ديدگاه ما نسبت به جهان طبیعت در عصر فضا غنی شده است و برداشتی که از عالم هستی حاصل شده نیز مديون همین عصر است. چرا که امروزه فضاپیماهای فراوانی که در راستای برنامه های فضايی کشورهای گوناگون در سرتاسر منظومه شمسی از عطارد تا پلوتو گسترده شده ، نیمه تاريک هستی را به چشم بشر روشن تر نموده اند. امروزه در بسیاری از کاربردهای مهندسی، به تلفیق خواص مواد موردنیاز است و امکان استفاده از يک نوع ماده که همه خواص موردنظر را برآورده سازد وجود ندارد. به عنوان مثال در صنايع هوافضا به موادی موردنیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک بودن و مقاومت در برابر دمای بالا ناشی از سرعت های زياد که تحت تأثیر گرمايش آئرودينامیکی است می باشد. ازاين رو استفاده از مواد فنا شونده در سرعت های بالا بسیار حائز اهمیت می باشد مواد فنا شونده موادی هستند که وقتی می سوزند، مانع عبور حرارت از خود و رسیدن آن به داخل فضاپیما می شوند؛ بنابراين مواد فنا شونده ممکن است از ضخامت معقولی برخوردار باشد که بخشی از آن در حین ورود به جو سوخته شود. پس هم مقاومت در برابر حرارت و هم سوخته شدن بخشی از سپر به منظور دفع گرما و هم عايق کاری فضاپیما يک تکنولوژی خواهد بود که به نام تکنولوژی سپرهای حرارتی نامیده می شود که اين امر توسط مواد فنا شونده انجام می گردد. به علاوه اين مواد بايد از ساختار سازه ای قوی برخوردار باشند که در برابر بارهای دينامیکی شديدی که به آن ها وارد می شود، دچار ازهم گسیختگی نشوند.

مقدمه

   روزی که چارلز لیندبرگ، در سال 1927 ، اولین پروازهوايی غیرنظامی طولانی را، با هواپیمای تک موتوره تک سرنشین کوچک خود با طی مسیر پاريس تا نیويورك انجام داد، کمتر کسی پیش بینی می کرد که صنعت هوانوردی روزی به اندازه ای پیشرفت کند که به صنعتی غول پیکر و چندين میلیارد دلاری در جهان تبديل شود که تمامی کشورها از مزايای آن بهره مند شوند. بنابراين می توان امیدوار بود روزی برسد که مسافرت فضايی نیز در سراسر دنیا به همین سادگی انجام پذير شود. بايد بدانیم مسافرت فضايی نوشداروی مناسبی برای همه بیماران جهان مدرن نیست، اما می تواند به بهبود وضعیت سیاره زمین کمک کند. زمین محبوب ما رنجور است. مردم بايد بیاموزند و فراموش نکنند که هر آنچه روی می دهد در نزديکی آن هاست و هر آنچه انجام می دهند حتی در دورترين نقاط زمین دارای اثر است. بسیاری از فضانوردان که امکان ديدن زمین از فضا را داشته اند، اظهار کرده اند که ديدگاه آنان نسبت به جهان پیرامون خود به علت اين تجربه، تغییر کرده است. آن ها نسبت به موضوع سیاره زمین بسیار بیشتر از منافع ملی حساسیت نشان می دهند. اکنون به تحقیقات فضايی به عنوان ابزاری برای حل مشکلات بشر در زمین نگريسته می شود. بنابراين، هنگامی که سفر انسان به فضا در زمره فعالیت های روزانه او قرار گیرد می توان انتظار داشت که وضعیت سیاره زمین در حال بهتر شدن است. بااين حال يکی از مهم ترين مشکلات پروازی با سرعت های بالا ناشی از گرمايش آئرودينامیکی است . اين موضوع که حاصل تبديل انرژی دينامیکی به انرژی حرارتی است ، در ناحیه سکون نوك جسم متحرك يا در لايه مرزی در طول جسم رخ می دهد. در هر دو مورد به نوعی سرعت ذرات هوا به سمت صفر میل می کند و قانون بقای انرژی به صورت افزايش دما نمايان می شود. پديده گرمايشی آئرودينامیکی در پروازهای ماورای صوت که سرعت پرواز بسیار زياد است نمود فراوانی دارد. دمای سطح جسم در چنین سرعت هايی به حدی افزايش می يابد که بیشتر فلزات در اين دما ذوب يا حتی تبخیر می شوند. اين مشکلات ، به ويژه ، در پرتاب های فضايی که موضوع بازگشت به جو غلیظ مطرح است بحرانی است و ملاك طراحی محافظ های حرارتی است. اين محافظ ها که عمدتاً به سپرهای حرارتی معروف اند از لايه های زيرين پرتابه که ممکن است از نوع سرنشین دار باشد در برابر شارهای حرارتی بسیار زياد محافظت می کند. مواد مورداستفاده در اين سپرهای حرارتی با جذب انرژی حرارتی در فرايند تبخیر و واکنش گرماگیر عمدتاً از بین رفته و لايه های پايینی خود را حفاظت می کند و لذا مواد فنا شونده نام گرفتند، اهمیت اين موضوع با توجه به اينکه عصر کشفیات جديد در فضا و بررسی امکان شرايط زندگی انسانی در کرات ديگر است، شايد تئوری مالتوس 4، اقتصاددان بزرگ مبنی بر اينکه ازدياد جمعیت روزی موجب بحران کمبود منابع و غذا خواهد شد و مقدمه ای برای ايجاد بحران های بزرگ تر آينده خواهد بود، روزی درست از آب درآيد، درنتیجه بسیاری از دانشمندان و کارشناسان بر اين باور هستند که بايد برای انتقال بخشی از جمعیت جهان به خارج از کره زمین چاره ای انديشیده شود و بدين منظور جهت ارسال موجود زنده و يا فضانورد در کپسول زيستی بايد از عوامل مخرب مانند تشعشعاتی که در فضا هستند و بر روی انسان و يا کپسول زيستی تأثیرات مخرب و جبران ناپذير دارند جلوگیری کنیم و بدين جهت از مواد فنا شونده نیز استفاده گردد . اهداف اين پروژه انتخاب موادفناشونده و ضخامت مناسب جهت سپر حرارتی می باشد.از اين نوع ماده در فرايند طراحی و ساخت مهم ترين قسمت در تحلیل مسئله گرمايش آئرودينامیکی در پرتاب های فضايی است در اين پروژه بر اساس فرضیات ساده کننده شبیه سازی عددی مسئله انجام شده و ابزار برای بررسی موضوع و تخمین مقدار خوردگی ماده فنا شونده ايجاد می شود.