飞行器的电磁力制动
1959-01-20
航空知识 1959年10期
在设计星际飞船时,必须要考虑其安全返回地面或降落在具有大气的其他行星中。
如何解决这个问题以及这里有些什么困难呢?
大家都知道,以巨大的宇宙速度飞入稠密大气层的飞行器极快的加热,飞行器的速度愈快,加热就愈强烈。若要飞行器不致于毁灭,就必须大大地减少它在稠密大气层中的飞行速度。关于这个问题,提出了不少急剧减缓宇宙飞行器有趣的方法。例如,用火箭发动机的反推力,设计类似金属降落伞的专门制动装置,利用滑翔飞行及采用独特的电磁力制动等。这里把后面一种介绍一下。
当高速飞行的物体进入稠密大气层时,在其前面产生冲波。如果飞行速度达到每小时20000公里,物体表面与冲波间的空气将加热到约6500度。这样的高温,使这空间里的气体分子部分离解,构成等离子区。当物体比音速快12-14倍运动时,等离子区的导电性立刻变得很大。
从学校的实验室中知道,金属丝很快穿过磁场时,在金属丝内有感应电流,同时还受到阻滞力的作用。如果快速飞行的火箭也能产生一个等磁场源(如永久磁铁磁场一样),那么,由于这个磁场与具有电导性能的离解气体的互相作用,而产生了制动火箭的力,这力之大,远远超过一般的空气阻力。
由于磁场的存在,它不仅影响火箭,而且减缓了飞船外壳附近离解气流的速度,这样,飞船蒙皮的加热减少了些,可以证明,在磁场强度约3000高斯时,向火箭表面的传热量减少28%。
如果火箭蒙皮采用易于离解的材料——钠、钾、铯等,蒸发它们时,可以增加高速飞行火箭表面上空气离解率。由于它们是金属,故又可以增加空中等离子区的导电性,从而增大火箭的制动力。
虽然目前用磁场制动宇宙飞船降低其表面温度的具体构造方案还没有。但是,无疑的,不久的将来,这种问题将是主要研究对象。对星际航行具有重大的意义。