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2022-04-16 16:05:48  来源:中国文化报道网  作者:Admin  分享:

 神舟十三号飞船的三名航天员在出差半年后,终于在4月16日回家了。神舟十三号飞船在返回地面的初始速度大约为7.9千米每秒,也就是第一宇宙速度,差不多是声速的23倍。当飞船穿过浓稠的大气层时,飞船外壁会与空气发生剧烈的摩擦,并产生大量的热量。这种和空气高速摩擦所产生的热量有多厉害呢?对于主要成分是铁和镍的陨石,当它坠落进大气层时,表面的温度最高可以达到3000摄氏度,所以小一点的陨石在这种温度下就会完全灰飞烟灭。

23倍音速穿越大气,空气剧烈摩擦产生3000度高温,神舟十三号牛

 

那么神舟十三号飞船是如何承受这样的高温呢?载人飞船承受高温的主要方式有两种,降温和隔热,它们分别需要用到烧蚀材料和隔热材料。

烧蚀材料降温

正如前文提到,陨石直接和空气摩擦的温度超过了3000摄氏度。在这种温度下,几乎没有任何航天材料能够忍受这样的高温。所以飞船外层通常会有一层烧蚀材料对飞船进行降温。

23倍音速穿越大气,空气剧烈摩擦产生3000度高温,神舟十三号牛

 

所谓的烧蚀材料,就是一些在高温下容易汽化的材料。我们知道,当固体蒸发的时候,会带走大量的热量。烧蚀材料在高温下汽化后,就会带走空气摩擦产生的热量,从而使得飞船外壁的温度降低到1000摄氏度到1200摄氏度。在这种温度下,很多材料都可以稳定存在了。

隔热瓦绝热

飞船保护航天员的第二种手段就是隔热。飞船隔热一般会采用隔热瓦,隔热瓦是一种多孔陶瓷,它本身就可以耐受很高的温度。同时多孔的结构使得隔热瓦传导热量的能力很低,因而可以阻挡热量向飞船内部传递。

23倍音速穿越大气,空气剧烈摩擦产生3000度高温,神舟十三号牛

 

隔热瓦为什么有一个“瓦”字呢?因为它就像瓦片一样,一块一块拼装在飞船表面。瓦片和瓦片之间往往留有一定的间隙。这种设计的主要考量在于固体材料会发生热胀冷缩。而隔热瓦之间的间隙,就是为了防止隔热瓦在高温下因膨胀而被挤碎。最后经过飞船内恒温系统的调节,航天员就可以在飞船降落的过程中,免受高温的侵害了。

祝贺中国神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功!

 
 

 

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