Post by Hartmut Mühlenbeinist das sowas wie Schamotte?
Ich trage mal Informationen aus dem norwegischen Buch "Romfergen" von
Erik Tandberg zusammen.
Es sind Keramik/Glas/Kohlefaser-Verbundstoffe. In dem Buch steht
"silikafiber", das ist ein Glasfaserstoff. Die Fasern bestehen aus
99,7%igem Silika-Glas mit einem Durchmesser von 1,5 Mikrometer. Dies
reduziert die Wärmeleitung praktisch auf Null. 90% der Wärme werden
direkt reflektiert, und es soll angeblich möglich sein, einen Block aus
diesem Material mit bloßen Händen an den Ecken anzufassen, wenige
Sekunden nachdem er aus einem 1200 Grad heißen Ofen genommen wurde und
innen noch rot glüht.
Dieses Glasfaser-Material heißt "LI-900" ("Lockheed Insulation") und hat
ein spezifisches Gewicht von 0,144 g/cm³.
Denk an Rennwagen-Bremsen, dann hast Du in etwa das Material.
Achja, es wird ja gerade laut die Idee gedacht, den Hitzeschild aus
wesentlich größeren Elementen zu bauen, damit nicht dauernd kleine Teile
abfallen oder -brechen. In einem Buch von Anfang der 80er Jahre lese ich
gerade, daß das aufgrund der erheblich (!) unterschiedlichen
Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium (daraus besteht das Shuttle) und
dem Keramikschild prinzipiell nicht geht. Auch der Kleber, mit dem die
Kacheln befestigt werden, muß daher extrem elastisch und hitzefest sein.
Zwischen Kacheln und Aluminium-Rumpf befindet sich noch eine Lage aus
speziellem Filz. Also: Kachel, Kleber, Filz, Kleber, Alu.
Insgesamt ist das System sehr komplex: Die Kacheln hatten bei der ersten
Variante an der Columbia eine maximale Kantenlänge von 20 cm, und es
waren exakt 30.761 Kacheln. Es bestand aber nicht der ganze Schild aus
diesen LI-900-Blöcken.
Die Bereiche, die unter 371° bleiben (Oberseite der Laderaumluken,
hintere Seitenwände, Oberseite der Tragflächen) waren mit sogenanntem
Somex-Filz beklebt, das mit Silikon beschichtet war (wasserdicht), in
einer Dicke zwischen 0,4 und 1,6 cm. Fläche: 333 m². Gewicht: 528 kg.
Mit 7000 Blöcken LI-900 Class 1 (weiß beschichtet) waren die Bereiche
zwischen 371° und und 640° (vordere Seitenflächen des Rumpfs, vordere
Oberseite der Tragflächen und das Seitenruder) zwischen 0,5 und 2,5 cm
Dicke beklebt. Fläche: 255 m². Gewicht: 1079 kg.
Mit 20.000 Blöcken LI-900 Class 2 (schwarz beschichtet) waren die
Bereiche bis 1260° (Unterseite, ein Teil der Nase) bis zu 15 cm Dicke
beklebt, die meisten waren 1,3-8,9 cm dick. Fläche: 480 m². Gewicht:
5014 kg.
Die mechanisch kritischen Bereiche (Fahrgestell-Luken etc) sind mit
Kacheln aus LI-2200 beklebt, das hat ein spezifisches Gewicht von 0,352
g/cm³ und ist stabiler. Gewicht: 1405 kg.
Die Frontkanten der Flügel und die Nasenspitze wiederum sind mit
carbon-carbon-Faserblöcken beklebt. Dazu werden Kohlefasern über Kreuz
in Form gebracht, gebacken, und anschließend mit Siliziumkarbid
beschichtet, um Oxydation zu verhindern. Jede Tragflächenvorderkante ist
mit 44 gebogenen Blöcken beklebt, die Nase nochmal mit rund 1,4 Metern
davon. Insgesamt bedeckt dieses Material 37,5 m² des Shuttles und wiegt
1405 kg.
So, ich hoffe das war genau genug und nicht allzu fehlerhaft aus dem
genannten Buch zusammengetragen ;-) Stand der Informationen ist
allerdings 1983.
Der Hitzeschild wird bei diesen Raumfähren aber wohl weiterhin aus
mehreren tausend Teilen bestehen müssen, damit er nicht zerbricht, reißt
oder komplett abfällt. Bei zukünftigen Konstruktionen kann man das wohl
auch anders lösen, aber nicht beim Space Shuttle der NASA.
Gruß,
Alan
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