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首页> 外文期刊>日本航空宇宙学会論文集 >多孔質炭素材料を用いた軽量アブレータの創製
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多孔質炭素材料を用いた軽量アブレータの創製

机译：使用多孔碳材料创建轻质烧蚀器

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A new lightweight ablator was fabricated by the infiltration of a polyimide resin into a porous carbon material having three-dimensional network and open cell structure. In order to evaluate the performance of the ablator, the thermal response and recession resistance were evaluated using an arc wind tunnel. These properties were discussed from the viewpoint of the cell sizes of porous carbon material. With a decrease in the cell size, internal temperature of the ablator became lower. Microstructural observations revealed that the three-dimensional network structure of the ablator, which originates from the porous carbon preform, was maintained after the heating tests. Consequently, the recession resistance was better than those of existing ablators fabricated from carbon-fiber-based preform.%大気圏再突入カプセルや惑星探査カプセルの熱防御システム(Thermal Protection System: TPS)には樹脂の熱分解反応を利用するアブレータが採用されており，近年その軽量化が進められてきた.はやぶさやUSERSといった過去の再突入力プセルではTPSの重量比が50%以上と非常に高い.そこで，アブレータの軽量化はペイロードや搭載機器を増加させる有効な手段の一つとして，各国で検討が行われてきた.最も実績のある軽量アブレータは，NASA Ames Research CenterのTranらが開発したPhe-nolic Impregnated Carbon Ablator (PICA)である.PICAは不織の短い炭素繊維を少量の炭素で結合したプリフォーム(基材)に，少量のフェノール樹脂を含浸して作製された密度0.22〜1.04g/cm~3のアブレータであり，宇宙探査機スターダストの再突入カプセルとして採用された.また，Tranらは密度0.18〜1.00g/cm~3のSilicon Impreg-nated Reusable Ceramic Ablator(SIRCA)も開発しており，SIRCAは火星大気圏突入力プセルのバックシェルとして採用された.奥山らも不織の短炭素繊維シートにフェノール樹脂を含浸し，これを積層したLight weight Abla-tor series for Transfer vehicle System(LATs)を開発しており，LATSの密度は0.20〜1.50g/cm~3の範囲で制御が可能とされている.
机译：通过将聚酰亚胺树脂渗入具有三维网络和开孔结构的多孔碳材料中，制造了一种新型的轻质烧蚀器。为了评估消融器的性能，使用电弧风洞评估了热响应和抗衰退性能。从多孔碳材料的泡孔尺寸的观点讨论了这些性质。随着单元尺寸的减小，消融器的内部温度变得更低。微观结构观察表明，在加热测试后，消融器的三维网络结构源自多孔碳预成型件，并得以保持。因此，抗衰退性优于现有的由碳纤维基预制棒制造的消融器。はやぶさやUSERSといった过去の再突入力プセルではTPSの重量比が50％以上と非常に高い。そこで，アブレータの軽扩大はペイロード。や搭载机器を増加させる有效させる工具の一つとして，各国で検讨が行われてきた。 PIC.PICAは不织の短い炭素繊维を少量の炭素で结合したプリフォーム（基材）に，少量のフェノール树脂を含浸して作制された密度0.22〜1.04g / cm〜3のアブレータであり，宇宙探查机タスダーダストの再突入カプセルとして采用された。また，Tranらは密度0.18〜1.00g / cm〜3の硅浸渍可重复使用陶瓷烧蚀剂（SIRCA）も开発しており，SIRCAは火星大気圏突入力プセルのバックシェルとして采用された。 LATSの密度は0.20〜1.50g / cm〜3の范囲で制御が可能とされている。

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