1月15日,美国国家航空航天局(NASA)公布了世界上最大的在建火箭太空发射系统(SLS)的最新照片。国家航空与航天局
火箭和飞机都是在天空中飞行的交通工具。离地一定高度后,飞机内的温度会被空调节,使机舱内的温度不会特别低;但为了安全通过同一高度,火箭需要在外表面涂上防热材料,防止被烧坏。为什么?
中国运载火箭技术研究院航天系统工程研究所的平江告诉我们为什么。原来,火箭和飞机在天空中飞行时,是否需要防冻或防热与它们的马赫数密切相关。
马赫数是指物体的运动速度与周围空气体中声速的比值。相同条件下,马赫数越低,物体表面温度越低。马赫数越高,物体表面温度越高。
平江说,火箭在大气层飞行过程中,为了脱离地球引力,飞得更高更远,飞向Tai 空,总会加快飞行速度,速度从亚音速、超音速到高超音速不等。在距离地面10公里左右的高度,马赫数甚至超过5,火箭表面温度超过1000度。随着火箭速度的增加,这个温度会继续上升,直到离开大气层。
在这个阶段,如果没有足够的隔热措施,火箭外部的金属外壳会变形甚至熔化,火箭内部的电路板、元器件、精密仪器等会烧穿变形,导致整个飞行任务失败。
普通民航飞机一般以亚音速飞行,在距离地面10km左右的高度时,马赫数只有0.7-0.8。外部大气的温度低至零下55摄氏度,接近北极圈内的温度。飞机的温度和外面差不多。在这个温度下,飞机必须打开空来调节机舱内的温度,否则飞机的乘客会被冻伤。
其实如果飞机的速度也提高到超音速,也就是马赫数10左右,也是需要防热的。航天飞机的速度和火箭差不多,表面温度可高达2000摄氏度。所以航天飞机的表面也装了一层厚厚的防热瓦来抵御高温。