Co to jest osłona termiczna?

Tarcza cieplna to substancja, która chroni coś przed nadmiarem ciepła. Istnieją trzy podstawowe formy osłony termicznej i każda z nich chroni w inny sposób. Tarcza rozpraszająca pobiera ciepło i rozprowadza je na dużej powierzchni, aby odciągnąć je od źródła ciepła. Tarcza pochłaniająca przejmuje ciepło i trzyma je; osłony zwykle mają pod sobą dużą warstwę izolacji, która chroni dolne elementy. Na koniec tarcza odbijająca przekieruje ciepło z dala od przedmiotu osłoniętego, nie pochłaniając żadnego ciepła. Tarcze te znajdują się w szerokiej gamie produktów, od broni palnej po samoloty.

Zasadniczo osłona termiczna to warstwa materiału specjalnie zaprojektowana do interakcji z ciepłem w określony sposób. Ta warstwa owinie chroniony element, tworząc zewnętrzną powłokę. Konstrukcja tej skorupy różni się w zależności od rodzaju osłony i materiału użytego do jej zbudowania. W niektórych przypadkach, zamiast pojedynczej warstwy, osłona termiczna będzie całym systemem, który leje i odprowadza ciepło z urządzenia.

Najpopularniejsze osłony cieplne są wykonane z aluminium, stali i ceramiki. Stal jest najmniej wydajnym z trzech materiałów, ale jest powszechna w miejscach, w których koszty są ważne, a waga nie. Stalowa osłona jest zwykle wstępnie uformowaną sztywną płytą, która pasuje do określonego elementu. Te płyty są niedrogie, ale są uciążliwe i ciężkie. Aluminium jest powszechną alternatywą dla stali; jest lżejszy, pochłania więcej ciepła i możliwe jest uelastycznienie aluminium, więc prefabrykacja nie jest konieczna.

Ceramika jest powszechnie uważana za najlepszy materiał do powszechnego ekranowania termicznego. Tarcze te są lekkie, trwałe i bardzo dobrze przewodzą ciepło. Przez długi czas jedyną wadą była ich sztywność; podobnie jak stal, musiały być prefabrykowane. Wada ta została usunięta na początku XXI wieku, kiedy na rynku wprowadzono elastyczny system ceramiczny z aluminium.

Wiele produktów zawiera osłonę termiczną. Dwa najczęstsze miejsca, w których normalni konsumenci spotykają jedną z tych osłon, znajdują się w działach o wysokiej szybkostrzelności i wydajnych silnikach samochodowych. W obu przypadkach osłona chroni otaczający materiał przed ciepłem powstającym w wyniku wybuchowego spalania. Te osłony są również powszechne w niektórych maszynach produkcyjnych, takich jak szlifierki i tokarki. Nawet najbardziej znane osłony cieplne znajdują się prawdopodobnie w szybkich samolotach, takich jak odrzutowce i promy kosmiczne, w których chronią one urządzenia przed tarciem powietrznym generowanym przez lot z dużą prędkością.