防热瓦的隔热原理胡教授进一步介绍说,约3厘米厚的防热瓦通常由两部分构成:外层包覆的是不足1毫米的高辐射陶瓷材料,而内部是导热系数非常低的耐高温陶瓷纤维。从俄美两国现有的航天器再入防热材料看,大致有以下几种:一是采用难熔金属蒙皮表面加涂高辐射涂层的辐射防热材料;另一种是较早期使用的吸热式防热结构材料,表面靠一层热容大的耐高温合金防热蒙皮来吸收气动热,再通过隔热材料来阻止热量传向飞船内部。这种材料由于重量大和成本高,现已基本不再采用了;第三种是烧蚀防热材料,多用于一次性使用的飞船的再入防热,主要为纤维材料或多孔颗粒加上有机物组成的低导热复合材料,其原理是通过有机物热化学分解和气化带走大量热量和留下的多孔碳层起到了隔热、耐高温作用。
美国航天飞机由于需要多次往返使用,因此采用的是前面所说的表面具有高辐射性能的防热瓦隔热技术,但据说,美国航天局已在考虑把最外面的一层耐高温陶瓷层改为耐高温合金层,以解决目前防热瓦过于脆弱的问题。 民用隔热瓦则是在一般民用瓦的外表加上一层铝箔网,能起到必定的隔热作用,而且延长了瓦的使用寿命。将来飞船携带有了巨大能量的话,就不需要摩擦减速,而是用动力减速,就不会不需要隔热瓦了,安全性也高!
制造航天飞机的主要资料是铝,离1649℃的耐温请求差得很远。因此必须给它加一个隔热层。前期的航天项目,宇宙飞船上加的是可融隔热层。这种隔热层因消融而将热量消耗掉。它给宇宙飞船供给了有用的维护,缺点是它是一次性的,不能重复使用。而航天飞机配备的则是一种先进得多的隔热层。隔热瓦应用到民用航天飞机有什么好处呢?这种热维护体系(TPS)的主要构成是贴在航天飞机腹部的2万块黑色隔热瓦。制造隔热瓦的根本资料是一般的沙子,被做成很细的纤维。由于隔热瓦体积的90%是空气,所以它的分量极轻,拿在手上就像拿了一块塑料泡沫似的。隔热瓦的厚度分为25毫米和12.5厘米两种,最高可耐1260℃的高温。
最初的隔热瓦主要原材料是铝,随着科技发展,一种新型镁质胶凝材料隔热瓦开始被人们关注,这种隔热瓦的主要原材料为氧化镁,俗称均宜隔热瓦,无毒无辐射,隔热功能强,外层用塑料合金密封,兼有防水,防火,防腐蚀等功能制造航天飞机的主要材料是铝,离1649℃的耐温要求差得很远。因此必须给它加一个隔热层。早期的航天项目,宇宙飞船上加的是可融隔热层。这种隔热层因融化而将热量消耗掉。它给宇宙飞船提供了有效的保护,缺点是它是一次性的,不能重复使用。而航天飞机装备的则是一种先进得多的隔热层。