Lanzadera de cerámica de sílice azulejos negros

Dado que otros miembros escribieron, ¿es mi pregunta original aquí los azulejos negros de cerámica de sílice del transbordador? era demasiado amplio, lo modifiqué para preguntar solo una cosa, mientras que las otras preguntas las haré más adelante.

Las baldosas negras de cerámica de sílice del transbordador, eran en su mayoría aire y tan frágiles que puedes romperlas, aplastarlas con la fuerza de tus manos (cita del documental de la NASA). Por lo general, fueron dañados por el hielo en la atmósfera superior durante el ascenso y por algún antiguo puesto de quora potencialmente por micrometeoroides, desechos espaciales en el espacio y calor durante el reingreso. En 1996 se introdujeron nuevos mosaicos negros más fuertes https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120016878.pdfpero debido a problemas con su peso y conductividad térmica, se usaron solo en algunas partes del Orbiter. Estos mosaicos nuevos podrían sobrevivir al impacto del hielo ascendente sin ningún daño (hay una imagen en el enlace de arriba de la página 11, cómo se ven después de 3 vuelos en comparación con los mosaicos antiguos), pero alguien aquí en Space Stack-Exchange escribió que ninguno de los mosaicos del Transbordador sobrevive más de 10 vuelos . También del documental de la NASA, durante el reingreso, el transbordador debe sobrevivir no solo a una gran cantidad de calentamiento de reingreso, sino también a una gran cantidad de presión aerodinámica.

Mi pregunta :

Si esos primeros mosaicos negros de cerámica de sílice eran tan frágiles, ¿cómo pueden sobrevivir a la presión de AD durante el reingreso? ¿La onda de choque los protegió del impacto directo?

Respuestas (1)

Los azulejos no eran tan frágiles como crees. Si bien los lados traseros tenían la consistencia de la espuma de poliestireno, estaban cubiertos con una capa de vidrio curado por reacción que hacía que la superficie fuera suave y dura.

Las losetas aislantes de superficie reutilizables para alta temperatura usaban un revestimiento de vidrio de borosilicato negro que tenía un valor de emitancia superior a 0,8 y cubrían áreas del vehículo en las que las temperaturas alcanzaban los 1260 °C (2300 °F).

Los impactos podían romper el revestimiento de vidrio, y eso sí que era un problema, pero estaban diseñados para llevar la presión dinámica hasta el límite de diseño de TPS de 640 lbf/ft^2.

Las tejas altamente cargadas tenían también densificada la parte posterior de la teja.

La acomodación de estos puntos rígidos para las tejas más cargadas se logró densificando localmente la parte inferior de la teja. La NASA aplicó una solución de partículas de sílice coloidal a la parte inferior de la loseta sin recubrimiento y la horneó a 1926 °C (3500 °F) durante 3 horas. La capa densificada producida medía aproximadamente 0,3 cm (0,1 pulgadas) de espesor y aumentaba el peso de una loseta típica de 15 por 15 cm (6 por 6 pulgadas) en solo 27 gramos (0,06 libras). Para la distribución de la carga, la capa densificada sirvió como una placa estructural que distribuyó las cargas concentradas de la almohadilla de aislamiento de tensión de manera uniforme en las losetas de aislamiento de superficie reutilizables más débiles y sin modificar.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí hay una discusión sobre la carga de mosaicos y los requisitos de falla:

El desafío principal era garantizar que la integridad de la resistencia de las tejas tuviera una probabilidad de falla de las tejas de no más de 1/10^8. Para lograr esta magnitud de confiabilidad del sistema y aun así minimizar el peso, fue necesario definir las cargas y los entornos detallados en cada losa. Para verificar la integridad del diseño de losetas del Sistema de Protección Térmica, cada loseta experimentó tensiones inducidas por las siguientes fuentes combinadas:

  • Sustrato o estructura desplazamiento fuera del plano
  • Cargas aerodinámicas sobre la baldosa
  • Aceleraciones de las baldosas debidas a la vibración y la acústica
  • Desajuste entre la loseta y la estructura en la instalación
  • Gradientes térmicos en la teja
  • Tensiones residuales debidas a la fabricación de baldosas
  • Desplazamiento en el plano del sustrato

Todas las citas de Wings In Orbit: Sistemas de protección térmica

Es incorrecto que ninguna ficha haya sobrevivido a más de 10 misiones. Consulte ¿Cuál fue la vida útil operativa de una placa de lanzadera?

Aquí space.stackexchange.com/questions/37183/… 1 respuesta, Russell Borogove. Si bien algunos de los mosaicos individuales en el transbordador pueden durar 10 misiones, cada uno de los miles de mosaicos tuvo que verificarse individualmente, a un gran costo.
@bigbang Los mosaicos fueron diseñados para 100 misiones con mantenimiento. Si puede producir una fuente creíble que diga que solo duraron 10, me fascinaría verlo.
Russell Borogove respondió a la pregunta de si el estudio de viabilidad del transbordador de 1969 era demasiado optimista. El estudio predice que las partes del sistema de protección térmica durarán de 10 a 50 misiones (dependiendo de la ubicación de la parte) antes del reemplazo o revisión. RB escribió que < Si bien algunas de las fichas individuales en el transbordador pueden durar 10 misiones, cada una de las miles de fichas tuvo que ser revisada individualmente, a un gran costo >. - lee toda su respuesta. Le pregunté por la fuente.
"Densificado" es un término nuevo para mí, ese es un proceso limpio que explican allí.
Para que conste, mi intención era más como "mientras que los mosaicos individuales en el transbordador pueden durar 10 o más misiones", sin implicar que diez fuera un límite. He editado mi respuesta a la otra pregunta en consecuencia.
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