Samoloty i pojazdy kosmiczne muszą być jak najlżejsze. Dzięki temu maszyny poruszają się szybciej i zużywają mniej paliwa. Takim wyjątkowym materiałem jest żel krzemionkowy. Jest on niezwykle lekki, a jednocześnie zaskakująco wytrzymał.
Poprawia izolację termiczną
Żel krzemionkowy jest w pewnym sensie podobny do nadzwyczaj skutecznego koca, który utrzymuje ciepło lub chłód. W samolotach i statkach kosmicznych różne elementy mogą nagrzewać się (lub ochładzać) do bardzo wysokich (lub niskich) temperatur, często w sposób, którego człowiek nie byłby w stanie wytrzymać. Może to stanowić problem, jeśli ciepło przenika tam, gdzie nie powinno się znajdować. Żel krzemionkowy pozwala zapobiec temu, utrzymując ciepło wewnątrz lub na zewnątrz.
Lekkie zastosowania w przemyśle lotniczo-kosmicznym
W budowie samolotów lub rakiet każdy dodatkowy funt ma znaczenie. Ciężkie elementy wymagają więcej paliwa, co oznacza wyższe koszty i trudniejsze realizacje lotów. Żełazokrzemiany aerogele są niesamowite: są lekkie, puszyste (aż 99,8 procent ich objętości stanowi powietrze) oraz niezwykle skutecznymi izolatorami cieplnymi lub magazynami ciepła. Ich struktura składa się w dużej mierze z powietrza, co czyni je nadzwyczaj lekkimi.
Zastosowanie żelu krzemionkowego
Żel krzemionkowy to materiał o bardzo wysokiej porowatości i nadzwyczaj niskiej masie właściwej, który wydaje się niemal stały – jego struktura przypomina chmurę. Jest jednym z najlepszych izolatorów cieplnych (potrafi skutecznie hamować przepływ ciepła przez siebie). To właśnie aerogelowe koc czyni żel krzemionkowy tak wartościowym w inżynierii lotniczo-kosmicznej, gdzie utrzymanie odpowiedniej temperatury i redukcja masy są kluczowe.
Zastosowanie żelów krzemionkowych w statkach kosmicznych
Istnieje szereg fascynujących zalet związanych z zastosowaniem izolacja w postaci koca z aerogelu jako materiał do projektowania statków kosmicznych. Jego nadzwyczaj niewielka masa stanowi jedną z głównych zalet. Ponieważ składa się w większości z powietrza, żel krzemionkowy jest również znacznie lżejszy niż inne materiały, które mogłyby pełnić tę samą funkcję. Jest to szczególnie istotne w przemyśle lotniczo-kosmicznym, gdzie każda dodatkowa funta zwiększa koszty i zużycie paliwa potrzebne do wyniesienia statku kosmicznego na orbitę.
Podsumowanie
Aby rozwiązać problem łatwego uszkodzenia, kolejnym ulepszeniem jest naniesienie warstwy ochronnej metodą tratowania 28, szczotkowania lub natrysku termicznego na żel krzemionkowy. Warstwa ta działa również jako bariera zapobiegająca przedostawaniu się wody do wnętrza żelu krzemionkowego i zmniejszająca prawdopodobieństwo jego rozkruszania się. Powłoka umożliwia także cena koca z aerogelu lepsze przyczepianie się do innych materiałów w statku kosmicznym – cecha kluczowa przy budowie wytrzymałych elementów, które nie przemieszczają się w miejscu, w którym nie powinny się znajdować.
