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飞行器飞行中的三大“障”

 q1338 2017-03-07

音障

音障又称之为声障,人们在飞机的试验中发现,当飞机的速度达到音速的十分之九时,即接近音速时,飞行器机体会与气流产生激波与巨大的阻力,同时机体会发生剧烈的抖动;飞机在飞行的过程中受到大气的扰动会产生波,这种波理想的状态下是球面波。

我们可以假想一下,如果飞机一直匀速向前行驶在A时间地点A产生球面波A,在B时间B地点产生球面波B,两个波的速率不变,慢慢积累的话在飞机的后方就会形成很多波叠加的形状,但是这种产生的情况并不明显;第二种情况,如果飞机一直在加速,当飞行速度小于声音速度时,则产生的波一直在飞机的前部;当飞行速度等于于声音速度时,飞机与波保持相对静止;当飞行速度大于声音速度时,第一次产生的波不断与后来产生的波发生叠加,这种叠加的波就是激波,飞机发生剧烈的抖动就是其引起的。我们经常听到空中的爆炸声的原由就是这样。

飞行器飞行中的三大“障”

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热障

在飞行器飞行的过程中,会与稠密的大气产生相对运动,在飞行器的表面产生高速气流,高压气体当飞行器的速度不是很快时,产生的热量会快速地散发出去;但是当飞行器的速度过快时,高压气流就会与飞机摩擦产生高温,导致机体刚强度降低,受到破坏。一般飞行器在大气中出现热障的的速度段为2.5马赫左右(声音速度的2.5倍)。研究表明,当飞行器飞行速度为三倍

飞行器飞行中的三大“障”

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音速时前段温度可达330摄氏度,六倍音速时,可达1480摄氏度。

黑障

黑障是 航天飞行器的返回舱在以超高速进入大气层时会产生激波,使返回舱表面与周围气体分子呈黏滞和火烧状态,温度不易散发,形成一个温度高达几千摄氏度的高温区。

在高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离,形成一个等离子区。它像一个套鞘似地包裹着返回舱。因为等离子体能吸收和反射电波,会使返回舱与外界的无线电通信衰减,甚至中断。

黑障区范围取决于再入大气层物体的外形、材料、再入速度、无线电频率和功率。黑障现象对飞船返回舱再入大气层时影响很大,在黑障区内会使通信中断4-7分钟。所以在这段时间里返回舱无法与指挥台联系,返回舱穿越黑障是有一定的危险性的, 目前黑障现象还是无法避免的。

飞行器飞行中的三大“障”

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