A heat shield esetében milyen a megfelelő aerodinamikai kialakítás?

Az aerodinamikusabb alak gyorsabban halad a levegőben, (ez magától értetődő) a kevésbé aerodinamikus alak viszont jobban lassul. ha az a cél, hogy szabadesés mellett a lassulás folyamatos és elviselhető értékű legyen, a kevésbé aerodinamikus alak jobban működik. mivel a visszatérő kabin fékezése aerodinamikus úton történik a magas és ritka légkörben, a nagyobb ellenállású gömb (orosz) vagy gömbsüveg (amerikai) alak volt használatos.

Az olyan alkalmazásoknál, ahol a visszatérés kontrollált körülmények közt történik ("vezetik" a visszatérő egységet) úgy a kellő stabilitást és áramlási viszonyokat biztosító aerodinamikus alak a kedvezőbb. Ilyen az ürsikló alakja tipikusan, ahol a fékezés lassítás irányítás mellett kormányzással, kilebegtetéssel történik.

A gömb vagy gömbsüveg elrendezés azért kedvező a hővédelem szempontjából, mert adott védendő térfogathoz a legkisebb felületet adja, így a hőszigetelés és a védelem kisebb felületen kell kialakítani.

Elég sok paraméterből áll össze a dolog, szerintem nem nagyon lehet ezt körte vagy alma módon szétválasztani.

Maga a légkörbe lépési procedúra is eltér, az űrrepülőgépek is eleinte teljes alsó felületükkel fékeztek, aztán ezen előfékezés után fordultak orral a légellenállásra. Az űrkapszulák viszont folyamatosan azonos fékező felületet mutatva "csapnak bele a lecsóba".

Ott egy fontos összefüggés a hőszigetelés csúcsterhelhetősége, "hőáteresztésének" ideje meg a forma közt.

Ha rövid ideig tervezünk nagyobb hőt kiállni (intenzív fékezés), akkor jó a kevésbé aerodinamikus alak.

Viszont ilyenkor a külső felületi hőmérséklet nagyon nagy, óhatatlan a hőpajzs részleges elpárolgása, sérülése.

Ha a terv a többszöri használhatóság, akkor az aerodinamikusabb forma a jobb, ahol a csúcshőmérséklet kisebb, de a hőterhelés tovább áll fenn.

Gyanítom, hogy a Space Shuttle, a Buran meg az X-37B esetén a két eset valamiféle kombinációja áll fenn.