RU2587740C2 - Spacecraft thermal blanket - Google Patents
Spacecraft thermal blanket Download PDFInfo
- Publication number
- RU2587740C2 RU2587740C2 RU2013126715/11A RU2013126715A RU2587740C2 RU 2587740 C2 RU2587740 C2 RU 2587740C2 RU 2013126715/11 A RU2013126715/11 A RU 2013126715/11A RU 2013126715 A RU2013126715 A RU 2013126715A RU 2587740 C2 RU2587740 C2 RU 2587740C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermal insulation
- film
- spacecraft
- mesh
- polyimide
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/52—Protection, safety or emergency devices; Survival aids
- B64G1/58—Thermal protection, e.g. heat shields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Critical Care (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области космической техники, а именно к области средств тепловой защиты космических аппаратов.The invention relates to the field of space technology, and in particular to the field of means of thermal protection of spacecraft.
Для тепловой защиты космических аппаратов применяются различные теплоизоляционные покрытия.Various thermal insulation coatings are used for thermal protection of spacecraft.
Известна экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата (авторское свидетельство СССР 1839976), содержащая наружный слой стеклоткани или аримидной ткани, дополнительный промежуточный пакет из пяти экранов, изготовленных из металлизированной (первые три слоя с внутренней стороны, а четвертый и пятый двухсторонне) полиимидной пленки, промежуточных слоев металлизированной с внутренней стороны полиэтилентерефталатной пленки, отделенных друг от друга низкотеплопроводными сепараторами из стекловуали и внутреннего облицовочного слоя аримидной ткани. Недостатками этой теплоизоляции являются парниковый эффект внешнего слоя, легкая загрязняемость, значительное пылеворсовыделение и повышенный вес за счет использования неорганических промежуточных слоев.Known screen-vacuum thermal insulation of a spacecraft (USSR author's certificate 1839976), containing the outer layer of fiberglass or arimide fabric, an additional intermediate package of five screens made of metallized (the first three layers on the inside, and the fourth and fifth double-sided) polyimide film, intermediate layers of metallized on the inner side of the polyethylene terephthalate film, separated from each other by low-heat separators from the glass veil and the inner facing layer arimidnoy tissue. The disadvantages of this thermal insulation are the greenhouse effect of the outer layer, light contamination, significant dust emission and increased weight due to the use of inorganic intermediate layers.
Известна экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата (авторское свидетельство СССР 1840181), состоящая из наружного слоя стеклоткани, промежуточных слоев из плоской или гофрированной металлизированной полиэтилентерефталатной пленки, повернутой металлизированной поверхностью внутрь, отделенные друг от друга низкотеплопроводными сепараторами из стекловуали и внутреннего облицовочного слоя перкаля или полиэтилентерефталата. Недостатками этой теплоизоляции являются парниковый эффект, значительное пылеворсовыделение и повышенный вес за счет стеклоткани и стекловуали.Known screen-vacuum thermal insulation of a spacecraft (USSR author's certificate 1840181), consisting of an outer layer of fiberglass, intermediate layers of a flat or corrugated metallized polyethylene terephthalate film, turned with a metallized surface inward, separated from each other by low-conductivity separators made of glass fiber and an inner percolate or percalate polyethylene layer . The disadvantages of this thermal insulation are the greenhouse effect, significant dust emission and increased weight due to fiberglass and glass veil.
Известна теплоизоляция (патент РФ 2087392), состоящая из электропроводящего слоя, терморегулирующего слоя, подложки полиимидной пленки, промежуточного слоя полиимидной сетки, которая может быть пропитана эпоксидной смолой и вулканизирована, прикрепленной к подложке, и термоотражающего покрытия из полимерного пленочного материала на основе соединений кремния или поливинилфторида. Недостатками этой теплоизоляции являются легкая повреждаемость поверхностного слоя при монтаже, недостаточная термоотражающая способность и низкая гибкость.Thermal insulation is known (RF patent 2087392), consisting of an electrically conductive layer, a thermoregulatory layer, a polyimide film substrate, an intermediate layer of a polyimide network, which can be impregnated with epoxy resin and vulcanized, attached to the substrate, and a heat-reflecting coating of a polymer film material based on silicon compounds or polyvinyl fluoride. The disadvantages of this thermal insulation are light damage to the surface layer during installation, insufficient thermal reflectivity and low flexibility.
Известна экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата (патент РФ 2344972), включающая пакет экранов, размещенный между наружным и внутренним облицовочными слоями, в которой наружный облицовочный слой выполнен из тканого материала с вплетенными металлизированными нитями. Недостатками этой теплоизоляции является парниковый эффект и повышенный вес.Known screen-vacuum thermal insulation of a spacecraft (RF patent 2344972), including a package of screens placed between the outer and inner facing layers, in which the outer facing layer is made of woven material with woven metallized threads. The disadvantages of this thermal insulation are the greenhouse effect and increased weight.
Известна экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата с внешним комбинированным покрытием (патент РФ 2397926), однако, это покрытие комбинируется с плоскими пленками и поверхность приклеивания или сваривания занимает всю площадь пленки, а внутренние экраны из напыленных металлом полимерных пленок проложены стекловуалью, что приводит к необходимости защиты персонала от пыли стекловолокон при изготовлении теплоизоляции и высокому пылеворсовыделению при работе космического аппарата, приводящему к загрязнению оптики и другой аппаратуры космического аппарата.A screen-vacuum thermal insulation of a spacecraft with an external combined coating is known (RF patent 2397926), however, this coating is combined with flat films and the gluing or welding surface covers the entire film area, and the inner screens of metal-sprayed polymer films are laid with glass veil, which leads to the need protection of personnel from fiberglass dust in the manufacture of thermal insulation and high dust emission during operation of the spacecraft, leading to contamination of optics and other devices aratury spacecraft.
Известна теплоизоляция (международная заявка WO 2007/061304), состоящая из металлических и полимерных слоев, подслоя из двух металлических слоев и полимера, усиленного волокнами. Недостатками этого материала являются очень большой вес и слишком большая теплопроводность из-за плотного контакта слоев металла со слоями полимера.Thermal insulation is known (international application WO 2007/061304), consisting of metal and polymer layers, a sublayer of two metal layers and a fiber reinforced polymer. The disadvantages of this material are very large weight and too much thermal conductivity due to the tight contact of the metal layers with the polymer layers.
Известна теплоизоляция (патент США 7252890), состоящая из слоев металлизированного алюминием или серебром полимера, такого как полиэфир или полиимид, между которыми расположены слои стекловолокна или нейлона, покрытая с верхней стороны ИК-излучающим неорганическим материалом, затем фотокаталитическим слоем оксида металла и с наружной стороны электропроводящим слоем оксида индия или оксида олова. Недостатками этой теплоизоляции являются сложная конструкция, недостаточная прочность на разрыв при сшивке теплозащитных матов, легкая повреждаемость и загрязняемость наружного слоя при изготовлении и транспортировке космических аппаратов и повышенный вес за счет использования неорганических веществ.Thermal insulation is known (US patent 7252890), consisting of layers of a polymer metallized with aluminum or silver, such as polyester or polyimide, between which are layers of fiberglass or nylon, coated on the upper side with an IR-emitting inorganic material, then a photocatalytic layer of metal oxide and on the outside an electrically conductive layer of indium oxide or tin oxide. The disadvantages of this thermal insulation are the complex structure, insufficient tensile strength when stitching heat-protective mats, easy damage and contamination of the outer layer during the manufacture and transportation of spacecraft, and increased weight due to the use of inorganic substances.
Наиболее близкой по технической сущности к настоящему изобретению является «Изоляция тепловая экранно-вакуумная» по ОСТ 92-1380-83, состоящая из наружного слоя стеклоткани ТСОН-СОТ ТУ 156-66 или аримидной ткани артикул 56420, промежуточных слоев из гофрированной односторонне или двухсторонне металлизированной полиэтилентерефталатной пленки, отделенных друг от друга низкотеплопроводными сепараторами из стекловуали ХСВН-7 ТУ 6-48-05786904-147 и внутреннего облицовочного слоя перкаля ГОСТ 12125-66 или полиэтилентерефталата СТУ 3 113-105-64. Недостатками этой теплоизоляции являются парниковый эффект, значительное пылеворсовыделение и повышенный вес за счет стеклоткани и стекловуали, а также необходимость защиты персонала от пыли стекловолокон при изготовлении теплоизоляции.Closest to the technical nature of the present invention is “Thermal screen-vacuum insulation” according to OST 92-1380-83, consisting of the outer layer of TSON-SOT fiberglass TU 156-66 or arimide fabric article 56420, intermediate layers of corrugated one-sided or two-sided metallized polyethylene terephthalate film, separated from each other by low heat conductive glass separators ХСВН-7 ТУ 6-48-05786904-147 and percals inner facing layer GOST 12125-66 or polyethylene terephthalate STU 3 113-105-64. The disadvantages of this thermal insulation are the greenhouse effect, significant dust emission and increased weight due to fiberglass and glass veil, as well as the need to protect personnel from dust from glass fibers in the manufacture of thermal insulation.
Целью настоящего изобретения является исключение указанных недостатков и снижение теплового потока через теплоизоляционный материал, а также улучшение условий труда при сборке материала за счет замены стеклоткани на непылящую полимерную сетку.The aim of the present invention is to eliminate these drawbacks and reduce heat flow through the insulating material, as well as improving working conditions when assembling the material by replacing fiberglass with a non-dusting polymer mesh.
Технический результат достигается тем, что формованная неплоская полимерная (полиэфирная, полиамидная, полиимидная, арамидная, аримидная) пленка с односторонне или двухсторонне напыленным металлом склеивается или сваривается с полимерной (полиэфирной, полиамидной, полиимидной, арамидной, аримидной) сеткой, обеспечивающей неподвижное соединение только по поверхности выпуклостей, что уменьшает поверхность соприкосновения слоев и тем самым уменьшает тепловой поток через весь многослойный теплоизоляционный материал, сложенный из таких пленок с приклеенными или приваренными сетками. На полимерной пленке могут быть сформованы выпуклости в виде различных геометрических фигур. Эти выпуклости могут быть одинаковыми или разными и располагаться на одинаковом или неодинаковом расстоянии друг от друга. Так, двусторонне напыленная алюминием полиэтилентерефталатная пленка, формованная из чередующихся расположенных перпендикулярно друг другу ромбов (Рисунок 1), склеенная полиэфирной сеткой (Рисунок 2) с нанесенным термоклеем, складывается в многослойный материал (Рисунок 3) - материал в поперечном разрезе. Пленка может быть разной толщины, причем одна теплоизоляция может быть собрана из пленок разных толщин. Теплоизоляция может быть формована рельефом из квадратов (Рисунок 4), прямоугольников (Рисунок 5), кругов (Рисунок 6), а также различных геометрических фигур другой формы. Полимерная сетка может быть сделана из волокон разной толщины и расстояние между волокнами может варьироваться.The technical result is achieved by the fact that the molded non-planar polymer (polyester, polyamide, polyimide, aramid, arimide) film with a one-sided or two-sided sprayed metal is glued or welded with a polymer (polyester, polyamide, polyimide, aramid, arimide) mesh only providing the surface of the bulges, which reduces the contact surface of the layers and thereby reduces the heat flux through the entire multilayer heat-insulating material composed of such films with glued or welded nets. On the polymer film, bulges can be formed in the form of various geometric shapes. These bulges can be the same or different and can be located at the same or unequal distance from each other. So, a polyethylene terephthalate film bilaterally sprayed with aluminum, formed from alternating rhombuses located perpendicular to each other (Figure 1), glued together with a polyester mesh (Figure 2) with a hot-melt adhesive, is folded into a multilayer material (Figure 3) - the material is in cross section. The film can be of different thicknesses, and one thermal insulation can be assembled from films of different thicknesses. Thermal insulation can be formed by a relief of squares (Figure 4), rectangles (Figure 5), circles (Figure 6), as well as various geometric shapes of a different shape. The polymer network can be made of fibers of different thicknesses and the distance between the fibers can vary.
Пример 1Example 1
Полиэфирная с двухсторонним алюминиевым напылением пленка, формованная рельефом в виде чередующихся перпендикулярно ромбических выпуклостей, и полиэфирная сетка с нанесенным термоклеем склеиваются и складываются в теплоизоляцию с чередующимися слоями пленки и сетки (30 пленок, 29 сеток).A polyester film with double-sided aluminum spraying, formed by a relief in the form of alternating perpendicular rhombic bulges, and a polyester mesh with a hot-melt adhesive are glued and folded into thermal insulation with alternating layers of film and mesh (30 films, 29 networks).
Пример 2Example 2
Полиэфирная с односторонним алюминиевым напылением пленка, формованная рельефом в виде регулярно расположенных ромбических выпуклостей, и полиэфирная сетка свариваются и складываются в теплоизоляцию с чередующимися слоями пленки и сетки (20 пленок, 19 сеток).A polyester film with one-sided aluminum spraying, formed by a relief in the form of regularly located rhombic bulges, and a polyester mesh are welded and folded into thermal insulation with alternating layers of film and mesh (20 films, 19 grids).
Пример 3Example 3
Полиамидная с двухсторонним алюминиевым напылением пленка, формованная рельефом в виде регулярно расположенных квадратных выпуклостей, и арамидная сетка с нанесенным термоклеем склеиваются и складываются в теплоизоляцию с чередующимися слоями пленки и сетки (25 пленок, 24 сетки).A polyamide film with double-sided aluminum spraying, formed by a relief in the form of regularly arranged square bulges, and an aramid mesh with a deposited hot-melt adhesive, are glued and folded into thermal insulation with alternating layers of film and mesh (25 films, 24 mesh).
Пример 4Example 4
Полиимидная с двухсторонним алюминиевым напылением пленка, формованная рельефом в виде регулярно расположенных квадратных выпуклостей, и полиимидная сетка с нанесенным термоклеем склеиваются и складываются в теплоизоляцию с чередующимися слоями пленки и сетки (30 пленок, 29 сеток).A polyimide film with double-sided aluminum spraying, formed by a relief in the form of regularly arranged square bulges, and a polyimide mesh with a hot-melt adhesive are glued and folded into thermal insulation with alternating layers of film and mesh (30 films, 29 grids).
Пример 5Example 5
Арамидная с односторонним алюминиевым напылением пленка, формованная рельефом в виде регулярно расположенных круглых выпуклостей, и полиамидная сетка свариваются и складываются в теплоизоляцию с чередующимися слоями пленки и сетки (25 пленок, 24 сетки).Aramid film with one-sided aluminum spraying, formed by a relief in the form of regularly arranged round bulges, and a polyamide mesh are welded and stacked into thermal insulation with alternating layers of film and mesh (25 films, 24 mesh).
Пример 6Example 6
Полиимидная с двухсторонним алюминиевым напылением пленка, формованная рельефом в виде регулярно расположенных круглых выпуклостей, и полиэфирная сетка с нанесенным термоклеем склеиваются и складываются в теплоизоляцию с чередующимия слоями пленки и сетки (20 пленок, 19 сеток).A polyimide film with double-sided aluminum spraying, formed by a relief in the form of regularly arranged round bulges, and a polyester mesh with a hot-melt adhesive, are glued together and folded into thermal insulation with alternating layers of film and mesh (20 films, 19 networks).
Сравнительный пример 1 (по прототипу)Comparative example 1 (prototype)
Гофрированную полиэтилентерефталатную пленку, металлизированную алюминием, и стекловолокно собирают в теплоизоляцию с чередующимися слоями пленки и стекловолокна (30 пленок, 29 слоев стекловолокна).Corrugated polyethylene terephthalate film metallized with aluminum and fiberglass are assembled for thermal insulation with alternating layers of film and fiberglass (30 films, 29 layers of fiberglass).
Результаты испытаний теплоизоляции, собранной по примеру 1 и сравнительному примеру 1, приведены в таблице 1.The test results of the thermal insulation collected in example 1 and comparative example 1 are shown in table 1.
Из таблицы 1 видно, что тепловое сопротивление предлагаемого в данном изобретении материала более чем на 10% выше при меньшем весе ЭВТИ по сравнению с ЭВТИ, используемым в настоящее время.From table 1 it is seen that the thermal resistance of the material proposed in this invention is more than 10% higher with a lower weight EVTI compared with EVTI currently used.
В таблице 2 приведены данные по пылеворсовыделению по примеру 1 и сравнительному примеру 1 (прототипу).Table 2 shows the data on dust emission according to example 1 and comparative example 1 (prototype).
Из таблицы 2 видно, что пылеворсовыделение предлагаемого в данном изобретении материала меньше, чем у используемого в настоящее время ЭВТИ в 10-100 раз.From table 2 it can be seen that the dust emission of the material proposed in this invention is less than 10-100 times that of the currently used EVTI.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126715/11A RU2587740C2 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Spacecraft thermal blanket |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126715/11A RU2587740C2 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Spacecraft thermal blanket |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013126715A RU2013126715A (en) | 2014-12-20 |
RU2587740C2 true RU2587740C2 (en) | 2016-06-20 |
Family
ID=53278148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013126715/11A RU2587740C2 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Spacecraft thermal blanket |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2587740C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA039063B1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-11-29 | Константин Юрьевич ЧАЙКИН | Clock to be used in open space |
RU2781894C1 (en) * | 2021-11-30 | 2022-10-19 | Рамазан Мурадович Рамазанов | Multilayer flexible inflatable shell for spacecraft |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5373305A (en) * | 1992-05-19 | 1994-12-13 | Martin Marietta Corporation | RF-transparent antenna sunshield membrane |
RU2087392C1 (en) * | 1991-08-27 | 1997-08-20 | Спейс Систем/Лорал Инк. | Composite shell for thermal and electrostatic protection (versions) |
US6623826B2 (en) * | 2001-10-29 | 2003-09-23 | Space Systems/Loral | Passive intermodulation free multilayer thermal blanket |
SU1839976A1 (en) * | 1989-07-20 | 2006-06-20 | Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина | Shield vacuum heat insulation for spacecraft |
RU2397926C2 (en) * | 2008-06-24 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт космических и авиационных материалов" | Spacecraft thermal blanket with outer combined layer |
-
2013
- 2013-06-11 RU RU2013126715/11A patent/RU2587740C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1839976A1 (en) * | 1989-07-20 | 2006-06-20 | Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина | Shield vacuum heat insulation for spacecraft |
RU2087392C1 (en) * | 1991-08-27 | 1997-08-20 | Спейс Систем/Лорал Инк. | Composite shell for thermal and electrostatic protection (versions) |
US5373305A (en) * | 1992-05-19 | 1994-12-13 | Martin Marietta Corporation | RF-transparent antenna sunshield membrane |
US6623826B2 (en) * | 2001-10-29 | 2003-09-23 | Space Systems/Loral | Passive intermodulation free multilayer thermal blanket |
RU2397926C2 (en) * | 2008-06-24 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт космических и авиационных материалов" | Spacecraft thermal blanket with outer combined layer |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ОСТ 92-1380-83. Изоляция тепловая экранно-вакуумная. Марки и технические требования. РКК "ЭНЕРГИЯ", 02.03.1984. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA039063B1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-11-29 | Константин Юрьевич ЧАЙКИН | Clock to be used in open space |
RU2781894C1 (en) * | 2021-11-30 | 2022-10-19 | Рамазан Мурадович Рамазанов | Multilayer flexible inflatable shell for spacecraft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013126715A (en) | 2014-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10128391B2 (en) | Photovoltaic module with flexible wire interconnection | |
CN207201209U (en) | Flexible thermal conductive belt | |
WO2011133778A3 (en) | Multi-layer thermal insulation composite | |
WO2013030658A1 (en) | Thermal insulation structure | |
AU2016209937B2 (en) | Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production | |
JP2015515753A5 (en) | ||
KR101521474B1 (en) | Heat insulator with advanced performance | |
EP3650214B1 (en) | Insulation material for thermal and/or acoustic insulation | |
RU2587740C2 (en) | Spacecraft thermal blanket | |
WO2014172336A1 (en) | Multilayer laminate for photovoltaic applications | |
KR101245461B1 (en) | Plane heater having vacuum insulation panel and method for fabricating the same | |
JP2015017343A5 (en) | ||
RU2016102797A (en) | BALLISTIC PROTECTION WITH MULTI-LAYERED STRUCTURE, INCLUDING MANY NUMBER OF RIGID ELEMENTS | |
US10480815B2 (en) | Panel for external air-conditioning ducts and similar products | |
KR20130131920A (en) | Transparent surface heater and fabrication method thereof | |
KR20130006402U (en) | Improved solar absorber | |
WO2016022044A1 (en) | Flexible resistive heating element | |
RU2397926C2 (en) | Spacecraft thermal blanket with outer combined layer | |
JP3196274U (en) | Ceramic protective plate | |
JP2017106182A (en) | Carbon mesh reinforcement membrane structure | |
CN202587423U (en) | Radiant heating plate structure | |
JP2017008456A (en) | Laminate manufacturing method and manufacturing device | |
JP2017008458A (en) | Laminate manufacturing method and manufacturing device | |
CN216466581U (en) | Heat-insulation PE film | |
JP6600978B2 (en) | Heat shield sheet |