Capítulo 3 ◆ MATERIALES COMPUESTOS ABLATIVOS Y SISTEMAS DE PROTECCIÓN TÉRMICA
3.3 SISTEMAS DE PROTECCIÓN TÉRMICA Y MATERIALES COMPUESTOS ABLATIVOS 3.3.1 Definición y clasificación de los sistemas de protección térmica (TPS)
LO
SO
Los materiales ablativos se reconocen como materiales fungibles (de sacrificio), cuyas propiedades permiten catalogarlos como TPS en elementos recuperables, que en servicio son expuestos a elevadas temperaturas (≥1 500°C) [1]. Las funciones de un material ablativo se resumen en el hecho de ser refractario, aislante térmico, autoconsumible y resistente al desgaste y en cuanto a los esfuerzos térmicos [2] compuesto de dos zonas de matriz polimérica (termófijas y elastoplásticas. Como se ha mencionado anteriormente, los TPS juegan un papel fundamental para toda la industria aeroespacial. Dependiendo del entorno hipertérmico en el que deben trabajar estos materiales, se han desarrollados muchos tipos de formulaciones. Así, la Figura 44 resume las diferentes clases de materiales TPS basados en estos dos principios: materiales TPS no-ablativos y TPS ablativos, respectivamente.
A
R
PA
SO
U
ÉM
AD
AC Fuente: adaptada de [5].
O
IC
Figura 44. Clasificación de los sistemas de protección térmica (TPS).
Cuando se utilizan TPS no-ablativos para fabricar escudos térmicos, la re-radiación es el fenómeno principal en el que se basa el aislamiento del sustrato (Figura 45a). En este caso, los TPS no-ablativos se producen utilizando cerámicos refractarios o metales de alto punto de fusión (como el tungsteno, renio o molibdeno). La ablación es el segundo fenómeno relacionado con
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