房地产项目净利润率:当宇宙航天器完成任务返回地球时,面临着与陨星进入大气层与空气剧烈摩擦,宇宙航天器是怎样解决这个问题的?

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/04/30 02:45:36

表面有一层氧化薄膜,气化吸热,减低温度,

无论是航天飞机还是航天飞船,在返回地球前经过大气层时,都要经过一段时间“痛苦的煎熬”。飞行器与大气层剧烈摩擦,产生大约2000℃到3000℃的高温,防止高温对飞行器内部产生影响,就需要采用隔热材料阻挡。“美国航天飞机一般采用隔热瓦,像瓦片一样贴在航天飞机上,但缺陷就是隔热瓦极容易脱落,损坏航天飞机部件,而我国的‘神舟六号’则采用隔热涂料,没有掉落的危险,这种技术为我国独立开发研制,在效果上已经超过了隔热瓦。”

当一种物质达到沸点时,它的温度就很难再上升,因此可以在飞行器表面涂一层隔热材料,让它被烧蚀,使整个飞行器保持在一个温度(即该材料的沸点)上,在它全部被烧之前,飞行器不会有危险。

我只知道美国隔热瓦的一些情况,对中国的不太了解。隔热瓦是用硅矽一类的材料做成的,制作工艺很象中国传统的陶瓷烧制过程,烧出来来的成品几千度高温,在常温下只要冷却几秒钟,就可以直接用手拿了。散热性能可见一斑。
还有,航天飞机必须以与地面30度的夹角进入大气层,因为隔热瓦主要覆盖在机腹,而且,这样可以增加阻力,减低降落的速度

有隔热毯

在晴朗的夜晚,仰望灿烂星空,有时会看到耀眼的陨星,倏忽即逝。它为什么会发光呢?原来,这是高速飞行的陨星进人大气层与空气剧烈摩擦,猛烈燃烧而发出的光亮。当宇宙航天器完成任务返回地球时,面临着与陨星同样的残酷生存环境。研究表明,当宇宙飞行器的飞行速度达到3倍声速时,其前端温度可达330℃;当飞行速度为6倍声速时,可达1480℃。宇宙飞行器邀游太空归来,到达离地面60~70千米时,速度仍然保持在声速的20多倍,温度在10 000℃以上,这样的高温足以把航天器化作一团烈火。高速导致高温,这似乎是一道不可逾越的障碍,人们把这种障碍称为热障。显然热障并没有阻挡住人类挺进宇宙的步伐,那么科学家们是如何克服热障,使航天器安全回家的呢?

陨石穿越太空到达地球的神奇经历给了科学家们以特殊的启迪。分析陨石的成分和结构发现,陨石表面虽然已经熔融,但内部的化学成分没有发生变化。这说明陨石在下落过程中,表面因摩擦生热达到几千度高温而熔融,但由于穿过大气层的时间很短,热量来不及传到陨石内部。给宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料制成的“盔甲”,把摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔触、气化等一系列物理和化学变化中,“丢卒保车”,就能达到保护宇宙飞行器的目的。

一位宇航员描述了宇宙飞船闯过热障的壮观景象:飞船进入大气层,首先从舷窗中看到烟雾,然后出现五彩缤纷的火焰,同时发出噼噼啪啪的声音。这是飞船头部的烧蚀材料在燃烧,它们牺牲了自己,把飞船内的温度始终维持在常温范围,保护飞船平安返回地面。

作为烧蚀材料,要求气化热大,热容量大,绝热性好,向外界辐射热量的功能强。烧蚀材料有多种,陶瓷是其中的佼佼者,而纤维补强陶瓷材料是最佳选择。近年来,研制成功了许多具有高强度。高弹性模量的纤维,如碳纤维、硼纤维、碳化锆纤维和氧化铝纤维,用它们制成的碳化物、氨化物复合陶瓷是优异的烧蚀材料,成为航天飞行器的不破盔甲。