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小长征的隔热外套

2020-05-13代晓琴

少儿科技 2020年2期
关键词:耐高温飞行速度碳化

代晓琴

太空浩瀚无垠,令人神往。

地球是这漫漫太空中的一分子,有厚厚的大气层,还有强大的引力。地面的任何东西要冲出大气层,不是一件容易的事儿。

在火箭家族中,有许多从地面飞入太空的成功“箭士”,令大家羡慕不已。

运载火箭小长征是一个不折不扣的太空迷,无时无刻不梦想着去太空遨游一番。为了实现自己的太空梦,他不怕苦不怕累,锻炼身体,磨炼意志。

小长征选了一个风和日丽的日子,做好起飞姿势,准备一飞冲天。可是,他很快发现自己动力不足,根本不能冲出大气层。

小长征明白,必须加快自己的飞行速度,为此延长了训练时间,飞行速度果然越来越快。如果他继续这么训练,飞行速度可以为每秒数千米——这样的速度足以让他挣脱地球的引力,冲出大气层。但是,飞行速度越快,小长征与大气摩擦得越厉害,这会让小长征的体温骤升。

“恐怕我还没到太空,就已经坏了。”小长征穿着用钛合金、铍合金、铝合金和玻璃钢等材料做成的铠甲,沮丧地叹气。这种铠甲传热非常快,强度会因高温大大削弱。一旦过多热能传到小长征体内,各种控制仪器和电子元件会被烧坏。

叹气归叹气,小长征去太空的梦想始终没有变。为了解决高温问题,他要向去过大空的成功“箭士”请教。在途中,他意外地发现一家卖隔热外套的航天超市,看到里面摆放着形态各异、功能不一的隔热外套,萌发了给自己买一件隔热外套的想法。

正在这时,弹道导弹先生来航天超市买隔热外套。他试穿了一款铜制厚外套,穿上后帅极了。小长征没想到隔热外套还有增加“颜值”的效果,立刻也选了那款外套。穿上后,他试着飞上天,发现身体变得很笨重,飞行速度慢了许多。显然,穿铜制厚外套不能解决小长征的问题。

航天超市又来了一位新顾客——洲际导弹先生,他试穿了一款合成树脂外套,看上去很有绅士风范,而且那外套似乎很轻。小长征见了,觉得很不错,便学着洲际导弹先生,也试穿了那款外套。结果,小长征在外套里闷得慌,浑身不舒服。看来,那款外套也不适合小长征。

后来,小长征又试穿了几款隔热外套,都觉得不合适。

“究竟什么样的隔热外套才适合我呢?”小长征陷入沉思,认真分析、思考……漸渐地,他有了主意:他需要的是一件既耐高温、有良好隔热性能,又非常薄而坚韧的外套。

这样的隔热外套,哪里有?

经过苦寻,小长征最终找到了一种耐烧蚀隔热涂料。在铠甲上涂了这种涂料后,小长征感觉它与自己的身体完美结合,自己轻巧又坚韧,而且再也不怕热了。很快,他能以每秒数千米的速度飞行。

看,小长征嗖的一声飞入了太空……

科学小贴士

火箭要把航天器送入太空,必须以每秒数千米的高速穿越大气层。火箭以这么快的速度飞行,与大气摩擦,温度骤升,其头部温度甚至为上千摄氏度。所以,火箭必须不怕热,才能完成使命。

火箭不怕热,得益于一种高科技特种涂料。科学家经过试验,在耐高温的有机合成树脂中添加云母粉、二氧化硅、氧化硒、硫化汞等物质,制成一种既耐高温又有良好隔热性能的耐烧蚀隔热涂料。这种涂料在火箭的外壳上形成保扩层,犹如给火箭穿上隔热外套。火箭在大气中高速飞行时,一方面,涂层中的氧化硒、硫化汞等物质因受热而挥发,带走部分热量;另一方面,耐高温的有机树脂形成有微孔的碳化层,将外界大部分热量与火箭外壳隔开。由于涂层有一定厚度,即使气流把表面的碳化层冲走,下面的碳化层也能“接班”,一直工作到火箭完成飞行任务为止。

除了用于火箭和飞船等航天器隔热,这种涂料还可用在飞机发动机的隔热和抗激光穿透等方面。

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