火箭不怕热?其实暗藏玄机
发布日期: 2020-04-09
作者: 王强
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大家都知道,摩擦会产生热。我们在冬天感觉手冷时,两只手相互搓一搓就会暖和许多。人类要想将航天器送入太空,运载火箭至少要达到第一宇宙速度(7.9公里/秒)。火箭在高速穿越大气层时,其外壳与大气摩擦也会导致高温,尤其是火箭头部的温度会高达上千摄氏度。可为什么火箭不怕热呢?
这得益于高科技特种涂料,它为火箭穿上了一层薄而坚韧的防护衣。
火箭外壳是用钛合金、铍合金、铝合金和玻璃钢等材料制成的,这些材料传热很快。如果火箭外壳直接接触高温,那火箭外壳的强度会大大削弱。同时,高温会很快传到火箭内部,烧坏各种控制仪器、电子元件,甚至携带的航天器。
为防止此类事情发生,科研人员在耐高温的有机合成树脂中添加了一些无机填料(如二氧化硅、云母粉、碳硼纤维等)和升华物质(如氧化硒、硫化汞等),研制出了一种既耐高温又有良好隔热性能的耐烧蚀隔热涂料。
将这种涂料喷涂在火箭的外壳上,就形成了一个保护层。当火箭在大气中高速飞行时,涂层中的升华物质会因为受到热而挥发,而耐高温有机树脂则形成微孔的碳化层。升华物质在挥发过程中带走部分热量,而留下的碳化层就像一道隔热的樊篱,把外界大部分热量与火箭外壳隔开,直到火箭冲出大气层或完成飞行任务为止。
(责任编辑:张馨方)