为什么航天飞机不怕热

为什么航天飞机不怕热

新材料对人类来说,可真是太重要了!钢筋水泥可以建起摩天大厦,那么航天飞机呢?

航天飞机返航时,最难克服的技术难关是如何穿越大气层,因为航天飞机的运行速度太快了,当它进人大气层后,容易跟空气产生剧烈的摩擦而起火燃烧,产生几千上万摄氏度的高温,这就需要一种材料来防护航天飞行器。

为什么航天飞机不怕热

科学家们经过反复研究,研制出了一种特殊的防热材料——防热瓦,用它制成航天飞机的“防热外衣”,来抵抗摩擦时产生的高温。

航天飞机的防热瓦不是靠自身被熔来达到防热目的,而是靠材料良好的散热性能来降低表面温度。

这种特制的防热瓦,基本材料是普通的沙子,被做成很细的纤维。由于防热瓦90%是空气,因此它的重量极轻,拿在手上就像拿了一块塑料泡沫似的。航天飞机表面与空气摩擦产生的高温,每时每刻都被防热瓦以极快的速度散发掉,而余热被空气所隔而无法传递到内层。

为了保护航天飞机的要害部位,防热瓦的表面还涂有一层黑色闪光的硼硅酸盐玻璃,它能反射机体与空气摩擦生成的95%的热量。在航天飞机受热最高的机头和两翼前端,则采用了强化防热瓦材料,既提高了耐热性,又增加了受力强度。

之所以强调是“黑科技”,是因为这些防热瓦在高温条件下稍经冷却后,就可以用手直接接触。此时,虽然防热瓦的内部仍然保持着上千摄氏度的高温,但外部却已经冷却到可以用于直接触摸的程度。

不过提到防热瓦,有一件悲剧不得不提。2003年2月1日,美国哥伦比亚号航天飞机返回地面时在空中解体,机上7名宇航员全部遇难,导致事故的直接原因是哥伦比亚号起飞时遭到外力撞击,结果防热瓦出现裂缝,导致超高温气流渗入,造成飞机解体。

防热瓦耐高温、质量轻,在高温下不发生物理和化学变化,故可重复使用。但是它在连接和受力等方面却存在着天生的弱点。虽然整个航天飞机上的防热瓦达数万块,但只要一块防热瓦出现问题就可能导致机毁人亡。

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