軍事科普:飛行速度超過聲速3倍會遇到熱障,導彈怕熱么?
來源:科普中國
發(fā)布時間:2019-12-16
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? ? ? ?我們知道當飛行速度超過聲速的3倍時,就會遇到熱障,飛行體表面溫度會急劇上升。而通常我們的彈道導彈其飛行速度是遠大于3Ma的,彈頭高速再入時,氣動加熱仍會產(chǎn)生大量熱量,使得彈頭表面溫度升高。因此,為了維持彈頭再入飛行所必須具有的氣動外形,減少質量損失,維護內(nèi)部承力結構所必須具有的強度,保證內(nèi)部裝填物所需要的溫度和壓力,彈道導彈彈頭外表面一般要設置防護層。
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  從20世紀50年代開始研制導彈以來,熱防護一直是導彈設計的關鍵課題,因為熱防護對彈頭總體性能影響較大,防熱技術的突破甚至可以成為彈頭更新?lián)Q代的主要標志。
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  作為彈頭的防熱結構,它要既能減少高溫氣流向殼體表面?zhèn)鬟f熱量,又能吸收并消散空氣對殼體傳遞的熱量,同時還要盡可能少和慢地向殼體內(nèi)部傳遞熱量,確保裝藥或儀器在正常溫度下工作。彈頭防熱技術中先后研究和發(fā)展了熱沉式、輻射隔熱式、燒蝕式、發(fā)汗冷卻式及主動冷卻式等防隔熱措施。目前應用最廣、效率最好的應該是燒蝕式,特別是對中遠程導彈彈頭,幾乎無例外地使用燒蝕式熱防護方法。燒蝕式防熱燒蝕式防熱是利用防熱材料在受熱條件下產(chǎn)生物理化學變化,通過消耗一部分質量(汽化、蒸發(fā)、升華、流失等),將大部分氣動加熱在表面耗掉。從近程彈道導彈到遠程彈道導彈、飛船、返回式衛(wèi)星以及低升力再入體均采用燒蝕防熱,從長時間到幾十秒時間、高氣動加熱率都能適用。
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  隨著材料技術的發(fā)展,我們也逐漸掌握了C/C、SiC/C等力熱一體化材料,使得材料本體在2000℃的高溫下依然能保持較強的力學性能,這樣的話外部的防熱層也就可以得以省略了,取而代之的則是對導彈內(nèi)部關鍵部位、關鍵部件針對性地采取隔熱處理或者主動冷卻措施。一代材料,一代裝備,新材料的發(fā)展將對我們導彈的整體減重、指標提升都有重大的意義。
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聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
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