[发明专利]一种柔性热防护结构

说明书

本发明提供了一种柔性热防护结构，属于热防护技术领域，包括层叠的耐热层2和隔热层3，其特征在于，所述隔热层3包括依次层叠的导热层301、第一铺层302、金属箔层303和第二铺层304，所述导热层301为石墨纸或金属箔，所述第一铺层302为第一氧化铝纤维棉，所述第二铺层304为第二氧化铝纤维棉或金属氧化物气凝胶。该结构在承受热流达15w/m²到时，能够保证整个防热层有效隔热，不被高热流气流破坏。

技术领域

本发明涉及一种柔性热防护结构，属于热防护技术领域。

背景技术

随着航空航天事业的高速发展，航天器进入大气所受气动热也越来越严重，热防护技术也一直都是航天器研制的关键技术，传统热防护结构一般都是分布在航天器结构表面，其有效的阻力面积与航天器阻力面积类似，而且传统热防护结构质量一般比较大，增加了航天器发射及回收的成本。

柔性热防护结构具有质量轻，可以折叠包装，占有空间小，在需要减速的时候又能展开，可以大大增加阻力面积，提前减速，从而降低气动热载荷。如图1所示，目前，国内外主要柔性热防护材料通常包括层叠粘接的耐热层2和隔热层3，所述隔热层3通常为具备优良隔热性能的氧化铝气凝胶，耐热层2通常由陶瓷纤维制成的织物。

如图1所示，热流能够通过耐热层2的空隙进入隔热层。现有柔性热防护结构，当热流密度达到15w/m²时，进入到隔热层3中的热流破坏氧化铝气凝胶结构。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种柔性热防护结构，该结构在承受热流达15w/m²到时，能够保证整个防热层有效隔热，不被高热流气流破坏。

为实现以上发明目的，本发明包括如下技术方案：

一种柔性热防护结构，包括层叠的耐热层2和隔热层3，所述隔热层3包括依次层叠的导热层301、第一铺层302、金属箔层303和第二铺层304，所述导热层301为石墨纸或金属箔，所述第一铺层302为第一氧化铝纤维棉，所述第二铺层304为第二氧化铝纤维棉或金属氧化物气凝胶。

在一可选实施例中，各层之间通过缝合固定。

在一可选实施例中，所述导热层301厚度为0.1mm～0.2mm。

在一可选实施例中，所述第一氧化铝纤维棉的面密度为0.6kg/m²～0.9kg/m²，所述第一铺层302的厚度为3mm～6mm。

在一可选实施例中，所述第二氧化铝纤维棉的面密度为0.5kg/m²～0.9kg/m²，当所述第二铺层304为第二氧化铝纤维棉时所述第二铺层304的厚度为3mm～4mm。

在一可选实施例中，所述氧化铝纤维棉的制备方法包括：

(1)将氧化铝纤维制成的纤维散棉浸入质量浓度为3-8％柔顺溶液中进行柔顺处理，干燥后得到柔顺处理后的纤维散棉，所述柔顺溶液中溶质为乙二醇和乙二胺，溶剂为水；

(2)将所述柔顺处理后的纤维散棉浸入纳米溶胶中一定时间，压滤、干燥、热处理后，得到引入纳米颗粒的纤维棉半成品，，其中，所述纳米溶胶为氧化硅溶胶或者为氧化硅和氧化锆溶胶；

(3)将所述引入纳米颗粒的纤维棉半成品浸入所述柔顺溶液中进行柔顺处理，干燥、热处理后得到所述第一氧化铝纤维棉或第二氧化铝纤维棉。

在一可选实施例中，步骤(1)所述柔顺溶液中乙二醇和乙二胺的质量比为3：5～9。

在一可选实施例中，步骤(1)中将氧化铝纤维制成的纤维散棉浸入质量浓度为3-8％柔顺溶液中30～150分钟后取出，在75-85℃下干燥后得到柔顺处理后的纤维散棉。