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Dokumentenidentifikation DE60109727T2 20.04.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001227039
Titel Grosses Plattenelement für ein Thermalschutzsystem
Anmelder The Boeing Company, Seattle, Wash., US
Erfinder Myers, Franklin K., Beverly Hills, California 90211, US;
Weinberg, David J., Garden Grove, California 92845, US;
Tran, Tu Tuan, Garden Grove, California 92840, US
Vertreter Witte, Weller, Gahlert, Otten & Steil, 70178 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 60109727
Vertragsstaaten DE, DK, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 12.12.2001
EP-Aktenzeichen 011296001
EP-Offenlegungsdatum 31.07.2002
EP date of grant 30.03.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.04.2006
IPC-Hauptklasse B64G 1/58(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzplatte für eine wiederverwendbare Startrakete, wobei die Schutzplatte aufweist: eine äußere Platte aus keramischem Matrixverbundwerkstoff zum Isolieren der Startrakete gegen erhöhte Temperaturen; eine isolierende Beutelanordnung, die an die äußere Platte aus keramischem Matrixverbundwerkstoff zur Isolierung der Startrakete gegen erhöhte Temperaturen gekoppelt ist; und ein Distanzierungsanbringungssystem zum Anbringen der äußeren Platte aus keramischem Matrixverbundwerkstoff und der Beutelanordnung an eine Tankwand der Startrakete.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Schutzplatte für eine wiederverwendbare Startrakete. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine isolierende Beutelanordnung für eine Schutzplatte für eine wiederverwendbare Startrakete.

Eine solche Schutzplatte für eine wiederverwendbare Startrakete ist aus dem Dokument US 4,804,571 A bekannt.

In der Raumtransportindustrie gab es jüngst Entwicklungen in Richtung einer Entwicklung von Raumflugkörpern, die flugzeugähnliche Funktionsfähigkeiten aufweisen. Das Ergebnis war die Entwicklung der wiederverwendbaren Startrakete ("reusable launch vehicle, RLV"), um eine solche Funktionsfähigkeit vorzusehen. Um die Vision und das Potential der RLV vollständig zu realisieren, muss man sich um mehrere Überlegungen kümmern, die einen Start, einen Wiedereintritt und eine Wartung betreffen. In Reaktion auf viele dieser Überlegungen vertraut die typische RLV auf das Konzept eines Wärmeschutzsystems ("thermal protection system, TPS").

Ein Ansatz für das zeitgemäße TPS bringt die Anbringung keramischer Kacheln und Hüllen an eine äußere Oberfläche der RLV mit sich. Es gibt jedoch Platz für eine Verbesserung hinsichtlich der Weise, wie diese Kacheln und Hüllen einen Schutz für die RLV vorsehen. Typischerweise werden Wassermoleküle aus der Umgebung in die Kachel oder die Hülle eintreten, es sei denn, es wird irgendeine Form eines Feuchtigkeitsschutzes vorgesehen. Es ist deshalb üblich, die Kachel oder die Hülle mit einer wasserabdichtenden Verbindung zu injizieren, die im Wesentlichen die inneren Fasern beschichtet, um einen "Dochteffekt" ("wicking") zu verhindern. Dieser Vorgang bringt die Verwendung einer beachtlichen Material- und Arbeitsmenge mit sich, die in der Raumtransportindustrie beide sehr selten sind. Des Weiteren haben die hohen Temperaturen, die mit einem Wiedereintritt der RLV verbunden sind, eine Tendenz dazu, die wasserdichte Verbindung derart "auszubacken", dass nach jeder Verwendung ein erneutes Abdichten gegen Wasser erforderlich ist. Der erneute Vorgang eines Abdichtens gegen Wasser kann extrem teuer und zeitaufwändig sein. Es ist deshalb wünschenswert, eine Schutzplatte für eine RLV vorzusehen, die keine Abdichtung gegen Wasser oder keine erneute Abdichtung gegen Wasser erfordert.

In den vergangenen Jahren wurden metallische Platten entwickelt, die sich partiell um die oben genannten Wasserabdichtbelange kümmerten. Es gibt jedoch auch einen beachtlichen Platz für Verbesserungen gegenüber diesen Konstruktionen. Die metallischen Platten sind typischerweise zum Beispiel aus nickelbasierten Legierungen hergestellt, die die RLV vor Temperaturen um 982°C (1800°F) schützen. Diese Temperaturbegrenzung steht im direkten Verhältnis zu dem Wiedereintrittsprofil der RLV. Insbesondere resultiert der niedrige Temperaturschwellenwert, der mit metallischen Kacheln verbunden ist, aufgrund des Bedürfnisses, Temperaturerhöhungen zu minimieren, in weniger effizienten Wiedereintrittsprofilen. Des Weiteren sind Metallkacheln bedeutend schwerer als herkömmliche Keramikkacheln. Es ist deshalb wünschenswert, eine Schutzplatte für eine RLV zu schaffen, die gegenüber erhöhten Temperaturen widerstandsfähig ist und ein relativ leichtes Gewicht hat.

Es ist auch wichtig, festzustellen, dass die Abmessungen von Keramikkacheln kritisch sind, um einen Bruch zu vermeiden. Deshalb sind herkömmliche Keramikkacheln typischerweise 6" mal 6" groß, mit einer maximalen Dicke von 3". Die relativ kleine Größe dieser Platten kann zu Herstellungskosten beitragen, indem die Herstellung einer größeren Anzahl von Platten erforderlich ist. Es ist deshalb wünschenswert, eine Schutzplatte für eine RLV zu schaffen, die hinsichtlich der Größe größer ist als herkömmliche Platten.

Die oben genannten und andere Aufgaben werden durch eine Schutzplatte für eine RLV gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst. Die Schutzplatte umfasst eine äußere Platte aus einem keramischen Matrixverbundstoff ("ceramic matrix composite, CMC") zur Isolierung der RLV gegen erhöhte Temperaturen, und eine isolierende Beutelanordnung, die an die äußere CMC-Platte gekoppelt ist. Die isolierende Beutelanordnung isoliert die RLV gegen Feuchtigkeit sowie erhöhte Temperaturen. Ein Distanzierungsanbringungssystem bringt die äußere CMC-Platte und die Beutelanordnung an die primäre RLV-Struktur (z.B. eine Tankwand) an. Die Verwendung eines CMC-Materials für die Außenplatte ermöglicht es, bedeutend höheren Temperaturen widerstehen zu können, sowie ein verringertes Gewicht. Des Weiteren eliminiert die wasserdichte isolierende Beutelanordnung das Bedürfnis nach einer erneuten Abdichtung gegen Wasser.

Des Weiteren wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine isolierende Beutelanordnung für eine RLV-Schutzplatte vorgesehen. Die Beutelanordnung umfasst einen Folienbeutel mit einer ersten Öffnung, die an eine äußere Platte derart angeschrumpft ist, dass die erste Öffnung und die äußere Platte eine wasserdichte Dichtung bei Temperaturen unter einem gewünschten Temperaturschwellenwert bilden. Eine faserige Isolierung ist innerhalb des Folienbeutels für einen weiteren Schutz der Startrakete gegen erhöhte Temperaturen enthalten. Die Beutelanordnung umfasst des Weiteren eine Rückplatte, die an eine zweite Öffnung des Folienbeutels derart gekoppelt ist, dass die faserige Isolierung durch die Rückplatte, den Folienbeutel und die äußere Platte eingekapselt ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch ein Verfahren zum Herstellen einer RLV-Schutzplatte. Das Verfahren umfasst die Schritte eines Erhitzens eines Folienbeutels und einer äußeren CMC-Platte auf eine vorbestimmte Dehnungstemperatur, wobei die Dehnungstemperatur einen Temperaturschwellenwert definiert, bei dem der Folienbeutel sich auf einen Umfang erweitert, der größer als der Umfang einer Anbringungsoberfläche der äußeren CMC-Platte ist. Eine erste Öffnung des Folienbeutels wird anschließend um die Anbringungsoberfläche der äußeren CMC-Platte angeordnet. Das Verfahren ermöglicht des Weiteren ein Kühlen des Folienbeutels und der äußeren CMC-Platte auf eine vorbestimmte Schrumpftemperatur, wobei die Schrumpftemperatur einen Temperaturschwellenwert definiert, bei dem der Folienbeutel sich auf einen Umfang zurückzieht, der geringer als der Umfang der Anbringungsoberfläche ist.

Die verschiedenen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann durch Lesen der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche und durch Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen verständlich, in denen:

1 ein Diagramm einer RLV mit einer Vielzahl von Schutzplatten in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt;

2 eine Explosionsansicht einer Schutzplatte in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

3 eine Ansicht eines Details III in 2 darstellt;

4 eine Ansicht eines Details IV in 2 darstellt; und

5 ein Diagramm der relativen Positionen einer Vielzahl von Distanzierungseinrichtungen für ein Distanzierungsanbringungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

In 1 ist eine wiederverwendbare Startrakete (RLV) 10 mit einer Vielzahl von Schutzplatten 20 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Es ist zu sehen, dass die Schutzplatten 20 entlang der vorwärts gerichteten, unteren Oberfläche der RLV 10 angebracht werden. Es ist wohlbekannt, dass die vorwärts gerichtete, untere Oberfläche ein Bereich der RLV ist, der relativ hohen Lasten und erhöhten Temperaturen während eines Wiedereintritts unterworfen ist. Während die Schutzplatten 20 bei Hochtemperaturstellen gezeigt sind, versteht es sich, dass die Schutzplatten 20 überall bei der RLV 10 verwendet werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Wie nachfolgend detaillierter erläutert werden wird, ermöglichen die Schutzplatten 20 einen verbesserten Feuchtigkeitsschutz, eine verringerte Wartung und effizientere Wiedereintrittsprofile als herkömmliche Ansätze.

Bezugnehmend auf die 24 ist eine Ausführungsform der Schutzplatte 20 in größerem Detail gezeigt. Die Schutzplatte 20 weist allgemein eine äußere Platte 30 aus keramischem Matrixverbundwerkstoff (CMC) zur Isolierung der RLV 10 gegen erhöhte Temperaturen, eine isolierende Beutelanordnung 50 und ein Distanzierungsanbringungssystem 70 auf. Die isolierende Beutelanordnung 50 ist an die äußere CMC-Platte 30 gekoppelt und isoliert die RLV 10 gegen Feuchtigkeit sowie erhöhte Temperaturen. Das Distanzierungsanbringungssystem 70 bringt die äußere CMC-Platte 30 und die Beutelanordnung 50 an der primären Struktur der RLV 10 (nicht gezeigt) an.

Die isolierende Beutelanordnung 50 umfasst vorzugsweise einen Folienbeutel 52 mit einer ersten Öffnung 54, die derart an die äußere CMC-Platte 30 angeschrumpft ist, dass die erste Öffnung 54 und die äußere CMC-Platte 30 eine wasserdichte Dichtung bei Temperaturen unterhalb eines gewünschten Temperaturschwellenwerts bilden. Wie nachfolgend detaillierter erläutert werden wird, ist der Folienbeutel 52 vorzugsweise aus einer ungefähr 0,072 mm (0,003 Inch) dicken, kommerziell erhältlichen PM-2000-Folie hergestellt. Dies ermöglicht es, den Beutel 52 an die äußere CMC-Platte bei ungefähr 426°C (800°F) durch Schrumpfen anzupassen. Es ist wichtig, festzustellen, dass höhere oder niedrigere Schrumpfanpassungstemperaturen zur Verfügung stehen, indem das Folienbeutelmaterial aus mehreren wohlbekannten Materialien auf geeignete Weise ausgewählt wird. Eine faserige Isolierung (nicht gezeigt) ist innerhalb des Folienbeutels 52 für einen weiteren Schutz der RLV 10 gegen erhöhte Temperaturen enthalten. Eine Rückplatte 56 ist an eine zweite Öffnung 58 des Folienbeutels 52 derart gekoppelt, dass die faserige Isolierung durch die Rückplatte 56, den Folienbeutel 52 und die äußere CMC-Platte 30 eingekapselt bzw. umschlossen ist. Ein Hitzeschrumpfen des Beutels 52 ermöglicht eine enge Anpassung und eine automatische Abdichtung gegen Wasser bei Temperaturen unterhalb des gewünschten Temperaturschwellenwerts. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt der gewünschte Temperaturschwellenwert ungefähr 204,4°C (400°F). Eine Abdichtung gegen Wasser ist, wenn die Temperatur der Platte 20 über diesem Schwellenwert liegt, kein Problem, da Feuchtigkeit üblicherweise bei den bei einem Wiedereintritt üblichen Temperaturen nicht vorhanden ist. Die Herstellungsdetails der isolierenden Beutelanordnung 50 werden nachfolgend erläutert werden.

Es ist auch zu sehen, dass die Rückplatte 56 derart wellig ist, dass eine Steifigkeit entlang einer vorbestimmten Achse der Rückplatte 56 erhöht ist. Hier ist die vorbestimmte Achse die kurze Achse der Rückplatte 56. Da Temperaturen der Rückplatte 56 593°C (1100°F – aufgrund der äußeren CMC-Platte 30 und der Beutelanordnung 50) nicht überschreiten, wird Titan verwendet, um das Gewicht zu verringern. Somit kann aufgrund ihrer einzigartig gekrümmten Seitenwandkonfiguration und -welligkeit eine thermische Spannung aufnehmen. Die Platte 56 ist vorzugsweise auf diese Weise gestaltet, um das Gewicht zu minimieren, während sie den Start- und Wiedereintrittsbedingungen standhält. Die Rückplatte 56 sieht deshalb einen Mechanismus zum Ausschließen der Platte 20, wobei eine Steifigkeit für eine Gleitbefestigung der gesamten Plattenanordnung geliefert wird, und zum Vorsehen einer Wärmefehlanpassung zwischen der Platte 20 und der primären Struktur vor, sowohl während einer Tieftemperaturbelastung als auch einem Wärmedurchzug („thermal soak through") nach der Landung.

Die äußere CMC-Platte 30 wird nun detaillierter beschrieben werden. Wie man allgemein sieht, umfasst die äußere CMC-Platte 30 eine Vielzahl von Versteifungsstegen, um eine Stabilität für die äußere CMC-Platte 30 bereitzustellen, wobei einer oder mehrere der Versteifungsstege eine Anbringungsoberfläche zum Koppeln der isolierenden Beutelanordnung 50 an die äußere CMC-Platte 30 definieren. Es ist bevorzugt, dass die Versteifungsstege Begrenzungs- bzw. Umfangsversteifungen 32 umfassen, die angrenzend an einen Umfang der äußeren CMC-Platte 30 angeordnet sind. Es ist zu sehen, dass die Umfangsversteifungen 32 gekrümmt sind, um eine Kopplung zwischen der isolierenden Beutelanordnung 50 und der äußeren CMC-Platte 30 zu verbessern. Es ist auch bevorzugt, dass die Versteifungsstege interne Versteifungen 34 umfassen, die an einen Nicht-Umfangsbereich der äußeren CMC-Platte 30 angrenzen. Es ist zu sehen, dass die Versteifungen 32, 34 eine Vielzahl integraler Distanzierungseinrichtungen 41, 42, 43, 44, 45, 46 zum Koppeln der äußeren CMC-Platte 30 an das Distanzierungsanbringungssystem 70 aufweisen. Die integralen Distanzierungen ermöglichen deshalb eine Stabilisierung der Platte 20 unter Belastung, um eine minimale Dicke für die äußere CMC-Platte 30 zu ermöglichen. Die bevorzugte äußere CMC-Platte 30 ist kommerziell von der DaimlerChrysler Aerospace AG erhältlich und ist aus C/SiC hergestellt, um den hohen, mit einem Wiedereintritt verbundenen Temperaturen Rechnung zu tragen. Die äußere CMC-Platte 30 ist dafür konstruiert, Temperaturen standzuhalten, die bis zu ungefähr 1510°C (2750°F) reichen. Es ist wichtig, festzustellen, dass der erhöhte Temperaturwiderstand der RLV 10 aggressivere und effizientere Wiedereintrittsprofile ermöglicht. Die äußere CMC-Platte 30 repräsentiert deshalb eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Ansätzen.

Das Distanzierungsanbringungssystem 70 wird nun detaillierter beschrieben werden. Es ist zu sehen, dass das Distanzierungsanbringungssystem 70 vorzugsweise eine Vielzahl von Anbringungsvorrichtungen 71, 72, 73, 74, 75, 76 umfasst, die an der primären Struktur der RLV 10 bei vorbestimmten Wandstellen befestigt sind. Eine Vielzahl von Distanzierungseinrichtungen 81, 82, 83, 84, 85, 86 ist an der äußeren CMC-Platte 30 bei vorbestimmten Plattenstellen gekoppelt, wobei jede Distanzierungseinrichtung sich zwischen einem Plattenort und einem entsprechenden Wandort erstreckt. Das Distanzierungsanbringungssystem 70 umfasst des Weiteren eine Vielzahl von Anbringungsstücken 91, 92, 93, 94, 95, 96, die an die Distanzierungseinrichtungen 81, 82, 83, 84, 85, 86 zum Koppeln der Distanzierungseinrichtungen an die Anbringungsvorrichtungen 71, 72, 73, 74, 75, 76 befestigt sind. Bezugnehmend auf 5 ist zu sehen, dass die Distanzierungseinrichtungen 81, 82, 83, 84, 85, 86 in einer vorbestimmten Konfiguration derart angeordnet sind, dass Wärmeausbreitungsspannungen in der äußeren CMC-Platte 30 reduziert sind. Aufgrund der großen Temperaturdifferenzen überall bei der Platte 20 während eines Wiedereintritts, beachtet die vorliegende Erfindung somit die Differenzen und die Ausdehnung und die Kontraktion jeder Komponente. Insbesondere sind Distanzierungseinrichtungen 81, 82, 83, 84, 85, 86 spannungslösend angeordnet. Eine Distanzierungseinrichtung 82 ist befestigt und ermöglicht einen Wärmeanbringungspunkt. Die anderen fünf Distanzierungseinrichtungen 81, 83, 84, 85, 86 sind relativ zu der befestigten Distanzierungseinrichtung 82 ausgerichtet und bewegen sich, wie durch die gepunkteten Linien gezeigt, um die Spannungen zu minimieren, die aufgrund der zurückgehaltenen Wärmeausdehnung der Platte 20 erzeugt werden.

Fortfahrend unter Bezugnahme auf 1 bis 4 wird nun ein Verfahren zum Herstellen der Schutzplatte 20 in größerem Detail beschrieben werden. Das Verfahren umfasst die Schritte eines Erhitzens des Folienbeutels 52 und der äußeren CMC-Platte 30 auf eine vorbestimmte Dehnungstemperatur. Die Dehnungstemperatur definiert einen Temperaturschwellenwert, bei dem der Folienbeutel 52 sich auf einen Umfang aufweitet, der größer als der Umfang der Anbringungsoberfläche der äußeren CMC-Platte 30 ist. Wie zuvor erläutert, ist die Anbringungsoberfläche vorzugsweise durch gekrümmte Umfangsversteifungseinrichtungen 32 definiert. Die erste Öffnung 52 des Folienbeutels 52 wird anschließend um die Umfangsversteifungen 32 der äußeren CMC-Platte 30 positioniert. Das Verfahren ermöglicht des Weiteren ein Kühlen des Folienbeutels 52 und der äußeren CMC-Platte 30 auf eine vorbestimmte Schrumpftemperatur, wobei die Schrumpftemperatur einen Temperaturschwellenwert definiert, bei dem der Folienbeutel 52 versucht, sich auf einen Umfang zurückzuziehen, der geringer als der Umfang der Umfangsversteifungen 32 ist. Eine faserige Isolierung kann dann innerhalb des Folienbeutels 52 angeordnet werden, und die Rückplatte 56 wird an die zweite Öffnung 58 des Folienbeutels 52 gekoppelt. Dies ermöglicht es der faserigen Isolierung, durch die Rückplatte 56, den Folienbeutel und die äußere CMC-Platte 30 eingekapselt zu werden. Das Verfahren umfasst des Weiteren den Schritt eines Anbringens der äußeren CMC-Platte 30, des Folienbeutels 52 und der Rückplatte 56 an der primären Struktur der RLV 10 mit dem Distanzierungsanbringungssystem 70. Es ist wichtig, festzustellen, dass die Wärmeausdehnungsfehlanpassung zwischen dem Folienbeutel 52 und der äußeren CMC-Platte 30, eine Schrumpfanpassungsanbringung zwischen den zwei Komponenten bei einer ungefähren Temperatur von 426°C (800°F) ermöglicht. Die Schrumpfanpassungsanbringung ermöglicht ein günstiges Herstellungsverfahren. Während eine Schrumpfanpassung das bevorzugte Anbringungsverfahren ist, kann der Folienbeutel 52 auch unter Verwendung einer Lötverbindung angebracht werden, was in leicht höheren Herstellungskosten resultiert. Der Folienbeutel 52 ist relativ zu dem tatsächlich hergestellten Umfang der Umfangsversteifungen 32 dimensioniert und unter Verwendung einer geschweißten Stoßverbindung verbunden.


Anspruch[de]
  1. Schutzplatte 20 für eine wiederverwendbare Startrakete (10), wobei die Schutzplatte (20) aufweist:

    eine äußere Platte (30) aus einem keramischen Matrixverbundwerkstoff zum Isolieren der Startrakete (10) gegenüber erhöhten Temperaturen;

    eine isolierende Beutelanordnung (50), die an die äußere Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff zum Isolieren der Startrakete (10) gegenüber erhöhten Temperaturen gekoppelt ist; und

    ein Distanzierungsanbringungssystem (70) zum Anbringen der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff und der Beutelanordnung (50) an eine Tankwand der Startrakete (10),

    dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Beutelanordnung (50) umfasst:

    einen Folienbeutel (52) mit einer ersten Öffnung (54), die an die äußere Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff derart angeschrumpft ist, dass die erste Öffnung (54) und die äußere Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff eine wasserdichte Dichtung bei Temperaturen unterhalb eines gewünschten Temperaturschwellenwerts bilden.
  2. Schutzplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Beutelanordnung (50) umfasst:

    eine faserige Isolierung, die in dem Folienbeutel (52) enthalten ist, um die Startrakete (10) zusätzlich gegen erhöhte Temperaturen zu schützen; und

    eine Rückplatte (56), die an eine zweite Öffnung (58) des Folienbeutels (52) derart gekoppelt ist, dass die fasrige Isolierung mittels der Rückplatte (56), dem Folienbeutel (52) und der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff eingekapselt ist.
  3. Schutzplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Temperaturschwellenwert ungefähr 204,4°C beträgt.
  4. Schutzplatte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückplatte (56) derart gewellt ist, dass eine Steifigkeit entlang einer vorbestimmten Achse der Rückplatte (56) erhöht wird.
  5. Schutzplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückplatte (56) Titan enthält.
  6. Schutzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff eine Vielzahl von versteifenden Stegen (32, 34) umfasst, um für die äußere Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff eine Stabilisierung vorzusehen, wobei einer oder mehrere der versteifenden Stege eine Anbringungsoberfläche zum Koppeln der isolierenden Beutelanordnung (50) an die äußere Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff definiert bzw. definieren.
  7. Schutzplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die versteifenden Stege (32, 34) Umfangsversteifungseinrichtungen (32) umfassen, die angrenzend an den Umfang der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff angeordnet sind.
  8. Schutzplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsversteifungseinrichtungen (32) gekrümmt sind, um eine Kopplung zwischen der isolierenden Beutelanordnung (50) und der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff zu verbessern.
  9. Schutzplatte nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstege (32, 34) interne Versteifeinrichtungen (34) umfassen, die angrenzend an einen nicht-umfänglichen Bereich der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff angeordnet sind.
  10. Schutzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff C/SiC enthält.
  11. Schutzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzierungsanbringungssystem (70) umfasst:

    eine Vielzahl von Anbringungsvorrichtungen (7176), die an der Tankwand der Startrakete (10) bei vorbestimmten Wandstellen befestigbar sind;

    eine Vielzahl von Distanzierungseinrichtungen (8186), die an die äußere Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff bei vorbestimmten Plattenstellen (4146) gekoppelt sind, wobei sich jede Distanzierungseinrichtung (8186) zwischen einer Plattenstelle (4146) und einer entsprechenden Wandstelle erstreckt;

    eine Vielzahl von Anbringungsanschlussstücken (9196), die an den Distanzierungseinrichtungen (8186) befestigt sind, um die Distanzierungseinrichtungen (8186) an die Anbringungsvorrichtungen (7176) zu koppeln.
  12. Schutzplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzierungseinrichtungen (8186) in einer vorbestimmten Konfiguration derart angeordnet sind, dass Wärmeausdehnungsspannungen in der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff verringert werden.
  13. Schutzplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückplatte (56) einen gekrümmten Umfang aufweist.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Schutzplatte (20) für wiederverwendbare Startraketen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

    Erwärmen eines Folienbeutels (52) und einer äußeren Platte (30) aus einem keramischen Matrixverbundwerkstoff auf eine vorbestimmte Dehntemperatur, wobei die Dehntemperatur einen Temperaturschwellenwert definiert, bei dem sich der Folienbeutel (52) auf einen Umfang vergrößert, der größer als ein Umfang einer Anbringungsoberfläche der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff ist;

    Anordnen einer ersten Öffnung (54) des Folienbeutels (52) um die Anbringungsfläche der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff herum; und

    Kühlen des Folienbeutels (52) und der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff auf eine vorbestimmte Schrumpftemperatur, wobei die Schrumpftemperatur einen Temperaturschwellenwert definiert, bei dem der Foliebeutel (52) versucht, sich auf einen Umfang zurückzuziehen, der kleiner als der Umfang der Anbringungsoberfläche ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, das den weiteren Schritt eines Erhitzens des Folienbeutels (52) und der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff auf ungefähr 426,7 °C umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, das die weiteren Schritte umfasst:

    Anordnen einer fasrigen Isolierung in dem Folienbeutel (52); und

    Koppeln einer Rückplatte (56) an eine zweite Öffnung (58) des Folienbeutels (52) derart, dass die fasrige Isolierung mittels der Rückplatte (56), dem Folienbeutel (52) und der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff eingekapselt ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, das den weiteren Schritt eines Anbringens der äußeren Platte (30) aus dem keramischen Matrixverbundwerkstoff, des Folienbeutels (52) und der Rückplatte (56) an eine Tankwand der wiederverwendbaren Startrakete (10) mit einem Distanzierungsanbringungssystem (70) umfasst.
  18. Isolierende Beutelanordnung (50) für eine Schutzplatte (20) für eine wiederverwendbare Startrakete, wobei die Beutelanordnung (50) gekennzeichnet ist durch:

    einen Folienbeutel (52) mit einer ersten Öffnung (54), die derart an eine äußere Platte (30) angeschrumpft ist, dass die erste Öffnung (54) und die äußere Platte (30) eine wasserdichte Dichtung bei Temperaturen unterhalb eines gewünschten Temperaturschwellenwerts bilden;

    eine fasrige Isolierung, die in dem Folienbeutel (52) zum Schützen der Startrakete (10) vor erhöhten Temperaturen, enthalten ist; und

    eine Rückplatte (56), die an eine zweite Öffnung (58) des Folienbeutels (52) derart gekoppelt ist, dass die fasrige Isolierung mittels der Rückplatte (56), dem Folienbeutel (52) und der äußeren Platte (30) eingekapselt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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