没有整流罩的保护 。 在飞船随火箭飞出大气层时 , 即使最后的速度比较快也因为有整流罩的保护而顺利通过 。 但是当火箭飞出大气层后 , 这件钢铁保护服就完成使命 , 分成两半脱离飞船了 。 因此在回城时 , 失去整流罩的返回舱只能依靠自身外层的防火涂层来防火 , 而卫星之类的天体返回时却什么保护都没有 , 因此在进入大气层后 , 发生剧烈的摩擦 , 导致变成“火流星” 。
Tips:整流罩用于保护卫星及其它有效载荷 , 以防止卫星受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响 , 是运载火箭的重要组成部分 。
飞行路径 。 因为返回舱进入大气层的速度在引力的作用下一直在增加 , 如果不减速的话返回舱就会像一颗陨石一样撞向地球 。 因此为了减速返回舱的路径就要发生变化 , 以一个弧形或者阶梯型的路径飞行 , 这样在大气层中逗留的时间更长 , 可以利用大气层的摩擦力减缓飞船的速度 。 但是在大气层中逗留的时间更长摩擦更强烈 , 就更容易发生燃烧事件 。 反之 , 火箭发射时 , 为了快速飞出大气层 , 使用的是垂直发射 , 速度即低又与大气接触时间短 , 因此没有燃烧的隐患 。
Tips:大气层又称大气圈 , 是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体 , 是地球最外部的气体圈层 , 包围着海洋和陆地 , 大气圈没有确切的上界 。
环境不同 。 发射时因为地球的引力束缚 , 飞船的速度只能一点点地加快 , 因为穿过大气层的速度差不多在第一宇宙速度附近 。 而返回时初始速度较好 , 然后在宇宙中真空环境下速度一直增加 , 进入大气层后压缩空气并与之发生剧烈摩擦 。 因此出现燃烧 。
Tips:第一宇宙速度的是7.9km/s , 它是指让航天器可以环绕地球所需要的最小发射速度 , 此概念由牛顿提出 。
以上就是 , 飞船为什么会在返回时发生燃烧坠毁事件的原因 。 但是现实中这样的意外事故是极为罕见的 , 因为我们的返回舱都是利用隔热材料制作 。 因此 , 返回舱足够安全 , 不必担忧宇航员的安危 。 那么这些“避火衣”是如何防火的呢?
飞船的“避火衣”
由于返回舱里搭乘着宇航员 , 为了保证他们的生命安全 , 所以航天设计师们为它精心设计了一件“避火衣” , 由瞬时高分子耐高温材料制成的低导热复合材料 。 当飞船经过大气层时 , 这件神奇的避火衣遇见高温就会主动燃烧 , 利用有机物的燃烧带走大量热量 , 同时还形成一层碳化薄膜紧紧粘在返回舱表面 , 具有良好的隔热性能 , 防止高温侵入舱内 。
Tips:飞船一般指宇宙飞船 。 宇宙飞船spaceship , 是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的航天器 。
此外 , 还可以利用导热性能好、熔点高、热容量大的钛合金等复合金属材料制作“避火衣” 。 这些材料吸热性好 , 能够在大气层的气动加热过程中吸收大量的热量 , 将其储存在外层中 , 保护舱体不受高温腐蚀 。 另外 , 还可以给舱体涂抹隔热涂料防止燃烧 。
不过因为这些“避火服”的制造 , 需要强大的材料科学应用能力 , 因此许多国家即使有财力发射飞船也没有实力成功返回 , 这也是为什么如今的世界上只要我国、美国、俄罗斯三国有发射航天载人飞船的原因 。
Tips:隔热服也叫热防护服 , 是重要的个体防护装备 , 指在接触火焰及炙热物体后能阻止本身被点燃、有焰燃烧和阴燃 , 保护人体不受各种伤害的防护服 。
【航天|为何飞船穿越大气层,只有返回时才发生燃烧?这是啥原理?】强大的科研能力是我国在星际科考中占上风的坚实后盾 , 而支撑科研实力的是强大的国力 , 国家的富强 , 才有我们在航天领域的辉煌 。
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