神舟十八號返回過程中,曾在黑障區遭遇到了2000℃極端高溫的燒蝕。
返回艙進入黑障區表面溫度達2000℃
按理說這樣的極端高溫下,返回艙外層應該被燒得滾燙,那降落傘也就很難幸免,極有可能會被燙壞了。
但現實情況卻恰恰相反,1200平米的降落傘,竟然沒有一處損壞。
1200平米降落傘完好無損
這到底是怎么回事呢?
極端高溫下,降落傘為何能安然無恙?
這里大川先帶大家了解下,返回艙返回時為了應對2000℃的極端高溫,都做了什么準備。
在黑障區,返回艙表面的極端高溫,是返回艙表面與大氣分子摩擦生熱產生的,為了應對這樣的高溫燒蝕,返回艙表面是被涂了一層特殊防高溫涂層的。
這層涂層正常狀態下是固體狀態,但是在極端高溫下卻會直接從固態升華為氣態,就像干冰在常溫下升華為二氧化碳一樣,整個升華的過程會帶走大量的熱量。
返回艙在黑障區里,需要行駛差不多5分鐘的時間,只要能夠保證涂層的量夠撐住這5分鐘的,就能保證返回艙內部不會遭到高溫入侵。
神舟十八號返回艙
除此之外,返回艙外部的防高溫涂層下,還有一層特殊的蜂窩狀結構,里面填充的都是最先進的特殊防高溫材料,也能夠起到阻隔高溫的作用。
這樣一來,就算第一道防線失靈了,這第二道防線也能夠保證艙內航天員的生命安全。
返回艙蜂窩狀結構清晰可見
基于此,即使返回地面的返回艙,表面被燒得焦黑,里面其實也沒有受到任何高溫的影響,溫度一直維持在20℃左右。
至于返回艙外層的降落傘。
雖然返回艙的兩道防高溫防線能有效阻止熱量侵入返回艙內部,但裝置降落傘的外層部分,卻仍會遭到上百攝氏度高溫的威脅。
返回艙降落傘
如果換作是我們衣服上的這種布料,上百攝氏度高溫的威脅下,早就可能被烤糊甚至發生自燃了。
但返回艙降落傘所采用的特殊布料(高強度?芳綸纖維材料),在理論上卻能承受最高400℃左右的高溫燒蝕,這樣一來,降落傘艙內的高溫,也就很難對其構成破壞了。
1200平米降落傘是如何工作的?
對于返回艙的降落傘而言,能扛住高溫,才僅僅是它所艱巨的任務的一個前提。
如何保證返回艙的速度,能在距離地面10公里高度,從180米每秒左右減到一個可接受的范圍,甚至是0,才是降落傘最艱巨的任務……
減速才是最艱巨的任務
普通民用、軍用降落傘,肯定是無法做到的。
返回艙的降落傘,都是經過專門制作加工而成的,盡管整個降落傘的展開面積能達到驚人的1200平方米,但由于使用的都是特制的高強度?芳綸纖維材料,折疊成傘包的重量,最后卻僅有90公斤左右。
1200平米降落傘只有90公斤
傘繩用到的同樣也是用高強度?芳綸纖維材料制作的,這種材料做出來的傘繩雖然直徑只有2.5毫米,還不如一根鞋帶粗,但是理論上卻能承重300公斤。
也就是說,就這樣一根繩,就能輕松吊起4個70公斤重的成年人,就是這么夸張。
以至于即使返回艙的重量高達3噸,上百根傘繩也能輕松拖住它減速……
就問問你牛不牛吧
當然了,盡管返回艙的降落傘這么厲害,但開傘也是有講究的,如果一下就把傘全部打開,打開的瞬間空氣極有可能會把傘給撐破。
因此,開傘就成了個技術活,通常先打開的是引導傘,等返回艙速度降到80米每秒左右,才會再開啟減速傘,然后由減速傘再帶出主傘減速,而主傘的展開也是從一個小口慢慢展開的,這樣才能保證,降落傘給返回艙減速的過程中,不至于出現損壞的情況。
返回艙開傘也是技術活
而為了確保整個返回過程,不會出現意外,返回艙除了正常的降落傘外,還額外配置了備用傘,當主傘出現故障無法正常使用,備用傘就會自動彈出,代替主傘進行工作。
這也算是給航天員又上了一道保險……
返回艙的減速過程,雖然降落傘扮演了一個非常重要的角色,但是降落傘為返回艙減速,減到落地前,也只能把速度減到8米每秒左右。
如果返回艙以這樣的速度墜地,就算摔不壞,里面的航天員肯定也會受到重創。
因此,返回艙返回還有最后一道減速保險,也就是返回艙底部的火箭反推發動機。
神舟號飛船標準著陸示意圖
當返回艙下降到距離地面1米高度時,返回艙底部的4臺火箭反推發動機才會開始工作,4臺發動機同時點火向上反推,能夠再給返回艙減速,將它的速度降至1米每秒左右。
這個時候,就算返回艙墜地磕了一下,里面的航天員也是不會受到傷害的……
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