RU43717U1

RU43717U1 - DEVICE FOR THERMAL AND MECHANICAL PROTECTION OF MICROELECTRON RECORDER

Info

Publication number: RU43717U1
Application number: RU2004129074/22U
Authority: RU
Inventors: Е.Ф. Фурмаков; О.Ф. Петров; Ю.В. Маслов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Техприбор"
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2005-01-27

Abstract

Полезная модель относится к средствам защиты микроэлектронных регистраторов информации и может быть использовано в защищенных бортовых накопителях полетной информации самолетов и вертолетов. Устройство для тепловой и механической защиты микроэлектронного регистратора позволяет обеспечить сохранность микроэлектронного регистратора при комплексном воздействии на него внешних разрушающих факторов: механических ударов, перегрузок, вибровоздействий, статических давлений, а также огневых факторов с временем воздействия до 1 часа при всестороннем охвате пламенем с температурой до 1100°С. Помимо этого, полезная модель обеспечивает сохранность накопленной информации после длительного, до 10 часов, воздействия тлеющего горения с температурой до 260°С. Защита микроэлектронного оборудования от разрушающих факторов, согласно полезной модели, осуществляется посредством многослойной оболочки, содержащей последовательно расположенные вглубь защитные слои: наружный, промежуточный и внутренний, а также биморфное теплозащитное покрытие на внешней поверхности наружного слоя, причем каждый слой и покрытие выполняют определенную защитную функцию. Биморфное теплозащитное покрытие, предназначенное для пассивной теплозащиты сохраняемого микроэлектронного регистратора, обеспечивает ее благодаря резкому увеличению объема и степени пористости материала покрытия при тепловом воздействии пламенем на него, приводящем к существенному The utility model relates to the means of protecting microelectronic information recorders and can be used in protected airborne flight information storage devices for aircraft and helicopters. A device for thermal and mechanical protection of a microelectronic recorder allows you to ensure the safety of the microelectronic recorder when exposed to external destructive factors: mechanical shocks, overloads, vibration, static pressures, as well as fire factors with an exposure time of up to 1 hour with comprehensive flame coverage with temperatures up to 1100 ° C. In addition, the utility model ensures the safety of the accumulated information after a long, up to 10 hours, exposure to smoldering combustion with a temperature of up to 260 ° C. Protection of microelectronic equipment from destructive factors, according to the utility model, is carried out by means of a multilayer shell containing protective layers successively located deep into: outer, intermediate and inner, as well as a bimorph heat-shielding coating on the outer surface of the outer layer, each layer and coating having a specific protective function. A bimorph thermal protection coating intended for passive thermal protection of a stored microelectronic recorder provides it due to a sharp increase in the volume and porosity of the coating material during thermal exposure to a flame, which leads to a significant

возрастанию толщины и теплового сопротивления покрытия. Наружный слой предназначен для обеспечения ударожаропрочности защитной оболочки за счет высокой механической и тепловой стойкости металлов, из которых изготовлен наружный слой. Промежуточный слой, предназначенный для пассивной теплозащиты сохраняемого микроэлектронного регистратора, выполняет функции теплоизолятора за счет низкой теплопроводности огнеупорного сухого пористого материала, формирующего этот слой. Внутренний слой обеспечивает активную теплозащиту микроэлектронного регистратора. С этой целью его образуют из кристаллических соединений, содержащих кристаллизационную воду кристаллогидратов, потребляющих при тепловом воздействии на них внешнюю теплоту и тем самым обеспечивающих в течение всего времени тепловой дегидратации поддержание температуры внутри защищаемого объема не выше температуры теплового разложения кристаллогидрата. Для повышения эффективности тепловой защиты внутренний слой с обеих сторон покрывают металлическими теплоотражающими прокладками и формируют не менее, чем из двух кристаллогидратов с различными температурами обезвоживания.increasing thickness and thermal resistance of the coating. The outer layer is designed to provide shock and heat resistance of the protective shell due to the high mechanical and thermal resistance of the metals of which the outer layer is made. The intermediate layer, designed for passive thermal protection of the stored microelectronic recorder, acts as a heat insulator due to the low thermal conductivity of the refractory dry porous material forming this layer. The inner layer provides active thermal protection of the microelectronic recorder. To this end, it is formed from crystalline compounds containing crystallization water of crystalline hydrates, which consume external heat when exposed to heat, and thereby ensure that the temperature inside the protected volume is not higher than the thermal decomposition temperature of crystalline hydrate during the entire time of thermal dehydration. To increase the efficiency of thermal protection, the inner layer on both sides is coated with metal heat-reflecting gaskets and formed of at least two crystalline hydrates with different dehydration temperatures.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к средствам защиты микроэлектронного оборудования от внешних разрушающих факторов, таких, как высокотемпературные огневые воздействия, ударные перегрузки, статические давления, а также от длительного воздействия повышенной температуры, и может быть использовано, например, при создании защищенных бортовых накопителей полетной информации для самолетов и вертолетов, а также защищенных накопителей информации для других транспортных средств: тепловозов, судов, автомобилей и пр.The proposed utility model relates to the protection of microelectronic equipment from external destructive factors, such as high-temperature fire, shock overload, static pressure, and also from prolonged exposure to elevated temperature, and can be used, for example, to create protected on-board flight information storage devices for airplanes and helicopters, as well as secure storage devices for other vehicles: diesel locomotives, ships, cars, etc.

Известно устройство для защиты микроэлектронного оборудования от воздействия высокой температуры (см. патент РФ №2042294, Н 05 К 7/20, 1995 г.).A device is known for protecting microelectronic equipment from high temperatures (see RF patent No. 2042294, H 05 K 7/20, 1995).

В известном устройстве защищаемый микроэлектронный регистратор размещен в герметичном контейнере, соединенном с системой подачи и циркуляции охлаждающей диэлектрической жидкости, испарение которой на внутренних поверхностях стенок герметичного контейнера и наружных поверхностях микроэлектронного регистратора приводит к охлаждению последнего и защищает его от перегрева.In the known device, the protected microelectronic recorder is placed in an airtight container connected to the supply and circulation system of a cooling dielectric fluid, the evaporation of which on the inner surfaces of the walls of the sealed container and the outer surfaces of the microelectronic recorder leads to cooling of the latter and protects it from overheating.

Недостатком известного устройства является необходимость использования дополнительной системы подачи и циркуляции охлаждающей жидкости, что увеличивает размеры защитного устройства, снижает его надежность и затрудняет использование в качестве бортовой аппаратуры транспортного средства.A disadvantage of the known device is the need to use an additional system for supplying and circulating coolant, which increases the size of the protective device, reduces its reliability and makes it difficult to use the vehicle as on-board equipment.

Также известно устройство для механической и тепловой защиты микроэлектронного оборудования, представляющее собой блок накопления Also known is a device for mechanical and thermal protection of microelectronic equipment, which is a storage unit

информации БНИ, входящий в состав системы диагностики и контроля СДК-8, предназначенной для регистрации полетной информации вертолетов (см. Руководство по технической эксплуатации 6Т1.412.001РЭ. Система диагностики и контроля СДК-8, с.32. Изд. ОАО «Техприбор», СПб. 2001 г.).BNI information, which is part of the SDK-8 diagnostic and control system, designed to record helicopter flight information (see Technical Manual 6T1.412.001RE. Diagnostic and control system SDK-8, p.32. Publishing House of Techpribor OJSC , St. Petersburg. 2001).

Указанное устройство представляет собой защитную слоистую оболочку, окружающую защищаемый объем, в котором размещен сохраняемый микроэлектронный регистратор - твердотельная карта памяти, предназначенная для регистрации полетной информации вертолета.The specified device is a protective layered shell surrounding the protected volume, in which the stored microelectronic recorder is located - a solid-state memory card designed to record helicopter flight information.

Защитная слоистая оболочка состоит из внешнего кожуха блока и двух защитных слоев: наружного и внутреннего, каждый из которых выполняет определенную защитную функцию. Наружный слой защитной оболочки, выполненный из огнестойкого теплоизолирующего пористого материала, предназначен для пассивной теплозащиты сохраняемого регистратора после аварии вертолета, сопровождаемой пожаром, при воздействии на блок внешнего одностороннего теплового потока с температурой пламени до 1100°С.The protective laminate consists of an outer casing of the block and two protective layers: outer and inner, each of which performs a specific protective function. The outer layer of the protective shell made of flame-retardant heat-insulating porous material is intended for passive heat protection of the stored recorder after a helicopter accident accompanied by a fire when an external one-way heat flow with a flame temperature of up to 1100 ° C is exposed to the unit.

Наружный слой защитной оболочки обеспечивает пассивную теплозащиту сохраняемого регистратора путем создания на толщине слоя теплоизолирующего материала перепада температуры, позволяющего поддерживать в течение 30 минут температуру внутренней поверхности слоя, не превышающую 150°С, при температуре внешней поверхности слоя 1100°С.The outer layer of the protective shell provides passive thermal protection of the stored recorder by creating a temperature difference on the thickness of the layer of heat-insulating material, which allows maintaining for 30 minutes the temperature of the inner surface of the layer, not exceeding 150 ° C, at a temperature of the outer surface of the layer of 1100 ° C.

Внутренний слой защитной оболочки представляет собой массивный металлический корпус, выполненный из ударожаропрочных металлических сплавов, и предназначенный для защиты сохраняемого регистратора в момент аварии от внешних разрушающих механических факторов.The inner layer of the protective shell is a massive metal case made of impact-resistant metal alloys and designed to protect the stored recorder at the time of the accident from external destructive mechanical factors.

Наружный и внутренний слои защитной слоистой оболочки размещены внутри внешнего тонкостенного металлического кожуха, на внешнюю поверхность которого нанесены опознавательные знаки и предупредительные надписи, облегчающие поисковые работы по обнаружению блока накопления информации (т.н. «черного ящика») после аварии, не сопровождаемой пожаром.The outer and inner layers of the protective laminate are placed inside the outer thin-walled metal casing, on the outer surface of which there are identification marks and warning signs that facilitate search work to detect the information storage unit (the so-called “black box”) after an accident that is not accompanied by a fire.

Известное устройство надежно выполняет защиту размещенной в защищаемом объеме твердотельной микроэлектронной карты памяти от воздействия внешних механических разрушающих факторов, а также от одностороннего, т.е. направленного только на одну из сторон внешнего кожуха, высокотемпературного воздействия, но не в состоянии обеспечить тепловую защиту при всестороннем огневом воздействии на кожух с температурой 1100°С в течение 30 минут.The known device reliably protects a solid-state microelectronic memory card located in a protected volume from external mechanical destructive factors, as well as from one-sided, i.e. aimed at only one side of the outer casing, high-temperature exposure, but not able to provide thermal protection with comprehensive fire exposure to the casing with a temperature of 1100 ° C for 30 minutes.

Указанный недостаток не позволяет использовать известное устройство на новых и модернизированных вертолетах, так как, в соответствии с отраслевым стандартом (см. ОСТ 1 01080-95. Устройства регистрации бортовые с защищенными накопителями, п.6.2.11, с.11), тепловое воздействие пламенем на защищенный накопитель информации должно быть всесторонним, т.е. направленным на блок со всех шести сторон.This drawback does not allow the use of the known device on new and modernized helicopters, since, in accordance with the industry standard (see OST 1 01080-95. On-board recording devices with protected drives, clause 6.2.11, p.11), thermal effect flame to a secure storage device must be comprehensive, i.e. aimed at the block from all six sides.

Данный недостаток преодолен в наиболее близком к заявленному и принятом за прототип устройстве, основанному на создании вокруг сохраняемого микроэлектронного регистратора защитной слоистой оболочки, предохраняющей его от воздействия внешних тепловых и механических разрушающих факторов (см. патент РФ №2162189, F 16 L 59/02, G 12 B 17/06, В 64 С 1/38, B 64 G 1/58, 2001 г.).This drawback is overcome in the closest to the claimed and adopted as a prototype device, based on the creation around the microelectronic recorder of a protective laminate, protecting it from the effects of external thermal and mechanical destructive factors (see RF patent No. 2162189, F 16 L 59/02, G 12 B 17/06, B 64 C 1/38, B 64 G 1/58, 2001).

В этом устройстве защитная оболочка сохраняемого регистратора сформирована из нескольких последовательно расположенных слоев: наружного ударожаропрочного слоя, изготовленного из жаростойких металлов, промежуточного теплозащитного слоя, выполненного из огнеупорного сухого пористоволокнистого материала, и внутреннего теплозащитного слоя, сформированного из пористого водосодержащего материала, заключенного между теплоотражающими прокладками, изготовленными из металлизированной полимерной пленки.In this device, the protective shell of the stored recorder is formed of several successive layers: an outer shock-resistant layer made of heat-resistant metals, an intermediate heat-protective layer made of refractory dry porous fiber material, and an internal heat-protective layer formed of a porous water-containing material enclosed between the heat-reflecting gaskets, made of metallized polymer film.

Наружный слой защитной оболочки обеспечивает защиту сохраняемого регистратора от внешних разрушающих механических и огневых воздействий за счет ударожаропрочности материала слоя. Промежуточный теплозащитный слой обеспечивает пассивную теплозащиту сохраняемого регистратора за счет низкой теплопроводности сухого пористоволокнистого материала слоя. Внутренний теплозащитный слой обеспечивает активную теплозащиту сохраняемого регистратора за счет поглощения теплоты при кипении воды, находящейся в порах водосодержащего материала. Активная теплозащита позволяет поддерживать температуру защищаемого объема не выше точки кипения воды 100°С в течение всего времени выкипания. Теплоотражающие прокладки способствуют дополнительному понижению температуры защищаемого объема за счет частичного отражения внешнего теплового потока теплоотражающими поверхностями прокладок.The outer layer of the protective shell protects the stored recorder from external destructive mechanical and fire effects due to the impact resistance of the material of the layer. An intermediate heat-shielding layer provides passive heat protection of the stored recorder due to the low thermal conductivity of the dry porous fiber material of the layer. The inner heat-protective layer provides active heat protection of the stored recorder due to the absorption of heat during boiling of water located in the pores of the water-containing material. Active thermal protection allows maintaining the temperature of the protected volume not higher than the boiling point of water 100 ° C during the whole boiling time. Heat-reflecting gaskets contribute to an additional decrease in the temperature of the protected volume due to the partial reflection of the external heat flux by the heat-reflecting surfaces of the gaskets.

Известное устройство эффективно решает задачу защиты сохраняемого регистратора от разрушающих механических факторов и высокотемпературных воздействий, обеспечивая защиту микроэлектронного оборудования при внешнем The known device effectively solves the problem of protecting a stored recorder from destructive mechanical factors and high temperature influences, providing protection for microelectronic equipment with external

всестороннем огневом воздействии с температурой до 1100°С в течение 30 минут, ударных перегрузках до 3400 g и статических давлениях до 600 атм.comprehensive fire exposure with temperatures up to 1100 ° С for 30 minutes, shock overloads up to 3400 g and static pressures up to 600 atm.

Однако, в соответствии с международными требованиями TSO (см. «Technical Standart Order», TSO-C124a, Washington, DC; 8/1/96) к бортовым защищенным накопителям полетной информации самолетов и вертолетов, сохраняемый регистратор, помимо вышеперечисленных разрушающих механических факторов и высокотемпературных воздействий, должен выдерживать также и длительное всестороннее воздействие повышенной температуры 260°С в течение 10 часов. Кроме того, согласно требованиям TSO, время всестороннего высокотемпературного воздействия 1100°С должно составлять не менее 1 часа.However, in accordance with the international TSO requirements (see Technical Standart Order, TSO-C124a, Washington, DC; 8/1/96) for on-board protected aircraft and helicopter flight information storage devices, a stored recorder, in addition to the above destructive mechanical factors and high-temperature effects, must also withstand long-term comprehensive exposure to elevated temperature 260 ° C for 10 hours. In addition, according to the requirements of TSO, the time of comprehensive high-temperature exposure to 1100 ° C should be at least 1 hour.

Для выполнения известным устройством требования TSO по длительности всестороннего высокотемпературного воздействия не менее 1 часа необходимо значительное увеличение толщин промежуточного и внутреннего слоев, т.е. существенное увеличение объема защитной оболочки, что приводит к недопустимому для бортового оборудования возрастанию ее габаритных размеров.To fulfill the TSO requirements for a comprehensive high-temperature exposure for at least 1 hour, a significant increase in the thicknesses of the intermediate and inner layers, i.e. a significant increase in the volume of the protective shell, which leads to an increase in its overall dimensions that is unacceptable for on-board equipment.

Для выполнения требования TSO по стойкости к длительному, до 10 часов, всестороннему воздействию повышенной температуры 260°С известное устройство малоэффективно.To meet the TSO requirements for resistance to long-term, up to 10 hours, comprehensive exposure to elevated temperatures of 260 ° C, the known device is ineffective.

В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача обеспечения защиты сохраняемого микроэлектронного регистратора при воздействии на него механических и тепловых перегрузок, в том числе - при всестороннем воздействии высокой температуры 1100°С в течение 1 часа, а также при длительном всестороннем воздействии повышенной температуры 260°С в течение 10 часов.The proposed utility model is based on the task of protecting the stored microelectronic recorder under the influence of mechanical and thermal overloads, including the comprehensive exposure to high temperature of 1100 ° C for 1 hour, as well as the long-term comprehensive exposure to elevated temperature of 260 ° C in within 10 hours.

Для эффективной защиты сохраняемого микроэлектронного регистратора For effective protection of a stored microelectronic recorder

предлагаются следующие новые технические решения.The following new technical solutions are offered.

Во-первых, предлагается дополнительно сформировать на внешней поверхности наружного ударожаропрочного слоя теплоизоляционное биморфное теплозащитное покрытие. В исходном состоянии биморфное теплозащитное покрытие представляет собой достаточно тонкую, толщиной около 1,5-2 мм, пленку, выполненную из теплоизоляционного композиционного материала; в зависимости от внешней температуры биморфное покрытие может находиться в одной из двух устойчивых морфологических модификациях: низкотемпературной модификации с монолитной макроструктурой и высокотемпературной модификации с пористой макроструктурой.Firstly, it is proposed to additionally form a heat-insulating bimorph heat-shielding coating on the outer surface of the outer shock-resistant layer. In the initial state, the bimorph heat-shielding coating is a fairly thin film with a thickness of about 1.5-2 mm made of a heat-insulating composite material; depending on the external temperature, the bimorph coating can be in one of two stable morphological modifications: a low-temperature modification with a monolithic macrostructure and a high-temperature modification with a porous macrostructure.

Модификация с монолитной структурой, устойчивая до 220°С, переходит при температуре выше 250°С в состояние с пористой структурой; в диапазоне температур 220-250°С теплоизоляционный композиционный материал биморфного покрытия находится в промежуточном состоянии.Modification with a monolithic structure, stable up to 220 ° C, passes at a temperature above 250 ° C into a state with a porous structure; in the temperature range 220-250 ° С, the heat-insulating composite material of the bimorph coating is in an intermediate state.

Низкотемпературная модификация биморфного теплозащитного покрытия обладает адгезией к поверхности наружного ударожаропрочного слоя и позволяет формировать на ней гладкое, механически прочное пленочное покрытие, допускающее окраску внешней поверхности.The low-temperature modification of the bimorph heat-shielding coating has adhesion to the surface of the outer shock-resistant layer and allows it to form a smooth, mechanically strong film coating on it, which allows coloring of the outer surface.

Высокотемпературная модификация, образующаяся после воздействия на пленочное покрытие внешней температуры выше 250°С, представляет собой высоковспененную структуру с толщиной, многократно превосходящей толщину пленочного покрытия в исходном состоянии.The high-temperature modification formed after exposure to the film coating with an external temperature above 250 ° C is a highly foamed structure with a thickness many times greater than the thickness of the film coating in the initial state.

Теплоизоляционные свойства высокотемпературной модификации покрытия весьма высоки, что позволяет надежно защищать наружный ударожаропрочный The thermal insulation properties of the high-temperature modification of the coating are very high, which allows reliable protection of the external impact-resistant

слой от внешних высокотемпературных воздействий.layer from external high temperature influences.

Во-вторых, внутренний теплозащитный водосодержащий слой предлагается формировать из материалов, содержащих воду не в свободном состоянии, в порах пористо-волокнистого материала, как это осуществлено в известном устройстве, а в кристаллически-связанном состоянии в структуре кристаллической решетки кристаллогидратов - кристаллических соединений, содержащих связанную, т.н. «кристаллизационную» воду. Использование кристаллогидратов для формирования внутреннего теплозащитного слоя позволяет существенно повысить эффективность активной теплозащиты внутреннего слоя, поскольку для испарения кристаллизационной воды, входящей в состав кристаллогидрата, требуется значительно большее количество тепла, чем для испарения эквивалентной массы свободной воды, находящейся в порах пористо-волокнистого материала.Secondly, it is proposed to form an internal heat-protective water-containing layer from materials containing water not in a free state, in the pores of a porous-fibrous material, as is done in a known device, but in a crystalline-bound state in the structure of the crystal lattice of crystalline hydrates - crystalline compounds containing related, so-called "Crystallization" water. The use of crystalline hydrates to form the inner heat-shielding layer can significantly increase the efficiency of active heat shielding of the inner layer, since the evaporation of crystallization water, which is part of the crystalline hydrate, requires significantly more heat than the evaporation of an equivalent mass of free water located in the pores of a porous-fibrous material.

Помимо этого, в полезной модели предлагаются новые технические решения, направленные на дальнейшее повышение теплозащитных функций устройства. Так, например, предлагается изготавливать теплоотражающие прокладки не из металлизированного полимера, как в известном устройстве, а из металлической фольги, обладающей принципиально более высокой термостойкостью по сравнению с полимерным материалом. Для дренирования водяных паров, образующихся при тепловом разложении кристаллогидратов, предлагается перфорировать в металлической фольге наружной теплоотражающей прокладки дренажные отверстия. Для повышения отражательной способности теплоотражающих прокладок предлагается полировать их теплоотражающие поверхности.In addition, the utility model proposes new technical solutions aimed at further enhancing the thermal protection functions of the device. So, for example, it is proposed to produce heat-reflecting gaskets not from a metallized polymer, as in the known device, but from a metal foil having a fundamentally higher heat resistance compared to a polymer material. To drain the water vapor generated by the thermal decomposition of crystalline hydrates, it is proposed to perforate drainage holes in the metal foil of the outer heat-reflecting pad. To increase the reflectivity of heat-reflecting gaskets, it is proposed to polish their heat-reflecting surfaces.

Кроме того, в предлагаемом устройстве для обеспечения эффективного In addition, in the proposed device to ensure effective

режима охлаждения промежуточного теплозащитного слоя водяным паром, образующимся при обезвоживании кристаллогидратов, предлагается перфорировать в наружном ударожаропрочном слое дренажные отверстия с определенным соотношением длины и диаметра каждого отверстия, обеспечивающим эффективное охлаждение внутреннего теплозащитного слоя водяным паром за счет создания внутри защитной слоистой оболочки избыточного давления водяного пара.It is proposed to perforate drainage holes in the outer shock and heat-resistant layer with a certain ratio of the length and diameter of each hole to provide effective cooling of the inner heat-protective layer with water vapor by creating excessive water vapor pressure inside the protective layer.

В полезной модели также предлагается для повышения эффективности активной теплозащиты образовывать внутренний теплозащитный слой не менее, чем из двух теплозащитных прослоек, причем наружную прослойку предлагается формировать с использованием кристаллогидрата, менее термостойкого, чем кристаллогидрат внутренней теплозащитной прослойки. Прослойки предлагается отделять одну от другой с помощью промежуточной теплоотражающей металлической перфорированной прокладки.In a utility model, it is also proposed to increase the efficiency of active thermal protection to form an internal heat-protective layer of at least two heat-protective layers, and the outer layer is proposed to be formed using crystalline hydrate, less heat-resistant than crystalline hydrate of the internal heat-protective layer. The layers are proposed to separate one from the other using an intermediate heat-reflecting metal perforated gasket.

Таким образом, с целью выполнения поставленной задачи, в устройстве для тепловой и механической защиты микроэлектронного регистратора, состоящем из последовательно расположенных слоев: наружного ударожаропрочного слоя, изготовленного из жаростойких металлов, промежуточного теплозащитного слоя, выполненного из огнеупорного сухого пористого материала, и внутреннего теплозащитного слоя, сформированного из водосодержащего материала, заключенного между наружной и внутренней теплоотражающими прокладками, новым, согласно полезной модели является то, что дополнительно на внешней поверхности наружного ударожаропрочного слоя образовано биморфное теплозащитное покрытие из теплоизоляционного композиционного материала, Thus, in order to fulfill the task, in a device for thermal and mechanical protection of a microelectronic recorder, consisting of successively arranged layers: an external shock-resistant layer made of heat-resistant metals, an intermediate heat-protective layer made of refractory dry porous material, and an internal heat-protective layer, formed from a water-containing material, enclosed between the outer and inner heat-reflecting gaskets, new, according to the useful mode and is further on the outer surface of the outer layer is formed udarozharoprochnogo bimorph thermal barrier coating of thermally insulating composite material,

обладающего адгезией к поверхности наружного ударожаропрочного слоя и способностью увеличиваться в объеме не менее, чем в 10 раз при тепловом воздействии пламенем на него, при этом наружный ударожаропрочный слой перфорирован сквозными дренажными отверстиями, диаметр каждого из которых не превышает половины толщины наружного ударожаропрочного слоя, теплоотражающие прокладки изготовлены из металлической фольги, причем наружная теплоотражающая прокладка перфорирована, а внутренний теплозащитный слой образован с использованием не менее, чем двух кристаллогидратов, таких, что температура обезвоживания одного из них превосходит температуру обезвоживания другого не менее, чем в два раза, и состоит не менее, чем из двух прослоек: наружной и внутренней, разделенных между собой промежуточной теплоотражающей металлической перфорированной прокладкой, при этом наружная прослойка выполнена из менее термостойкого кристаллогидрата по сравнению с кристаллогидратом внутренней прослойки.having adhesion to the surface of the outer shock-resistant layer and the ability to increase in volume by at least 10 times when the flame is exposed to heat, the outer shock-resistant layer is perforated through the drainage holes, the diameter of each of which does not exceed half the thickness of the outer shock-resistant layer, heat-reflecting gaskets made of metal foil, the outer heat-reflecting pad is perforated, and the inner heat-shielding layer is formed using e than two crystalline hydrates, such that the dehydration temperature of one of them exceeds the dehydration temperature of the other by at least two times, and consists of at least two layers: the outer and inner, separated by an intermediate heat-reflecting metal perforated gasket, with this outer layer is made of less heat-resistant crystalline hydrate compared with the crystalline hydrate of the inner layer.

Для более полного раскрытия сущности полезной модели на Фигуре представлено сечение предложенного устройства.For a more complete disclosure of the essence of the utility model, the Figure shows a cross section of the proposed device.

Сохраняемый микроэлектронный регистратор 1 размещен в защищаемом объеме 2, расположенном внутри защитной слоистой оболочки, включающей:The stored microelectronic recorder 1 is placed in a protected volume 2 located inside the protective laminate, including:

- биморфное теплозащитное покрытие 3, образованное из теплоизоляционного композиционного материала, нанесенного на внешнюю поверхность наружного ударожаропрочного слоя 4. Биморфное теплозащитное покрытие 3 обладает адгезией к поверхности наружного ударожаропрочного слоя 4, а также обладает свойством вспениваться при тепловом воздействии пламенем на него при температуре не более 260°С с многократным увеличением объема, а - bimorph heat-insulating coating 3, formed from a heat-insulating composite material deposited on the outer surface of the outer shock-resistant layer 4. Bimorph heat-insulating coating 3 has adhesion to the surface of the outer shock-resistant layer 4, and also has the property of foaming when exposed to heat at a temperature of no more than 260 ° C with a multiple increase in volume, and

следовательно, теплоизоляционных свойств материала;therefore, the thermal insulation properties of the material;

- наружный ударожаропрочный слой 4, изготовленный из жаростойких металлов и перфорированный дренажными отверстиями 5, диаметр каждого из которых выбран не превышающим половины толщины наружного ударожаропрочного слоя 4;- outer shock-resistant layer 4 made of heat-resistant metals and perforated by drainage holes 5, the diameter of each of which is chosen not exceeding half the thickness of the outer shock-resistant layer 4;

- промежуточный теплозащитный слой 6, предназначенный для пассивной теплозащиты сохраняемого микроэлектронного регистратора 1 и выполненный из огнеупорного сухого пористого материала;- an intermediate heat-protective layer 6, intended for passive heat protection of the stored microelectronic recorder 1 and made of refractory dry porous material;

- внутренний теплозащитный слой 7, предназначенный для активной теплозащиты сохраняемого микроэлектронного регистратора 1, образованный из материала, в состав которого входят кристаллогидраты: кристаллические соединения, содержащие кристаллизационную воду;- an internal heat-protective layer 7, intended for active thermal protection of the stored microelectronic recorder 1, formed from a material that includes crystalline hydrates: crystalline compounds containing crystallization water;

- слой 7 составлен не менее, чем из двух различных кристаллогидратов с отличающимися между собой температурами обезвоживания: у одного из кристаллогидратов эта температура превосходит температуру обезвоживания другого кристаллогидрата не менее, чем в два раза. На наружной и внутренней поверхностях внутреннего теплозащитного слоя 7 расположены, соответственно, наружная 8 и внутренняя 9 теплоотражающие прокладки, изготовленные из металлической, например, алюминиевой, фольги и предназначенные для отражения внешнего теплового потока, причем наружная теплоотражающая прокладка 8 перфорирована для возможности дренирования сквозь ее отверстия водяных паров. Внутренний теплозащитный слой 7 содержит не менее, чем две прослойки: наружную 10 и внутреннюю 11, разделенные между собой промежуточной теплоотражающей прокладкой 12, изготовленной из - layer 7 is composed of at least two different crystalline hydrates with different dehydration temperatures: in one of the crystalline hydrates this temperature exceeds the dehydration temperature of the other crystalline hydrate by at least two times. On the outer and inner surfaces of the inner heat-shielding layer 7 are located, respectively, the outer 8 and inner 9 heat-reflecting linings made of metal, for example, aluminum, foil and designed to reflect the external heat flux, and the outer heat-reflecting liner 8 is perforated to allow drainage through its holes water vapor. The inner heat-shielding layer 7 contains at least two layers: the outer 10 and inner 11, separated by an intermediate heat-reflecting pad 12 made of

металлической перфорированной фольги, при этом кристаллогидрат, входящий в состав материала внутренней прослойки 11, выбран с температурой обезвоживания, превышающей температуру обезвоживания кристаллогидрата наружной прослойки 10 не менее, чем в два раза.perforated metal foil, while the crystalline hydrate included in the material of the inner layer 11 is selected with a dehydration temperature exceeding the dehydration temperature of the crystalline hydrate of the outer layer 10 not less than twice.

Геометрическая форма предлагаемого устройства может быть сферической, цилиндрической, призматической и т.п. Представленное на Фигуре устройство со сферической геометрией является наиболее компактным и теплоударостойким из перечисленных.The geometric shape of the proposed device can be spherical, cylindrical, prismatic, etc. The device with spherical geometry shown in the Figure is the most compact and heat-shock resistant of those listed.

Наружный ударожаропрочный слой 4 устройства может быть составлен из двух полусфер, соединенных между собой, например, посредством сварного шва 13, допускающего возможность разъединения полусфер для доступа к сохраняемому микроэлектронному регистратору 1 после аварии, например, путем удаления шва 13.The outer shock-resistant layer 4 of the device can be composed of two hemispheres interconnected, for example, by means of a weld 13, allowing the hemispheres to be separated to access the stored microelectronic recorder 1 after an accident, for example, by removing the seam 13.

Биморфное теплозащитное покрытие 3 выполнено из монолитного и гладкого в исходном состоянии материала, внешняя поверхность которого допускает окраску с нанесением опознавательных знаков и предупредительных надписей, предусмотренных нормами летной годности и облегчающих поиск «черного ящика» после аварии, не сопровождаемой пожаром.The bimorph heat-shielding coating 3 is made of a monolithic and smooth material in the initial state, the outer surface of which allows coloring with the application of identification marks and warning signs provided for by the airworthiness standards and facilitating the search for the “black box” after an accident not accompanied by a fire.

Биморфное теплозащитное покрытие 3 может находиться в двух устойчивых морфологических состояниях: исходном состоянии с монолитной структурой, устойчивой до температур, не превышающих 220°С, и состоянии с пористой структурой, устойчивой при температурах более 250°С.В диапазоне температур 220°С-250°С материал покрытия находится в метастабильном промежуточном состоянии.Bimorph heat-shielding coating 3 can be in two stable morphological states: the initial state with a monolithic structure, stable to temperatures not exceeding 220 ° C, and the state with a porous structure, stable at temperatures above 250 ° C. In the temperature range 220 ° C-250 ° C, the coating material is in a metastable intermediate state.

В случае, когда в результате аварии возникает пожар, возможны предусмотренные нормативами TSO, аварийные ситуации: ситуация с активным всесторонним огневым воздействием на сохраняемый микроэлектронный регистратор пламени с температурой 1100°С в течение 1 часа, и ситуация с тлеющим всесторонним огневым воздействием на сохраняемый микроэлектронный регистратор при температуре тления 260°С в течение 10 часов.In the event that a fire occurs as a result of an accident, emergency situations stipulated by TSO standards are possible: emergencies: a situation with active comprehensive fire exposure to a stored microelectronic flame recorder with a temperature of 1100 ° C for 1 hour, and a situation with smoldering comprehensive fire exposure to a stored microelectronic recorder at a smoldering temperature of 260 ° C for 10 hours.

В каждой из двух указанных ситуаций материал биморфного теплозащитного покрытия 3 защитной оболочки, нанесенный на внешнюю поверхность наружного ударожаропрочного слоя 4, подвергается непосредственному огневому воздействию и, после нагревания выше предела теплостойкости 250°С, размягчается и вспенивается.In each of these two situations, the material of the bimorph heat-protective coating 3 of the protective shell, deposited on the outer surface of the outer shock-resistant layer 4, is subjected to direct fire exposure and, after heating above the heat resistance limit of 250 ° C, softens and foams.

Для получения необходимых теплозащитных и механических свойств биморфного теплозащитного покрытия 3 оно образовано из композита, содержащего не менее, чем три компонента: вспенивающуюся теплостойкую основу, вспенивающий агент и модификатор.To obtain the necessary heat-shielding and mechanical properties of the bimorph heat-shielding coating 3, it is formed from a composite containing at least three components: a foaming heat-resistant base, a foaming agent, and a modifier.

Вспенивающаяся теплостойкая основа представляет собой вещество, обладающее способностью образовывать жесткую теплостойкую высоковспененную структуру с сообщающимися порами, возникающую в результате теплового размягчения и вспенивания при достижении предела теплостойкости в результате внутреннего газообразования, стимулированного каталитическим действием вспенивающего агента. Вспенивающий агент представляет собой катализатор, обеспечивающий интенсивное газовыделение во вспенивающемся материале при достижении последним предела теплостойкости. Модификатор представляет собой связующую добавку, придающую материалу Foaming heat-resistant base is a substance with the ability to form a rigid heat-resistant highly foamed structure with interconnected pores, resulting from thermal softening and foaming when the heat resistance limit is reached as a result of internal gas generation stimulated by the catalytic action of the foaming agent. The blowing agent is a catalyst that provides intense gas evolution in the foamable material when the latter reaches the heat resistance limit. The modifier is a binder to give the material

биморфного теплозащитного покрытия 3 требуемые в исходном состоянии механические свойства: монолитность, гладкость, механическую прочность к ударам и истиранию, а также адгезию к материалу наружного ударожаропрочного слоя 4.bimorph heat-shielding coating 3 mechanical properties required in the initial state: monolithicity, smoothness, mechanical resistance to shock and abrasion, as well as adhesion to the material of the outer shock-resistant layer 4.

В качестве компонентов композита могут быть использованы, например: вспенивающаяся теплостойкая основа на базе фенолоальдегидной смолы с пределом теплостойкости не менее 150°С, вспенивающийся агент на основе ПАВ (поверхностно-активного вещества), и модификатор на основе эпоксидной смолы.As components of the composite, for example, a foaming heat-resistant base based on a phenolic resin with a heat resistance limit of at least 150 ° C, a foaming agent based on a surfactant (surfactant), and an epoxy-based modifier can be used.

При внешнем огневом воздействии с температурой выше 250°С структура биморфного теплозащитного покрытия 3 существенно изменяется: ранее монолитный композиционный материал покрытия преобразуется под воздействием пламени в пористый, что приводит к резкому увеличению его объема. В итоге толщина биморфного теплозащитного покрытия 3 увеличивается в 15-20 раз при тлеющем всестороннем огневом воздействии с температурой 260°С, при этом наружняя поверхность покрытия достигает диаметра, обозначенного на Фигуре поз.14 (ближняя граница 14) и в 30-50 раз при активном всестороннем огневом воздействии с температурой 1100°С, при этом наружняя поверхность покрытия достигает диаметра, обозначенного на Фигуре поз.15 (дальняя граница 15).With external fire exposure with a temperature above 250 ° C, the structure of the bimorph heat-shielding coating 3 changes significantly: the previously monolithic composite coating material is transformed under the influence of the flame into porous, which leads to a sharp increase in its volume. As a result, the thickness of the bimorph heat-shielding coating 3 increases 15-20 times under smoldering comprehensive fire exposure at a temperature of 260 ° C, while the outer surface of the coating reaches the diameter indicated in the Figure pos. 14 (near border 14) and 30-50 times at active comprehensive fire exposure with a temperature of 1100 ° C, while the outer surface of the coating reaches the diameter indicated in the Figure pos.15 (distant border 15).

Увеличение толщины и изменение структуры биморфного теплозащитного покрытия 3 приводит к качественному улучшению его теплоизоляционных свойств.An increase in thickness and a change in the structure of the bimorph heat-shielding coating 3 leads to a qualitative improvement in its heat-insulating properties.

В результате этого при воздействии всестороннего наружного теплового потока с температурой 1100°С биморфное теплозащитного покрытие 3, As a result of this, when exposed to a comprehensive external heat flux with a temperature of 1100 ° C, a bimorph heat-shielding coating 3,

вспененное до дальней границы 15, позволяет поддерживать не менее 20 минут перепад температуры на биморфном теплозащитном покрытии 3 не менее 350°С, обеспечивая при этом температуру в наружном ударожаропрочном слое 4 не выше 750°С.foamed to the far boundary 15, allows you to maintain at least 20 minutes the temperature drop on the bimorph heat-insulating coating 3 is not less than 350 ° C, while ensuring the temperature in the outer shock-resistant layer 4 is not higher than 750 ° C.

По истечение не менее 20 минут вспененное биморфное теплозащитное покрытие 3 начинает разрушаться под продолжающимся воздействием пламени, поверхность наружного ударожаропрочного слоя 4 постепенно оголяется, и к концу 25-ой минуты наружный ударожаропрочный слой 4 открыто нагревается внешним пламенем, достигая температуры 1100°С.After at least 20 minutes, the foamed bimorph heat-shielding coating 3 begins to collapse under continued exposure to the flame, the surface of the outer shock-resistant layer 4 is gradually exposed, and by the end of the 25th minute, the outer shock-resistant layer 4 is openly heated by an external flame, reaching a temperature of 1100 ° С.

При дальнейшем высокотемпературном воздействии на наружный ударожаропрочный слой 4 внешнего теплового потока с температурой 1100°С, происходит постепенное нагревание промежуточного теплозащитного слоя 6, сформированного из огнеупорного сухого пористого материала с высокими теплоизоляционными свойствами.With further high-temperature exposure to the external shock-resistant layer 4 of the external heat flux with a temperature of 1100 ° C, a gradual heating of the intermediate heat-shielding layer 6 formed of a refractory dry porous material with high thermal insulation properties occurs.

Из-за низкой теплопроводности материала промежуточного теплозащитного слоя 6, его прогревание до температуры 120°С (температуры обезвоживания наименее термостойкого из кристаллогидратов, входящих в состав внутреннего теплозащитного слоя 7) происходит в течение 5-10 минут.Due to the low thermal conductivity of the material of the intermediate heat-shielding layer 6, its heating to a temperature of 120 ° C (the dehydration temperature of the least heat-resistant of the crystalline hydrates that make up the internal heat-shielding layer 7) occurs within 5-10 minutes.

Таким образом, примерно через 30 минут после аварии, сопровождаемой внешним всесторонним воздействием пламенем с температурой 1100°С, температура наружной поверхности внутреннего теплозащитного слоя 7 может достигнуть критического значения 120°С, при котором начинается обезвоживание наименее термостойкого из кристаллогидратов внутреннего теплозащитного слоя 7.Thus, approximately 30 minutes after the accident, accompanied by an external comprehensive exposure to a flame with a temperature of 1100 ° С, the temperature of the outer surface of the inner heat-protective layer 7 can reach a critical value of 120 ° С, at which the dehydration of the least heat-resistant of the crystal hydrates of the inner heat-protective layer 7 begins.

При другой, предусмотренной нормативами TSO ситуации - внешнем всестороннем тлеющем огневом воздействии с температурой 260°С биморфное теплозащитное покрытие 3, вспененное до ближней границы 14, позволяет поддерживать около 1,5 часа перепад температуры не менее 50°С между ближней границей 14 покрытия и внешней поверхностью наружного ударожаропрочного слоя 4, обеспечивая температуру в наружном ударожаропрочном слое 4 не выше 210°С.In another situation stipulated by TSO standards - external comprehensive smoldering fire exposure with a temperature of 260 ° C, a bimorph heat-insulating coating 3, foamed to the near border 14, allows you to maintain a temperature drop of at least 50 ° C between the near border 14 of the coating and the outside for about 1.5 hours the surface of the outer shockproof layer 4, providing a temperature in the outer shockproof layer 4 not higher than 210 ° C.

По истечение 1,5 часа вспененное биморфное теплозащитное покрытие 3 начинает разрушаться, поверхность наружного ударожаропрочного слоя 4 постепенно оголяется и к концу второго часа наружный ударожаропрочный слой 4 открыто нагревается тлеющим пламенем до температуры 260°С.After 1.5 hours, the foamed bimorph heat-protective coating 3 begins to break down, the surface of the outer shock-resistant layer 4 is gradually exposed and by the end of the second hour, the outer shock-resistant layer 4 is openly heated by a smoldering flame to a temperature of 260 ° C.

При дальнейшем воздействии на наружный ударожаропрочный слой 4 внешнего теплового потока с температурой 260°С происходит постепенное нагревание промежуточного теплозащитного слоя 6 в течение 25-35 минут до температуры 120°С.With further exposure to the external shock-resistant layer 4 of the external heat flux with a temperature of 260 ° C, the intermediate heat-shielding layer 6 is gradually heated to a temperature of 120 ° C for 25-35 minutes.

Таким образом, примерно через 2,5 часа после аварии, сопровождаемой тлеющим огневым воздействием с температурой 260°С, температура на наружной поверхности внутреннего теплозащитного слоя 7 может достигнуть значения 120°С, при котором происходит обезвоживание наименее термостойкого из кристаллогидратов внутреннего теплозащитного слоя 7.Thus, approximately 2.5 hours after the accident, accompanied by a smoldering fire exposure at a temperature of 260 ° C, the temperature on the outer surface of the inner heat-shielding layer 7 can reach 120 ° С, at which the least heat-resistant of the crystal hydrates of the inner heat-shielding layer 7 are dehydrated.

В качестве кристаллогидратов, образующих внутренний теплозащитный слой 7, могут быть использованы, например, гидросульфаты металлов, в том числе - никеля, меди и железа, гидросульфаты двойных металлов, в том числе - калия и алюминия, кристаллогидраты двойных солей, в том числе - сульфата калия As crystalline hydrates forming the inner heat-shielding layer 7, for example, metal hydrosulphates, including nickel, copper and iron, hydrosulphates of double metals, including potassium and aluminum, crystalline hydrates of double salts, including sulfate, can be used potassium

и хрома, сульфата калия и алюминия, гидроксилы металлов, в том числе - алюминия, гидротированные силикаты щелочных металлов, в том числе - натрия, калия и лития.and chromium, potassium sulfate and aluminum, metal hydroxides, including aluminum, hydrated alkali metal silicates, including sodium, potassium and lithium.

Температуры Т_о обезвоживания указанных кристаллогидратов лежат в пределах от 105°С до 400°С. Так, например, для наименее термостойкого из перечисленных кристаллогидратов - додекагидросульфата калия - алюминия KAl(SО₄)₂·12H₂0 температура обезвоживания составляет Т_о=105°С; для наиболее термостойкого кристаллогидрата - декагидротетрабората натрия Na₂B₄О₇·10H₂О Т_о=400°С; для кристаллогидрата с промежуточной термостойкостью -гептогидросульфата железа FeSО₄·7Н₂O Т_о=300°С.The temperatures T _o dehydration of these crystalline hydrates are in the range from 105 ° C to 400 ° C. So, for example, for the least heat-resistant of the listed crystalline hydrates — potassium dodecahydrosulfate — aluminum KAl (SO ₄ ) ₂ · 12H ₂ 0, the dehydration temperature is Т _о = 105 ° С; for the most heat-resistant crystalline hydrate - sodium decahydrotetraborate Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O T _o = 400 ° C; for crystalline hydrate with intermediate heat resistance, iron heptahydrosulfate FeSO ₄ · 7H ₂ O T _o = 300 ° C.

Внутренний теплозащитный слой 7 образован не менее, чем их двух кристаллогидратов с различными температурами обезвоживания Т_о, например, с температурой обезвоживания относительно менее термостойкого кристаллогидрата T_o1=120°С и температурой обезвоживания относительно более термостойкого кристаллогидрата Т_о2=400°С. В случае, когда внутренний теплозащитный слой 7 не содержит прослоек, он состоит из однородной смеси указанных кристаллогидратов. При наличии во внутреннем теплозащитном слое 7 прослоек 10 и 11 наружная прослойка 10 образована из менее термостойкого кристаллогидрата, а внутренняя прослойка 11 - из более термостойкого кристаллогидрата.The inner heat-shielding layer 7 is formed by at least two of their crystalline hydrates with different dehydration temperatures T _о , for example, with a dehydration temperature of a relatively less heat-resistant crystalline hydrate T _o1 = 120 ° С and a dehydration temperature of a relatively more heat-resistant crystalline hydrate T _o2 = 400 ° С. In the case when the inner heat-protective layer 7 does not contain interlayers, it consists of a homogeneous mixture of these crystalline hydrates. If there are 7 interlayers 10 and 11 in the inner heat-shielding layer, the outer interlayer 10 is formed of a less heat-resistant crystalline hydrate, and the inner interlayer 11 is formed of a more heat-resistant crystalline hydrate.

При воздействии на защитную оболочку всестороннего теплового потока с температурой 1100°С температура наружной поверхности внутреннего теплозащитного слоя 7 приблизительно через 30 минут после начала воздействия достигает значения T_o1=120°С, и относительно менее термостойкий When exposed to a protective shell of a comprehensive heat flux with a temperature of 1100 ° C, the temperature of the outer surface of the inner heat-shielding layer 7 approximately 30 minutes after the start of exposure reaches a value of T _o1 = 120 ° C, and relatively less heat-resistant

кристаллогидрат начинает обезвоживаться. Т.к. теплота обезвоживания кристаллогидрата включает две составляющие: теплоту дегидратации кристаллогидрата и теплоту испарения воды, то количество тепла, необходимое для обезвоживания кристаллогидрата, почти в 1,5 раза превышает теплоту выкипания свободной воды.crystalline hydrate begins to dehydrate. Because Since the heat of dehydration of crystalline hydrate includes two components: the heat of dehydration of crystalline hydrate and the heat of evaporation of water, the amount of heat required for dehydration of crystalline hydrate is almost 1.5 times higher than the heat of boiling free water.

В соответствии с этим, время обезвоживания относительно менее термостойкого кристаллогидрата также превышает время выкипания эквивалентной массы воды не менее, чем в 1,5 раза.Accordingly, the dehydration time of a relatively less heat-resistant crystalline hydrate also exceeds the boiling time of an equivalent mass of water by no less than 1.5 times.

Температура в обезвоживаемой части внутреннего теплозащитного слоя 7 в течение всего времени обезвоживания не превышает 120°С.The temperature in the dehydrated portion of the inner heat-shielding layer 7 during the entire time of dehydration does not exceed 120 ° C.

Однако, по мере теплового разложения менее термостойкого кристаллогидрата наружная часть внутреннего теплозащитного слоя 7 постепенно прогревается внешним теплом, ее температура поднимается до значения Т_о>120°С, и при значении Т_о=400°С=Т_о2 начинается обезвоживание более термостойкого кристаллогидрата.However, with the thermal decomposition of the less heat-resistant crystalline hydrate, the outer part of the inner heat-protective layer 7 is gradually warmed up by external heat, its temperature rises to a value of Т _о > 120 ° С, and at a value of Т _о = 400 ° С = Т _о2 , dehydration of a more heat-resistant crystalline hydrate begins.

Т.к. количество тепла, необходимое для обезвоживания этого кристаллогидрата, почти в 2 раза превышает теплоту выкипания свободной воды, время обезвоживания существенно превышает время выкипания эквивалентного количества воды.Because the amount of heat required for dehydration of this crystalline hydrate is almost 2 times higher than the heat of boiling free water, the dehydration time significantly exceeds the boiling time of an equivalent amount of water.

Таким образом, в процессе теплового обезвоживания материала внутреннего теплозащитного слоя 7 в области, прилегающей к его наружной поверхности, поддерживается температура не выше 400°С, а в области, близкой к внутренней поверхности - не выше 120°С, причем по мере прогревания внутреннего теплозащитного слоя 7 граница между этими областями постепенно смещается Thus, in the process of thermal dehydration of the material of the inner heat-protective layer 7 in the region adjacent to its outer surface, the temperature is maintained no higher than 400 ° C, and in the region close to the inner surface - no higher than 120 ° C, and as the internal heat-shield is warmed up layer 7, the boundary between these areas is gradually shifted

внутрь внутреннего теплозащитного слоя 7, достигая защищаемого объема не менее, чем через 75 минут после начала внешнего воздействия пламенем с температурой 1100°С на биморфное теплозащитное покрытие 3. Это дает возможность в течение 75-85 минут с момента аварии поддерживать в защищаемом объеме температуру не выше 150°С, что позволяет полностью сохранить работоспособность сохраняемого микроэлектронного регистратора.inside the inner heat-protective layer 7, reaching the protected volume not less than 75 minutes after the start of external exposure to a bimorph heat-insulating coating with a flame with a temperature of 1100 ° С 3. This makes it possible to maintain the temperature in the protected volume for 75-85 minutes from the moment of the accident above 150 ° C, which allows you to fully maintain the health of the stored microelectronic recorder.

При воздействии на защитную оболочку всестороннего теплового потока с температурой 260°С температура внешней поверхности внутреннего теплозащитного слоя 7 приблизительно через 3 часа после начала воздействия достигает значения T_o1=120°С, и относительно менее термостойкий кристаллогидрат начинает обезвоживаться, вначале - вблизи внешней поверхности внутреннего теплозащитного слоя 7, а затем - внутри слоя.When exposed to a protective shell with a comprehensive heat flux with a temperature of 260 ° C, the temperature of the outer surface of the inner heat-shielding layer 7 approximately 3 hours after the start of exposure reaches a value of T _o1 = 120 ° C, and a relatively less heat-resistant crystalline hydrate begins to dehydrate, first near the outer surface of the inner heat-protective layer 7, and then inside the layer.

В процессе прогревания внутреннего теплозащитного слоя 7 температура обезвоживаемой области слоя не превосходит T_o1=120°С, а температура области, где уже произошло тепловое разложение, не превышает 260°С.In the process of heating the inner heat-shielding layer 7, the temperature of the dehydrated layer region does not exceed T _o1 = 120 ° C, and the temperature of the region where thermal decomposition has already occurred does not exceed 260 ° C.

При этом более термостойкий кристаллогидрат, температура обезвоживания которого составляет Т_о2>260°С, не подвергается тепловому разложению и играет роль пассивного теплоизолирующего материала. Приблизительно в течение 11 часов после начала тлеющего огневого воздействия с температурой 260°С температура внутри защищаемого объема не превышает 150°С.Moreover, a more heat-resistant crystalline hydrate, the dehydration temperature of which is Т _о2 > 260 ° С, does not undergo thermal decomposition and plays the role of a passive heat-insulating material. For approximately 11 hours after the start of smoldering fire with a temperature of 260 ° C, the temperature inside the protected volume does not exceed 150 ° C.

Это дает возможность в течение 11 часов с момента аварии обеспечивать полную работоспособность сохраняемого микроэлектронного регистратора.This makes it possible within 11 hours from the moment of the accident to ensure the full operability of the stored microelectronic recorder.

Как в первой (при внешней температуре 1100°С), так и во второй (при внешней температуре 260°С) предусмотренных TSO аварийных ситуациях, пары Both in the first (at an external temperature of 1100 ° С), and in the second (at an external temperature of 260 ° С) emergency situations provided by TSO, pairs

воды, образующиеся во внутреннем теплозащитном слое 7 в результате ее испарения в процессе дегидратации кристаллогидратов, проходят через перфорации в наружной теплоотражающей прокладке 8, затем - сквозь поры в материале промежуточного теплозащитного слоя 6, охлаждая этот материал до температуры водяного пара, и далее, через дренажные отверстия 5 в наружном ударожаропрочном слое 4 поступают за пределы устройства.The water generated in the inner heat-shielding layer 7 as a result of its evaporation during the dehydration of crystalline hydrates passes through perforations in the outer heat-reflecting pad 8, then through the pores in the material of the intermediate heat-shielding layer 6, cooling this material to the temperature of water vapor, and then through the drainage holes 5 in the outer shock-resistant layer 4 go beyond the device.

Для создания условий наиболее эффективного охлаждения промежуточного теплозащитного слоя 6 парами воды необходимо поддерживать избыточное давление паров внутри наружного ударожаропрочного слоя 4, что обеспечивается выбором определенного соотношения между диаметром дренажного отверстия 5 и толщиной наружного ударожаропрочного слоя 4.To create conditions for the most efficient cooling of the intermediate heat-shielding layer with 6 water vapor, it is necessary to maintain an excessive vapor pressure inside the outer shock-resistant layer 4, which is ensured by the choice of a certain ratio between the diameter of the drainage hole 5 and the thickness of the outer shock-resistant layer 4.

При отношении диаметра дренажного отверстия 5 к толщине наружного ударожаропрочного слоя 4, превышающем величину 0,5, происходит свободное истечение водяного пара сквозь дренажные отверстия 5, и внутри наружного ударожаропрочного слоя 4 не создается избыточное давление. В случае, когда указанное отношение не превышает значения 0,5, наблюдается эффект дросселирования водяного пара сквозь дренажные отверстия 5, вызывающий внутри наружного ударожаропрочного слоя 4 избыточное давление, тем большее, чем меньше значение указанного отношения.When the ratio of the diameter of the drainage hole 5 to the thickness of the outer shockproof layer 4 exceeds 0.5, free flow of water vapor through the drainage holes 5 occurs, and no excess pressure is created inside the outer shockproof layer 4. In the case when the specified ratio does not exceed 0.5, the effect of throttling of water vapor through the drainage holes 5 is observed, causing excessive pressure inside the outer shock-resistant layer 4, the greater the smaller the value of the specified ratio.

Однако при существенном уменьшении отношения до значения 0,1 возможно закупоривание дренажных отверстий 5 продуктами теплового разрушения промежуточного теплозащитного слоя 6, внутреннего теплозащитного слоя 7 и, как следствие, - понижение эффективности охлаждения промежуточного теплозащитного слоя 6 водяным паром. Поэтому отношение диаметра дренажного However, with a significant reduction in the ratio to a value of 0.1, it is possible to clog the drainage holes 5 with the thermal destruction products of the intermediate heat-shielding layer 6, the inner heat-shielding layer 7 and, as a result, decrease the cooling efficiency of the intermediate heat-shielding layer 6 with steam. Therefore, the ratio of the diameter of the drainage

отверстия 5 к толщине наружного ударожаропрочного слоя 4 выбрано большим значения 0,1 и не превышающим значения 0,5.holes 5 to the thickness of the outer shock-resistant layer 4 is chosen large value of 0.1 and not exceeding the value of 0.5.

В случае, когда внутренний теплозащитный слой 7 сформирован из двух прослоек: наружной и внутренней, наружная прослойка 10 образована с использованием менее термостойкого кристаллогидрата, а внутренняя прослойка 11 - с использованием более термостойкого кристаллогидрата.In the case where the inner heat-shielding layer 7 is formed of two layers: the outer and inner, the outer layer 10 is formed using a less heat-resistant crystalline hydrate, and the inner layer 11 is formed using a more heat-resistant crystalline hydrate.

Формирование внутреннего теплозащитного слоя 7 из двух прослоек 10 и 11, каждая из которых образована с использованием только одного кристаллогидрата, позволяет более точно задавать значение предельной для сохраняемого микроэлектронного регистратора температуры и значение времени ее установления в защищаемом объеме по сравнению с формированием внутреннего теплозащитного слоя 7 из смеси двух кристаллогидратов.The formation of the inner heat-shielding layer 7 from two interlayers 10 and 11, each of which is formed using only one crystalline hydrate, allows you to more accurately set the temperature limit value for the stored microelectronic recorder and the value of its establishment time in the protected volume compared to the formation of the inner heat-shielding layer 7 of mixtures of two crystalline hydrates.

Особенность теплозащиты с использованием прослоек 10, 11, по сравнению с теплозащитой, при которой внутренний теплозащитный слой 7 не содержит прослоек, заключается в том, что при тепловом воздействии с температурой 1100°С в активной теплозащите сохраняемого микроэлектронного регистратора 1 участвуют обе прослойки 10 и 11 внутреннего теплозащитного слоя 7, а при тепловом воздействии с температурой 260°С - только одна наружная прослойка 10. Внутренняя прослойка 11 в последнем случае играет роль теплоизолятора и используется только для пассивной теплозащиты сохраняемого микроэлекгронного регистратора 1.The peculiarity of thermal protection using interlayers 10, 11, compared with thermal protection, in which the inner heat-protective layer 7 does not contain interlayers, is that during thermal exposure with a temperature of 1100 ° C, both interlayers 10 and 11 are involved in the active thermal protection of the stored microelectronic recorder 1 the inner heat-shielding layer 7, and when exposed to a temperature of 260 ° C - only one outer layer 10. The inner layer 11 in the latter case plays the role of a heat insulator and is used only for passive protection of the stored microelectronic recorder 1.

Таким образом, новые существенные признаки обеспечивают защиту сохраняемого микроэлектронного регистратора при воздействии на него механических и тепловых перегрузок, в том числе - при всестороннем воздействии Thus, new significant features provide protection for the stored microelectronic recorder when exposed to mechanical and thermal overloads, including when subjected to comprehensive exposure

высокой температуры 1100°С в течение 1 часа, а также при длительном всестороннем воздействии повышенной температуры 260°С в течение 10 часов.high temperature 1100 ° C for 1 hour, as well as long-term comprehensive exposure to elevated temperature 260 ° C for 10 hours.

Claims

A device for thermal and mechanical protection of a microelectronic recorder, consisting of successively arranged layers: an external shock-resistant layer made of heat-resistant metals, an intermediate heat-protective layer made of refractory dry porous material, and an internal heat-protective layer formed of a water-containing material, enclosed between the outer and inner heat-reflecting gaskets, characterized in that it is additionally on the outer surface of the outer shock-resistant bimorphic heat-shielding coating is formed from a heat-insulating composite material having adhesion to the surface of the external shock-resistant layer and the ability to increase in volume by at least 10 times when heat is applied by the flame to it, while the external shock-resistant layer is perforated with through-hole drainage holes, the diameter of each of which does not exceed half the thickness of the outer shock-resistant layer, heat-reflecting gaskets are made of metal foil, and the external heat the pressing gasket is perforated, and the inner heat-shielding layer is formed using at least two crystalline hydrates, such that the dehydration temperature of one of them exceeds the dehydration temperature of the other by at least two times, and consists of at least two layers: the outer and inner, separated interconnected by an intermediate heat-reflecting metal perforated gasket, while the outer layer is made of a less heat-resistant crystalline hydrate compared to the crystalline hydrate of the inner puff.