[发明专利]非氧化物热保护系统和生产用于制造其的复合材料的方法

说明书

本发明涉及非氧化物热保护系统和生产用于制造其的复合材料的方法。提供了用于交通工具子结构的热保护系统(200)。该热保护系统(200)包括用于保护交通工具子结构的外层(210)。该热保护系统(200)进一步包括用于贴合至交通工具子结构(108)的内层(220)。该热保护系统(200)还包括夹在内层和外层(210、220)之间的隔热层(230)。该隔热层(230)包括具有致密化部分(232)的多孔低密度陶瓷隔热材料，该致密化部分(232)覆盖外层(210)的内表面以增强粘着力。

技术领域

本申请涉及用于交通工具的热保护系统，并且具体地涉及刚化混合隔热非氧化物(RHINO)热保护系统和生产用于制造高速交通工具——比如高速攻击武器——的刚化混合隔热非氧化物热保护系统的非氧化物陶瓷复合材料的方法。

背景技术

高速交通工具的典型热保护系统包括许多材料层。材料层可以包括夹在外层和内层之间的隔热层，该内层贴合至高速交通工具的子结构的表面。作为已知的热保护系统的实例，隔热层包括相对刚性材料，比如相对低密度纤维陶瓷材料。外层包括基本上刚性的和相对薄的构件，该构件具有相对高的耐热性和相对高的结构耐久性，比如陶瓷基体复合材料。内层包括有回弹力可压缩材料，其具有相对低的剪切刚度或相对低的拉伸刚度。当外层在交通工具子结构上时，内层抵靠交通工具子结构被压缩地预负荷。提供用于高速交通工具——比如高速攻击武器——的改进的热保护系统将是期望的。

发明内容

在一方面，提供了用于交通工具子结构的热保护系统。该热保护系统包括用于保护交通工具子结构的外层。该热保护系统进一步包括用于贴合至交通工具子结构的内层。该热保护系统还包括夹在内层和外层之间的隔热层。该隔热层包括具有致密化部分的多孔低密度陶瓷隔热材料，该致密化部分覆盖外层的内表面以增强粘着力。

在另一方面，提供了用于交通工具子结构的热保护系统。该热保护系统包括外刚性层，该外刚性层包括非氧化物陶瓷复合材料——比如碳纤维增强的碳化硅——的薄蒙皮层，用于保护交通工具子结构。该热保护系统进一步包括贴合至交通工具子结构的内共形层(conformal layer)。该热保护系统还包括夹在内层和外层之间的刚性陶瓷隔热层。该隔热层包括具有在大约12lbs/ft³和25lbs/ft³之间的密度的多孔低密度陶瓷材料。

在又另一方面，提供了生产用于制造交通工具子结构的刚化混合隔热非氧化物热保护系统的非氧化物陶瓷复合材料的方法。该方法包括形成具有在大约12lbs/ft³和25lbs/ft³之间的密度的多孔低密度陶瓷隔热材料的层为期望的尺寸和形状。该方法进一步包括使多孔低密度陶瓷隔热材料的层的层部分致密化以形成具有在大约24lbs/ft³和50lbs/ft³之间的密度的致密化层部分。该方法还包括共处理多层致密化层部分至非氧化物陶瓷复合材料——比如碳纤维增强的碳化硅——的薄蒙皮层上。该方法进一步包括利用共形材料(conforming material)层覆盖多孔低密度陶瓷隔热材料的层的内表面。

其它方面将从下面的具体实施方式、附图和所附权利要求书变得显而易见。

附图说明

图1是分解透视图，其仅以截面显示了由根据实例实施方式构建的刚化混合隔热非氧化物(RHINO)热保护系统包围的高速交通工具的子结构的一些部分。

图2是图1的一部分的放大视图，并且显示RHINO热保护系统的材料层的横截面。

图3是流程图，其描绘了生产用于制造图1和2的RHINO热保护系统的非氧化物陶瓷复合材料的实例方法。

具体实施方式