Propiedades del Transbordador Espacial

TRANSBORDADOR ESPACIAL

-Propiedades:

Térmicas:

• Debe soportar temperaturas extremas, grandes cambios de temperatura y mantener una buena temperatura dentro de la nave.

Parámetros:

• Conductividad térmica baja, puntos de fusión altos, resistencia al choque térmico, bajo coeficiente de dilatación, baja capacidad calorífica.

Mecánicas:

• Debe soportar la presión del aire durante el despegue y aterrizaje, gradiente de presión entre el vacío y la presión atmosférica, y vibraciones.

Parámetros:

• Módulo elástico bajo, resistencia a la fractura, gran dureza, tenacidad, resistencia al impacto, resistencia a la fatiga.

• Otras: Ligereza (baja densidad), aerodinámica, adherencia de la pantalla térmica a la estructura y durabilidad.

-Tipos de materiales: Metálicos, Cerámicos y Compuestos

• No existe un único material que cumpla todas las propiedades.
• Dividimos la nave en partes según su temperatura:

• Hasta 400ºC: Mantas flexibles de polímeros de alta temperatura (NOMEX) recubiertos de silicona y pegadas al aluminio con adhesivo de silicona. Inferior a 1 cm.
• De 400ºC a 650ºC: Baldosas cerámicas de sílice con recubrimiento de vidrio.
• De 650ºC a 1260ºC: Baldosas cerámicas de sílice con recubrimiento de vidrio con adición de SiB₄.
• Más de 1260ºC: Un composite carbono-carbono (RCC) recubierto de carbono de silicio.

-Bolsas cerámicas: el 70% de la nave

• Microestructura porosa y ligera.
• Propiedades: Ligera (93% volumen vacío), conductividad térmica baja, coeficiente de dilatación casi nulo, módulo de elasticidad bajo, resistencia al choque térmico, punto de fusión 1480ºC.
• Materiales: Fibra de Sílice puro o con fibra de borosilicato de aluminio (mayor ligereza).
• Son anisótropas.
• De 400ºC a 650ºC: Blancas, recubiertas de vidrio borosilicato.
• De 650ºC a 1260ºC: Negras, recubiertas de vidrio borosilicato y SiB₄.
• Macroestructura: (Dibujo)

-Composite carbono-carbono (RCC):

• Para las zonas de temperaturas extremas (>1260ºC)
• Materiales: Composite de fibras de grafito en una matriz de carbono, recubierta de carburo de silicio para protegerlo de la oxidación.
• Propiedades: Grafito soportar altas temperaturas, muy rígido, resistencia mecánica a altas temperaturas, coeficiente de dilatación bajo, resistente al choque térmico, resistente a la fatiga y densidad muy baja.