熱シールド

シールドとは



シールドは、源から発生するから内部の物体を保護するための技術です。を拡散、反射、あるいは吸収することによって、対象物の温度上昇を抑制し、高による損傷を防ぎます。自動車、航空機、宇宙船、工業設備、火器など、幅広い分野で利用されています。

シールドの作動原理



シールドは、主に以下の2つの仕組みを利用して、過剰な温度上昇や勾配から対象物を保護します。

: 伝導率の低い材料を使用することで、の伝わりを遮断します。これにより、外部の高温から内部の構造物を隔離します。
放射冷却: 放射によって外部へを放出します。表面の放射率を高めることで、効率的な放を促します。

これらの機能を高めるためには、以下の特性が重要となります。

低い伝導率 (高い抵抗): の伝わりを抑制する。
高い放射率: 効率的にを放出する。
安定性 (耐火性を含む): 高温環境下でも性能を維持する。

塗装(HEC)を施したセラミックは、これらの特性を満たすため、シールド材としてよく用いられます。

シールドの用途



自動車: エンジンから発生するによる周辺部品や車体へのダメージを軽減するために、多くの自動車シールドが搭載されています。材料には、ステンレス鋼などの鋼板、薄いアルミニウム箔などが使用されます。

航空機: コンコルドやSR-71ブラックバードのような高速航空機では、飛行中に発生する摩擦による過を考慮した設計が必要です。コンコルドの機首部分では、最高運用温度が127℃に達することもありました。

宇宙機: 大気を持つ天体に着陸する宇宙船は、大気圏再突入時に断圧縮によって高温にさらされます。シールドは、を拡散する特殊な素材で構成されており、宇宙船を保護します。除去ヒートシールド(プラスチック樹脂製)と吸収ヒートシールド(炭素繊維強化炭素複合材料製)の2種類に大別されます。火星探査ローバー「パーサヴィアランス」のシールドは、最大1315℃の高温に耐えることができます。

工業: に弱い部品を保護するために、様々な工業プロセスでシールドが使用されます。

火器: セミオートマチックやオートマチックのライフルやショットガンには、射撃時のから射手を保護するためのシールドが装着されています。機関銃や短機関銃では、効率的な放のために形状が工夫されたシールドが用いられます。

関連項目




断熱材
エアロシェル
アブレーション

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