穿越大氣層時航天載具的外層耐熱材料會產生消耗嗎?

時間 2021-05-29 23:34:38

1樓:

一般的返回艙類,在迎風面是很厚的燒蝕材料,比如大底。非迎風面看情況,因為要求是一般耐熱,一般會有薄的燒蝕材料,或者就是塗層甚至只是耐熱材料。印象中阿波羅的返回艙在側面用了塗層還是什麼的,但使用後發現沒啥大用,沒怎麼消耗,艙壁看著也乾乾淨淨的。

太空梭類,全身根據熱流密度的不同,用不同的防熱材料。有防熱瓦防熱氈等好幾種,印象中要求最高的鼻錐,機翼前端底部是防熱瓦,會有燒蝕,但實際上原理並不是靠燒蝕時熔化蒸發來解決問題,而是硬抗,高溫氣流還是會有侵蝕,但是侵蝕速度非常非常低,印象中每分鐘損失厚度是幾微公尺到幾十微公尺以下這個級別,實際上這些隔熱層厚度只有幾公釐,很薄,很脆,安裝時後面是中空的,靠對外熱輻射和少量傳導達到溫度平衡。這種燒蝕率,不太嚴謹的說,基本就算無燒蝕了。

它們設計標準是可以反覆使用幾十次,甚至可以全壽命期不用換。因為太空梭設計復用次數好像也就是百次左右。實際如果不怕出事還可以更多次。

但是這些東西正常說要檢查維護和更換的。

尾翼等地方使用了其他東西,所以太空梭降落後這些地方有時還能看見大火苗。

各國新一代返回艙,大部分仍然使用燒蝕材料,雖然一般說都是艙體可重複使用,但防熱罩很多仍是一次性的。但也不是沒有進步,考慮傳統燒蝕材料燒蝕率高,所以新飛船傾向採用低燒蝕率的防熱罩,這樣的好處是可以減輕重量。

spacex這樣的,追求高重用率的,好像防熱罩也是想多次重複使用的,但應該也是十次以內。是典型低燒蝕率材料而不是太空梭那麼極端的無燒蝕。以後怎麼發展,各個國家和公司的返回艙具體用什麼材料,不太清楚,可以查查資料。

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