внешних ТИП сдерживается недостаточной термостойкостью применяемых клеев.

3. Экранно-вакуумная теплоизоляция (ЭВТИ), применяется как внешняя теплоизоляция КА, состоит из ряда тонких листов (экранов) с высокой отражательной способностью, между которыми находятся прокладки из материалов с низкой теплопроводностью. В космическом полете между экранами создается вакуум.

В качестве экранов используются или органические пленки с односторонним или двусторонним отражающим напылением алюминия, никеля, серебра или других металлов, или металлическая фольга из алюминия, никеля, титана и других металлов.

В качестве низкотеплопроводных прокладок используют стеклоткани, вуали, нитяные плетения. ЭВТИ чаще всего изготавливают в виде матов - пакетов из ряда слоев экранов и прокладок, обшитых защитной тканью. В зависимости от материалов экранов ЭВТИ могут работать в пределах температур от -200 до 1000 град.С (никелевые экраны). ЭВТИ широко применяют на КА. Для КА применяются ТИП различного вида на различных отсеках и элементах конструкции.

Конкретные техпроцессы изготовления ТИП зависят от вида ТИП и применяемых материалов. Основными этапами изготовления наиболее распространенного вида ТИП - ЭВТИ - являются следующие:

1) Контроль исходных материалов, к которым относятся экраны и прокладки, ткани для обшивки матов, капроновые нити. Проверяют габариты, толщину и целостность материалов.

2) Сборка необходимого количества слоев экранов и прокладок. Сборка производится на специальных рабочих столах. Первый и последний слои ЭВТИ - экраны. Количество экранов обычно 20-50.

3) Выкройка пакета по шаблону, изготавливаемому из картона или фанеры, производится на рабочем столе острым ножом.

4) Сварка ультразвуком слоев для матов больших размеров.

5) Перфорирование (небольшие отверстия) производится для улучшения вакуумирования (выход воздуха в космосе из-за вакуума) ЭВТИ.

6) Сметывание (предварительная прошивка нитью) мата по периметру. Для защиты ЭВТИ от механических повреждений с внутренней стороны ее обшивают стеклотканью, с наружной стороны тканью с заданными характеристиками пропускания тепла.

7) Контроль и окончательное сшивание матов (слоев экранов с прокладками, наружной и внутренней тканей и ленты для кромок) капроновыми нитками одного цвета с тканью без утяжки по толщине мата.

Основные этапы техпроцесса нанесения внутренней теплоизоляции рассмотрим на примере поропласта и облицовочной ткани, наносимых на металлический корпус:

1) нанесение кистью клея на поверхность листового поропласта равномерным слоем и сушка в течение 24 ч при комнатной температуре,

2) вырезка заготовок поропласта по шаблонам и разделка местных усложнений формы,

3) нанесение клея на облицовочную ткань с внутренней стороны и сушка в течение 24 ч,

4) очистка и обезжиривание внутренней поверхности металлического корпуса КА,

5) нанесение слоя клея на внутреннюю поверхность корпуса и выдержка в течение 1ч,

6) нанесение второго слоя клея на поверхность корпуса, сушка в течение 3-5 мин и приклейка поропласта; нанесение клея и приклейку поропласта производят участками,

7) сушка в течение 16 ч,

8) контроль качества приклейки поропласта визуально и на отрыв,

9) нанесение клея на приклеенный поропласт и сушка в течение 8 ч,

10) нанесение второго тонкого слоя клея на облицовочную ткань и приклейка ткани на поропласт; приклейка ткани также ведется участками,

11) сушка приклеенной ткани в течение 24 ч,

12) контроль нанесенной внутренней теплоизоляции визуальным осмотром на отсутствие грязи, следов клея, отслоений, механических повреждений.