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防热闯过火焰山

航天器从太空返回地球时,在稠密大气层中高速飞行,周围空气受冲压,温度升高,对无翼、无升力航天器来说,周围空气温度可达8000-10000℃,航天器表面温度最高可达8000℃。对有升力和有翼航天器(如航天飞机)来说,温度要低一些,如航天飞机的机头和机翼前缘温度最高可达1300℃。对这样的高温“火焰山”,如不加防护,势必机毁人亡。

  返回航程过“火焰山”的生命保障措施,目前就是给航天器穿“防火衣”,防止高温内侵。

  目前航天器的“防火衣”有两种。

中国回收返回式卫星  对一次性使用的载人航天器来说,一般在它的返回舱的外表面覆上一层烧蚀层。在经过稠密大气层时,吸收气动加热并燃烧,在燃烧过程中,将热量耗散掉,使航天器的内部温度不会升高,以保护航天员的生命安全。

  我国在20世纪70年代发射返回式卫星时,就是用这种防热方式保护返回舱过“火焰山”的。我国的“神舟”型飞船仍沿用这种办法防热。所以我们看到从太空返回的返回舱,外表都烧成了黑炭状。

  对可重复使用的航天器,如美国的航天飞机,则采用另一种防热方法,就是在需要防热的外表面,贴上一层耐高温的防热保护材料,阻止高温内侵,以保护航天员的生命安全。

航天飞机表面上贴有防热瓦  美国航天飞机采用一种耐高温的陶瓷作防热材料。它先制成15-20厘米见方、厚0.5-6厘米的小块,人们形象地称它为“防热瓦”,然后贴在航天飞机表面上。

  根据航天飞机外表各处的不同温度,采用不同规格和耐热力的防热瓦。贴在机头和机翼前缘的防热瓦,可耐1360℃的高温,贴在机身上的防热瓦,可耐650℃高温,规格都是15厘米见方、厚2-6厘米;而贴在机身侧面和垂直尾翼上的防热瓦,耐热力更低一些,一般约400℃左右,规格为20厘米见方,厚为0.5-2.5厘米。防热瓦的总数约20000块。

  由于防热瓦是后贴上去的,航天飞机在每次飞行中都有数量不等的防热瓦脱落。对脱落的防热瓦,在下次飞行前应补上,否则会酿成大祸。“哥伦比亚”号航天飞机解体就与此有关。


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