飞船返回舱表面达到很高的温度时

发布网友 发布时间：2024-10-24 07:22

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热心网友 时间：2024-11-07 00:46

返回舱，又称座舱，是航天员在太空往返时乘坐的舱段，其结构特点是密闭性。在返回过程中，返回舱与推进舱分离，推进舱会焚毁，而轨道舱则将继续在轨道上工作一段时间，可视为一颗对地观察卫星或太空实验室。返回舱前端设有舱门，且与飞船其他载人舱段一样，具有很高的密封性。然而，与轨道舱不同，返回舱在高温、高压的环境下仍需保持气密性。
为抵御与大气剧烈摩擦产生的高温，返回舱表面涂有特殊烧蚀材料，这些材料能够通过热解、熔化、蒸发等方式散热。例如，神舟返回舱表面就涂有由石棉、玻璃和酚醛掺合而成的复合材料。一个直径2.5米的返回舱表面积约为22.4平方米，其防热材料总重量约为500千克。为避免局部过热，返回舱配备了滚转调姿发动机，能够通过自转来均匀受热。尽管有这些保护措施，仍需考虑座舱破裂的极端情况。在这种情况下，航天员身着密闭航天服，将接管自动驾驶仪，并通过手动操作备份系统，紧急控制飞船返回。
安全进入大气层后，还需进一步控制飞船的落地速度。在返回过程中，重力将使飞船重新进入大气层，而气流的千变万化可能导致飞船姿态不稳定。因此，返回舱设计成底大头小的不倒翁形状，以抵御气流扰动。
整个返回舱可分为三部分：座舱，航天员所在的区域，配备有减震座椅以及应急物品、仪器、实验样品等；防热层，与大气摩擦时会产生高温，防热层通过特殊材料燃烧带走热量，其设计对实现防热至关重要；其他设备，包括科学数据和遥感资料等。
国际上，飞船返回舱的防隔热主要采用三种方法：吸热式防热，使用导热性能好、熔点高、热容量大的金属材料吸收气动热量；辐射式防热，采用具有辐射性能的钛合金及陶瓷等复合材料，将热量辐射散发出去；烧蚀防热，利用高分子材料在高温下融化、蒸发、升华或分解气化，带走大量热量以实现散热。