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Losetas térmicas del Columbia 2003-02-09


A setenta kilómetros de altura el aire está muy enrarecido, en él no podríamos respirar por ser muy escaso.

Para volver a la atmósfera, el Columbia debe atravesarla y disminuir su velocidad. A la velocidad que va -27 000 km/h- incluso esa tenue atmósfera produce tanto rozamiento que la temperatura en la superficie de contacto supera los mil grados centígrados. En momentos puntuales puede llegar a cerca de los 1 200 grados.

Para que los tripulantes puedan seguir vivos, la temperatura dentro de la zona habitable de la nave, debe permanecer baja. Para lograrlo, el calor de rozamiento en la superficie de la nave no debe llegar a la cabina habitable.

Por tanto, el revestimiento anti-térmico debe tener varias propiedades no fáciles de conseguir. La primera es que deben resistir temperaturas superiores a los 1 200 grados centígrados y debe ser muy buen aislante del calor, para evitar que llegue a la cabina habitada.

La mayoría de los metales se funden antes de esa temperatura -una excepción puede ser el metal descubierto en Bergara: el Tungsteno, que funde a 3 400-, y, además, son muy buenos conductores del calor. Por tanto el metal no sirve.

Las cerámicas cumplen las dos condiciones de resistir las altas temperaturas y de ser muy malas conductoras del calor. Sobre todo, algunas diseñadas y fabricadas para ello. No obstante, su grosor debe ser considerable para que el calor tarde en pasar a la nave el tiempo suficiente para que pierda velocidad, el rozamiento disminuya y el calor desaparezca.

Las pruebas hechas en laboratorio nos dicen que las losetas funden a 1 300 grados.

Otro problema que deben soportar las losetas es el cambio brusco de la temperatura que pasa de -100 grados a +1000 en segundos. Cualquier material sufre enormes dilataciones y tensiones. La cerámica es un material que se dilata muy poco.

Las losetas del Columbia están fabricadas de modo que resistan el calor, no lo propaguen y no se dilaten. Cada una de ellas tiene este aspecto:



Cada una cuesta la friolera de 2 000 euros. Son tan caras que son reusables.

Son de forma cuadrada de aproximadamente 20 cm de lado.

No sabemos hacer nada más que con metal el fuselaje de un avión. Para compatibilizar la necesidad de aislante térmico y de fuselaje metálico lo que se hace es recubrir las partes necesarias de la nave con losetas cerámicas. En total lleva unas 32 000 losetas que cubren el 70% de su superficie. Debido a las formas de la nave, cada loseta es de una forma diferente para que no quede ni un solo resquicio libre y haya más grosor en las partes que más rozan con el aire en la reentrada.

Las losetas han ido evolucionando a los largo de los años. De hecho, hoy algunas se han eliminado y se han puesto tejidos anti-térmicos que son más fáciles de manejar.

El morro y el tren de aterrizaje, son las parte con más protección por lo que se utilizan un segundo tipo de losetas, que describimos más abajo.

La punta del morro (la nariz) y la parte frontal de las alas que son las que más sufren el embate del aire se hacen con un reforzamiento de fibra de carbono.

Por tanto, el Columbia tiene cuatro tipos de aislamiento: telas antitérmicas, losetas cerámicas poco densas, losetas cerámicas densas y fibra de carbono.

Las losetas de alta temperatura reusables están construidas de un aislante de fibra de silicio y están recubiertas de una capa negra que permite maximizar la eliminación de calor.

El grosor de las losetas van desde 2,5 cm las más delgadas, hasta 12,5 cm las más gruesas.

Hay dos tipos de losetas. El primer tipo, el que usa en las áreas normales está formado de un 90% de aire y un 10% de fibra de silicio, casi puro. El silicio es el 99,9% de la composición. El segundo tipo se utiliza en las zonas que deben soportar grandes tensiones. Solamente hay 525 de este segundo tipo. Tienen menos aire; son más densas.

En cuanto a la nariz y el borde de las alas, su recubrimiento está formado por una matriz de carbono, rellena de gráfito -otra forma de carbono-, por lo que se habla de un recubrimiento carbono-carbono. Resisten la fatiga y los 1200 grados de tenmperatura.


Muchos más datos aqui: http://www.cbsnews.com/stories/2003/02/06/columbia/main539622.shtml

Enviado por flexarorion a las 13:18 | 0 Comentarios | Enlace


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