導(dǎo)彈 由隕石受到啟發(fā),我國克服導(dǎo)彈、火箭材料難題,躋身世界航天強(qiáng)國
火箭和導(dǎo)彈的發(fā)展,一直離不開熱防護(hù)材料和技術(shù)的更新,特別對導(dǎo)彈來說,防熱技術(shù)的突破甚至可以成為彈頭更新?lián)Q代的主要標(biāo)志。導(dǎo)彈彈頭在再入大氣層時(shí),速度高達(dá)20-25倍聲速,導(dǎo)彈前方的空氣被強(qiáng)烈壓縮,引起壓力急劇上升,同時(shí)引起溫度快速升高,最高點(diǎn)可達(dá)3000攝氏度以上,彈頭表面溫度也在2000攝氏度左右。
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防熱材料不僅可以保證彈頭在高溫環(huán)境下免遭燒毀,而且還能使導(dǎo)彈維持其原有的形狀,從而保證彈頭的落點(diǎn)精度。對火箭發(fā)動(dòng)機(jī)而言,燃燒室的工作溫度通常在3000攝氏度左右,而且由于固體發(fā)動(dòng)機(jī)的特殊結(jié)構(gòu),防熱只能依靠特殊的防熱材料來解決。
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從飛行器開始研制以來,幾代航天人對防熱材料進(jìn)行了艱苦攻關(guān),防熱材料最初采用熱沉式吸熱,它是將產(chǎn)生的熱量耗散在質(zhì)量大、熱容高的銅質(zhì)結(jié)構(gòu)中,但引起質(zhì)量太大、隔熱困難,這種方法很快被放棄。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),雖然隕石表面留下了很多燒蝕的痕跡,但內(nèi)部卻保持完好無損,受此啟發(fā),20世紀(jì)50年代開始,提出了燒蝕防熱的概念,有意讓其燒去外層,保護(hù)內(nèi)層安全到達(dá)地球。
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時(shí)至今日,燒蝕防熱已經(jīng)成為飛行器最為重要的熱防護(hù)手段,為最終克服導(dǎo)彈和火箭的高溫使用環(huán)境,開辟了一條先進(jìn)的技術(shù)途徑,這就是目前廣泛應(yīng)用的燒蝕材料,看起來是一塊普通的塑料面板,但是就是這種貌不驚人的材料,卻在導(dǎo)彈再入大氣層時(shí)發(fā)揮了重要作用。這種材料在高溫?zé)崃鞯淖饔孟拢馨l(fā)生分級、熔化、蒸發(fā)、升華等,多種吸收熱能的物理和化學(xué)變化。憑著材料自身的消耗帶走大量的熱量,從而達(dá)到阻止熱流傳入結(jié)構(gòu)內(nèi)部的目的。
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近年來,隨著我國航空航天事業(yè)的大力發(fā)展,防熱材料的技術(shù)水平已經(jīng)逐漸向著一些世界上的航天強(qiáng)國看齊。我國在防熱材料的種類和技術(shù)水平等多個(gè)領(lǐng)域,已經(jīng)取得了重要的突破,基本達(dá)到了國際先進(jìn)水平。越來越先進(jìn)的火箭和導(dǎo)彈,承載的是軍工人“十年磨一劍”的不懈追求,是軍工人過了一山再登一峰,跨過一溝再過一壑的奮力攀登,更是無數(shù)軍工人堅(jiān)持自主創(chuàng)新的結(jié)果。
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【 導(dǎo)彈|由隕石受到啟發(fā),我國克服導(dǎo)彈、火箭材料難題,躋身世界航天強(qiáng)國】航空業(yè)內(nèi)流傳一句話“一代飛機(jī)一代工藝和材料”,意思是每一款戰(zhàn)機(jī)誕生的背后,都少不了材料的重大突破。防熱材料,它的發(fā)展始終朝著更輕、更強(qiáng)、更高效的方向在努力,對于飛行器而言,防熱材料每減重一公斤,發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料就能夠節(jié)省約50公斤。所以說,輕量化始終是防熱材料所追求的一個(gè)重要目標(biāo)。與此同時(shí),隨著飛行器的技術(shù)發(fā)展,防熱材料被賦予了更多的功能,因此就需要在防熱材料智能化、精細(xì)化設(shè)計(jì)、綠色制造等多方面展開研究。
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