NASA探索新的热防护系统设计与制造技术



NASA探索新的热防护系统设计与制造技术

2017年4月，据中国国防科技信息网报道，NASA正在研制一项新的航天器热防护系统（TPS）设计与制造工艺，目前已完成一部分试验工作，未来有望在降低用时、成本和损耗的基础上制造尺寸更大的烧蚀材料板材。

热防护系统（热防护罩），可确保航天器在进入行星大气时免受气动热的影响，是确保任务成功的关键。传统热防护系统采用的烧蚀材料由于自身的脆性和大尺度制造生产的难度，在面对大质量火星进入等需求时已经很难满足需求，NASA近年来设计的热防护系统一直都是由许多小尺寸的“瓦片”装配拼接而成，需在航天器气动外形和烧蚀材料之间加入应变隔离垫，并仔细填充“瓦片”之间的缝隙，整个过程繁琐且用时较长。

保形烧蚀材料是一种柔性的热防护系统，可在加工过程中塑形。

NASA提出的新型保形烧蚀材料制造方案，有望缩短航天器的研制进度，减少装配和预算负担。该方案通过封闭的真空浸渍制造工艺，获得大尺寸保形热防护系统，无需使用应变隔离垫，可直接将烧蚀材料黏合在气动外形上。

乔治亚技术研究所的亚当·西尔多（Adam Sidor）正在牵头开展该项研究，NASA通过“空间技术研究合作”（NSTRF）项目为其提供研究经费。

与传统的烧蚀材料相比，保形烧蚀材料更易于装配，能以相对低的成本减少加工废料和用时，解决许多传统烧蚀材料固有的难题。

NASA选择“真空浸渍工艺”（VIP）加工保形烧蚀材料，利用封闭的模型提升树脂渗透程度并控制挥发复合物。“真空浸渍工艺”依靠真空环境，将树脂压入纤维基底。“真空浸渍工艺”式的封闭成型加工工艺在工业界已有多年的应用经验，但NASA的创新之处是将这项技术应用于保形烧蚀材料加工制造。目前，西尔多已成功制造出小尺寸保形烧蚀材料，验证了利用该技术的可行性，未来将开展大尺寸热防护系统部件研制工作。

（编自中国国防科技信息网2017-04-27）