Kacheln vom Typ Space Shuttle oder ähnliches: Im Handel erhältlich?

Verwandt, aber im Ergebnis vage und nicht wirklich dasselbe: Wird die Technologie hinter den Hitzeschutzkacheln des Shuttles heute in irgendeinem Produkt verwendet?

Mit "Space-Shuttle-Fliesen" meine ich das weiße starre Material, nicht Kohlenstoff-Kohlenstoff.

Sind Teile der Hochtemperaturisolierung, die:

  1. Hergestellt aus im Wesentlichen dem gleichen Material wie die Space-Shuttle-Fliesen

  2. Erfüllen Sie die Spezifikationen für die Space-Shuttle-Fliesen oder

  3. Im Wesentlichen ähnlich wie die Space-Shuttle-Kacheln, einschließlich der Möglichkeit, mit der Hand berührt zu werden, während sie von innen sichtbar rot leuchten

heute im Handel erhältlich?

Antworten (2)

Die kurze Antwort ist wahrscheinlich nicht. Die Shuttle-Kacheln wurden von Lockheed in Sunnyvale hergestellt. Ca, später mit Optimierungen, die bei NASA Ames entwickelt wurden. (Ref. 1) /Überarbeitete Daten, siehe Kommentar unten/ Die weißen Shuttle-Fliesen hatten eine Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur in Luft von 0,0485 w/(m·K). (Ref. 2 & 7) Derzeit stellen mehrere Anbieter isolierende Keramiken her, darunter die bearbeitbare Keramik Rescor 310M von Cotronics, Fused Silica Foam-50 von Foundry Services und UNIFORM C1 von Zircar Ceramics. Obwohl alle von ihnen maximale Betriebstemperaturen von mehr als 1000°C aufweisen, sind ihre Wärmeleitfähigkeiten um das 3,86-fache, 2,89-fache bzw. 2,27-fache größer als die von Shuttle-Fliesen. (Ref. 3, 4 und 5) Da die Leitfähigkeiten bei unterschiedlichen Temperaturen und Bedingungen angegeben sind, sind die aufgeführten Vergleiche nur annähernd.

Soweit ich weiß, wäre die einzige Option für die Wärmedämmung, die Shuttle-Fliesen übertrifft, ein Silica-Aerogel. Ein typisches Silica-Aerogel hat bei atmosphärischem Druck eine Wärmeleitfähigkeit von 0,017 w/(m·K). (Ref. 6) Wenn Sie jedoch den Druck auf ein Grobpumpenvakuum (< 50 Torr) senken, wird die Leitfähigkeit auf 0,008 w/(m·K) reduziert. (Der niedrigere Druck erhöht die mittlere freie Weglänge der Luft, sodass sie im Vergleich zur Größe der Poren im Aerogel groß ist). Der einzige Nachteil, wie ich aus eigener Erfahrung weiß, ist, dass Silica-Aerogele sehr zerbrechlich sind.

Ref 1: Shuttle-Fliese von Lockheed https://en.wikipedia.org/wiki/LI-900

Ref. 2: Shuttle-Kacheldaten – https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/shuttle_tiles_5_8v2.pdf

Ref. 3: Rescor 310M von Cotronics https://www.cotronics.com/vo/cotr/pdf/58%20%20310M%20%20311.pdf

Ref 4: Foundry Services Fused Silica Foam-50 https://www.foundryservice.com/product/fused-silica-foam-50-2500of-low-expansion-50-pcf-insulating-foam-block/

Ref 5: UNIFORM C1 von Zircar Ceramics https://www.zircarceramics.com/product-category/rigid-insulation/rigid-alumina-silica/

Ref 6: Silica-Aerogel https://pamelanorris.wordpress.com/resources/thermal-properties/

Ref. 7: Shuttle-Kacheldaten http://mae-nas.eng.usu.edu/MAE_5420_Web/section3/appendix3.pdf

Ich habe "w/(m * k)" anstelle von "w/(m*k)" verwendet, da das System das Sternchen als Befehl zum Umschalten auf Kursivschrift interpretierte.
Da Aerogel leitfähiger ist, frage ich mich, ob diese Zahl irgendwie ein Fehler ist.
+1w/(m K) funktioniert. Da wir kein explizites Multiplikationszeichen zwischen Variablen benötigen (z E = M C 2 mit MathJax oder E=mc^2 im Klartext) brauchen wir sie auch nicht für Einheiten, ein einzelnes Leerzeichen zwischen jeder Einheit ist normalerweise ausreichend. Aber ich bin kein Experte und bin oft verwirrt, wenn ich Einheiten dazu bringe, im Text gut auszusehen.
@ikrase, ich habe andere Referenzen überprüft und der aufgeführte Wert ist angemessen. Das Problem ist, dass bei atmosphärischem Druck die mittlere freie Weglänge der Luft (~ 65 nm) etwa gleich der durchschnittlichen Porengröße der Silica-Aerogele (~ 50 nm) ist. Um die Leitung von der Luft stark zu reduzieren, muss die mittlere freie Weglänge im Verhältnis zur Porengröße groß sein. Verringern Sie den Druck auf 50 Torr oder weniger.
Warten Sie, wollen Sie damit sagen, dass LI-900 in dünner Luft mit Aerogel auf Meereshöhe verglichen wurde?
Die ursprünglichen Daten waren aufgrund von Fehlern bei der Umrechnung von BTU-Einheiten falsch. Das Ergebnis ist, dass die Wärmeleitfähigkeit verfügbarer Silikaschäume nur 2,3- bis 3,9-mal höher ist als bei Shuttle-Fliesen und Silica-Aerogele eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit als Shuttle-Fliesen aufweisen.

Ein Grund, warum sie wahrscheinlich nicht im Handel erhältlich sind, ist, dass sie infolgedessen unter die US-amerikanischen ITAR-Gesetze fallen . Speziell von der NASA (Hervorhebung von mir)

Das Space Shuttle fällt unter die International Traffic in Arms Regulations (ITAR) Kategorien IV und XV, die alle speziell entworfenen oder modifizierten Systeme oder Subsysteme, Komponenten, Teile, Zubehör, Anbauteile und zugehörige Ausrüstung für das Space Shuttle umfassen. Das Wärmeschutzsystem des Shuttles, einschließlich der Kacheln, wird für Exportzwecke gemäß ITAR kontrolliert. Eine Lizenz des Außenministeriums ist erforderlich, um die Fliesen an eine ausländische Person innerhalb oder außerhalb der Vereinigten Staaten zu übertragen. Alle an eine US-Person übertragenen Kacheln müssen von einem Hinweis begleitet werden, der dem Empfänger die Exportkontrollklassifikation, die Lizenzanforderungen für die Übertragung der Kacheln an eine ausländische Person und die Verpflichtung zur Einhaltung der US-Exportkontrollgesetze und -vorschriften aufzeigt.

Dies schränkt mögliche kommerzielle Anwendungen ein

Interessant. Ich wusste, dass sie sie an Schulen verschenkten, aber nicht diese ganze Hintergrundgeschichte.
Das hat eine enorme Menge anderer ITAR-regulierter Dinge nicht davon abgehalten, ziemlich leicht im Handel erhältlich zu sein, sogar als nahezu handelsübliche Prosumer-Elektronik.
@ikrase Vielleicht nicht, aber es ist eine Einschränkung. Und die Kacheln werden immer noch für das X-37B-Projekt verwendet, für das sich die Air/Space Force geweigert hat, zu erklären, wofür es ist
Kacheln vom Typ Space Shuttle oder ähnliches: Im Handel erhältlich?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v