ИЗОБРЕТЕНИЕ объект промышленной собственности, которому предоставляется правовая
охрана на основе патента. Изобретение должно представлять собой
техническое решение, обладающее новизной, неочевидностью и производственной
применимостью
Патент недели: Изолирующий керамический кокон
для космических кораблей
Открытый космос — чрезвычайно агрессивная среда. Для того, чтобы
перечислить все факторы, воздействию которых подвергается обшивка,
ступени и приборы космических кораблей, понадобится серьезная научная
работа. Среди них, например, высокие температуры, которые начинают
воздействовать на ракету-носитель, спутник или пилотируемый аппарат
с самого момента старта.
При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной
собственности («Роспатента») мы ввели на сайте рубрику «Патент недели».
Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений
и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.
Патент: RU 2592587
Патентообладатель: Институт физики прочности и материаловедения
Сибирского отделения Российской академии наук (ФГБУН ИФПМ СО РАН).
Авторы: Александр Бурлаченко, Светлана Буякова, Артем Гусев, Сергей
Кульков, Лилия Молчунова, Николай Савченко, Ирина Севостьянова.
Разработки в области теплозащиты космических кораблей, естественно,
существуют, иначе бы вместо успешных запусков и возвращений мы бы
наблюдали постоянный фейерверк из сгорающих в атмосфере аппаратов.
Для обработки (футеровки) деталей, узлов и механизмов применяют
жаропрочные материалы на основе боридов, карбидов и оксидов циркония.
Но при изготовлении многослойной изоляции с уникальными свойствами,
где используются разные материалы, между слоями изоляции создается
резкая граница, на которой концентрируются напряжения. Они возникают
из-за различий в усадке, ползучести, коэффициенте температурного
расширения слоев, а в конечном итоге приводят к растрескиванию огнеупорных
материалов и риску «сгорания» узлов, приборов или обшивки космического
корабля в процессе запуска или нахождения на орбите. Изготавливают
такие материалы методом горячего прессования, которое обеспечивает
уплотнение и спекание слоев, но полностью не предохраняет их от
появления «несплошностей» даже в процессе изготовления.
Авторы новой технологии — получения теплозащитного композиционно
материала системы Zrm(O-B-C)n, который исключает появление расслойных
трещин — предлагают изготавливать теплозащиту, используя промежуточные,
укрепляющие слои. Например, для изготовления теплозащитного материала
из слоев оксида циркония и борида циркония между заготовками слоев
укладывается промежуточный слой порошковой смеси из выбранных соединений.
Объемные доли соединений рассчитывают исходя из соотношения коэффициентов
термического расширения (КТР), толщину слоя — как отношение суммы
произведений КТР и толщины каждой из заготовок к разнице температур,
заданной режимом горячего прессования. Горячее прессование проводят
при температуре 1400?1700 градусов Цельсия, давлении 10?20 МПа в
течение 20?30 минут в среде азота. В результате получается теплоизоляционный
материал из двух или более слоев, который полностью исключает возможность
растрескивания изолирующего покрытия по границе слоев в процессе
изготовления или выскотемпературного воздействия в космосе.
