NASA'nın belirlediği yanma standartlarını karşılayan ticari kullanıma hazır dokuma bantlar için yapılan yanıcılık testlerinin sonuçları, gelecekteki Ay ve Mars görevlerinde öngörülen yüksek oksijenli ortamlarda kullanımları üzere açıklandı. Sturges Manufacturing Company, Inc. tarafından üretilen ve %60 Kevlar® ile %40 polibenzimidazol (PBI) içeren, özellikle doğal renkli versiyonu olan bandın, NASA-STD-6001B Test 1'e göre 37% oksijen ve 8.2 psia basınçta J-konfigürasyonunda yüzeyden tutuşturma yöntemiyle yapılan yanıcılık testini geçtiği belirtildi. Altın renginde olan doğal bant için ayrıca gaz salınımı (offgassing) verileri de sağlandı. Bu bulgular, bu bantların yumuşak malzeme uygulamalarında uygun birer aday olarak kullanılabileceğini destekliyor; ancak nihai performans ve aşınma özelliklerinin tam konfigürasyon içinde doğrulanması gerekiyor.
Arka Plan
Gelecekteki Ay ve Mars'a yönelik insanlı görevlerde, uzay yürüyüşü öncesi oksijen ön solunum süresini kısaltmak için yüksek oksijenli bir ortam planlanıyor. Bu çalışmada, malzemeler 37% oksijen ve 8.2 psia basınçta kullanıma uygunluk açısından değerlendiriliyor. Zenginleştirilmiş oksijen ortamı, yanıcılık riskini artırıyor ve geliştirilmiş yangına dayanıklı malzemelere olan ihtiyacı ortaya koyuyor. NASA Mühendislik ve Güvenlik Merkezi (NESC), bu ortamda NASA yanma gereksinimlerini karşılayan tekstil malzemelerinin, havacılık topluluğuna yumuşak malzeme uçuş donanımının yapı taşları olarak sunulmasını sağlamak için bir strateji geliştirdi. Strateji, NESC'in desteğiyle Mars Kampanya Ofisi ve Johnson Uzay Merkezi tarafından uygulanıyor. İlk aşama, yanma gereksinimlerini karşılama potansiyeli yüksek olan ticari kullanıma hazır (COTS) tekstillerin test edilmesini kapsıyor.
Sorun Tanımı
Genel olarak dokuma bant veya dokuma teyp olarak adlandırılan dar dokuma kumaşlar; mürettebat hareketlilik yardımcıları, bağlayıcı ağlar ve saklama torbası sapları dahil olmak üzere çok çeşitli yumuşak malzeme uygulamalarında kullanılıyor. Standart meta-aramid veya naylon bantlar, yüksek oksijenli ortamlardaki yanıcılık gereksinimlerini karşılamıyor.
Test Yöntemleri ve Veri Toplama
NASA-STD-6001B Test 1, 8.2 psia basınçta maksimum oksijen konsantrasyonunu (MOC) belirlemek için White Sands Test Facility (WSTF) tesisinde bant adayları üzerinde gerçekleştirildi. Test, bandın kesik kenarının alevle temas etmediği ve tutuşturucunun bandın yanal serbest kenarını da kapsayan malzemenin ön yüzeyine temas ettiği korumasız bir J konfigürasyonunda yapıldı. Aşınma ve yıpranma sonrası yanıcılık performansı değerlendirilmedi. MOC testi, sabit bir basınçta test edilen en az beş numunenin NASA-STD-6001B kriterlerini geçtiği maksimum oksijen konsantrasyonunu ifade ediyor. Sturges Manufacturing tarafından üretilen %60 Kevlar ve %40 PBI'den oluşan bir inç genişliğindeki doğal ve siyah bantlar test edildi (Şekil 1'e bakınız). Mevcut bant genişlikleri çeyrek (1/4) ile 8 inç arasında değişiyor.
Analiz ve Sonuçlar
Tablo 1, bant özelliklerini ve test sonuçlarını özetliyor. Bantlar, 8.2 psia basınçta sırasıyla doğal ve siyah bant için 37% ve 35% oksijen MOC değerlerine sahipti. Ayrıca, doğal bant üzerinde NASA-STD-6001B Testine göre gaz salınımı testi yapıldı. Detaylı test sonuçlarına, referans bölümünde listelenen MAPTIS bağlantılarından ulaşılabilir.
Bu sonuçlar, nihai bir yumuşak malzeme ürününe entegre edilmek üzere malzeme seçiminde kullanılmalı. Nihai yanıcılık sonucu, son ürünün diğer bileşenlerine bağlı olacaktır ve nihai ürünün gereksinimleri karşıladığından emin olmak için konfigürasyon içinde test edilmelidir. Bireysel tekstil sonuçları, bitmiş montajın performansını garanti etmez. Bu banttaki varyasyonlar (yani boyutlar, dokuma tipi ve iplik boyutu, yoğunluk, yüzey işlemleri, renk, lif karışımı, kenar bitiş tekniği, cırt cırt gibi özelliklerin eklenmesi ve aşınma ile sınırlı olmamak üzere) yanıcılık özelliklerini etkileyebilir ve kullanımdan önce değerlendirilmelidir.
Referanslar
1. Siyah renk bant: Yanıcılık Raporu WSTF 26-49145, https://maptis.ndc.nasa.gov/matsel/app/material/73441?sender=global-search
2. Doğal renk bant: Yanıcılık ve Gaz Salınımı Raporu WSTF 26-49149, https://maptis.ndc.nasa.gov/matsel/app/material/73442?sender=global-search
3. HEO-DM-1006 Güncellenmiş Keşif Atmosferleri
4. Üretici web sitesi: https://www.sturgesmfgco.com/
5. Üretici iletişim: Mike Allen ([email protected] 315-880-0937)
6. NASA-STD-6001B Yanıcılık, Gaz Salınımı ve Uyumluluk Gereksinleri ile Test Prosedürleri
