神舟十八号在 11 月 4 日凌晨于东风着陆场安全返航啦!
很多网友发现,神舟十八号返航时外部被烧得黑不溜秋,可火箭发射时却没有这种情况。
其实是速度在 “搞鬼”。
火箭发射初速度慢,质量大,加速不明显,穿过卡门线进入外太空时速度才 3 公里每秒左右,空气稀薄,气动加热效应不明显。
但飞船返航时速度接近第一宇宙速度,返回舱闯入大气层后,高度下降空气密度增大,气动减速不明显,速度快使气动加热效应强烈,外部温度超 1000℃。
为保护航天员,返回舱有烧蚀材料、隔热材料和生命保障系统。
神舟十九号2024年10月30日,随着一声轰鸣,神舟十九号在万众瞩目中成功发射升空。
此次飞行乘组由经验丰富的蔡旭哲(指令长,第二次出征太空,曾执行过神舟十四号任务)、宋令东和王浩泽组成。
他们将在太空中执行约6个月的科研任务,探索宇宙的奥秘,为人类的航天事业贡献力量。
神舟十八号而在神舟十九号发射后不久,神舟十八号也迎来了它的荣耀时刻。
11月4日凌晨,神舟十八号飞船在东风着陆场成功着陆,航天员们顺利出舱,并在工作人员的协助下进行了短暂的休息。
这一幕不仅标志着神舟十八号任务的圆满成功,也为中国航天事业的持续发展注入了新的动力。
火箭发射与飞船返航的燃烧现象探秘火箭发射与飞船返航是两个截然不同的过程,它们在燃烧现象上的表现也截然不同。
火箭发射时,随着初速度的逐渐加快,火箭逐渐消失在人们的视线中,整个过程平静而有力,没有剧烈的燃烧现象。
而飞船返航时,则呈现出截然不同的画面。
返回舱在高速闯入大气层的过程中,外部被烧得黑不溜秋,仿佛经历了一场熊熊烈火的考验。
发射不燃烧火箭发射时之所以没有剧烈燃烧,主要得益于其初速度较慢、质量较大的特点。
在发射初期,火箭的初始动力并不强,加速过程相对平缓。
当火箭穿过卡门线进入外太空时,其速度虽然已达到约3公里每秒,但此时空气已经变得稀薄,气动加热效应并不明显。
因此,火箭在发射过程中并不会出现剧烈的燃烧现象。
返航燃烧相比之下,飞船返航时的燃烧现象则显得尤为剧烈。
当飞船以接近第一宇宙速度的速度闯入大气层时,其外部温度会急剧升高。
这是因为随着高度的下降,空气密度逐渐增大,飞船与空气的摩擦也变得更加剧烈。
在高速与高密度空气的碰撞下,气动加热效应变得异常强烈,导致飞船外部温度超过1000℃。
这也是飞船返航时外部被烧得黑不溜秋的主要原因。
返回舱的防高温智慧面对返航时的高温挑战,返回舱是如何应对的呢?这离不开其独特的设计和先进的防高温技术。
设计保障返回舱的外部涂有烧蚀材料和隔热材料,这些材料能够在高温下迅速熔化并带走热量,从而保护返回舱内部不受高温影响。
返回舱内还安装了生命保障系统,确保航天员在返回过程中能够处于恒温恒压的环境中。
这些设计共同构成了返回舱应对高温的多重防护体系。
类似案例提到高温防护,不得不提的是卡西尼号探测器。
在其执行土星探测任务多年后,卡西尼号选择勇敢地闯入土星大气层进行最后的科学实验。
由于土星大气层的高温环境,卡西尼号最终在其中烧毁。
这一悲壮的结局也再次凸显了高温防护对于航天器的重要性。
中美充气式防热罩的探索与挑战面对现有防热措施的弊端,中美两国都在积极探索新的防热技术——充气式防热罩。
现有防热措施的局限性现有载人飞船的防热措施主要依赖于厚重的隔热材料和烧蚀材料。
这些材料不仅增加了飞船的重量(近45%的重量用于隔热),降低了有效载荷,而且价格昂贵且一次性使用。
此外,这些材料还限制了飞船的外形设计。
因此,寻找新的防热技术成为当务之急。
充气式防热罩的潜力与优势充气式防热罩正是为了解决这些问题而诞生的。
它可以在发射时收纳在飞船内部,节省空间;在返航时充气扩大,形成尺寸大、迎风面积大的防护层。
由于空气阻力大,充气式防热罩能够提供更好的减速效果。
它还可以包裹整个返回舱,使返回舱的外形设计更加自由。
研制难度与挑战充气式防热罩的研制并非易事。
它需要具备足够的强度以承受高速冲击;需要在高速气流中顺利展开并维持稳定的外形;还需要能够承受高温环境的考验。
此外,如何保持充气式防热罩在返回过程中的姿态稳定也是一个亟待解决的问题。
我国的研究进展在充气式防热罩的研究领域,我国已经取得了一定的进展。
2020年,我国长征五号B运载火箭成功发射了新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱。
其中,柔性充气式货物返回舱试验舱验证了充气式再入与下降技术。
虽然试验并未完全成功,但这一尝试无疑为我国在充气式防热罩领域的研究奠定了坚实的基础。
与此同时,美国在该领域的研究进展与我国相近,双方都在不断探索和突破中。
神舟十八号的成功返航不仅是中国航天事业的一次重大胜利,更是对火箭发射与飞船返回技术的一次深刻检验。
随着科技的不断发展,我们有理由相信。
未来的航天器将更加安全、高效、灵活,为人类的航天事业开辟更加广阔的道路。
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