|
|
本帖最后由 晨枫 于 2023-10-26 10:33 编辑 . D! ?% i& D5 ]2 m
( T. n. B' C/ v4 M
南华早报报道,北京的中国航天空气动力研究院团队在《气相物理》杂志上发表论文,透露中国防热材料的最新进展,可在3000C高温下连续工作3000秒以上。
9 E1 {9 Q$ B4 Q9 ^& T8 p. @
% [7 j ~9 O ? w/ Yhttps://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage
7 I$ ~4 W7 t% _! D) ? U7 {% W. J/ u7 u
& R1 b5 A6 h' q5 t7 p- e
黄圈为传感器窗口( Y% L4 ~( n) K* R8 t2 \
1 m5 D3 K: d5 z高温防热现在主要是用烧蚀材料,材料在高温下阴燃,气化中把大量热量带走。说简单点,这可以看成是固态到气态的蒸发。蒸发散热依然是最高效的,比传导、辐射要有效得多。但烧蚀一方面是消耗性的,另一方面烧蚀后表面不可能平整。对于宇宙飞船再入、弹道导弹再入来说,气动问题不大,时间也很短,用烧蚀材料顶一下也就过去了,这也是第一代高超音速飞行器的主要热防护技术。; }0 ]2 G6 e# {8 U" f$ @7 h/ H
9 \" R# o0 G a' k: H8 |
烧蚀本身不复杂,但用在高超音速飞行器上,美国还是没有整明白,多次试验都是栽在这里。有可能是破坏了平滑气动表面,造成气动控制失败。在这个速度下,一旦翻滚,就是解体。
9 T1 }! \, T8 k G/ p5 O$ F' g# Q" j3 E9 U
中国已经解决了这个问题,多种高超音速导弹已经进入实战状态。但中国在向第二阶段前进,最终可望实现可重复使用高超音速飞行器。这不仅对高超音速飞机是门槛技术,对航天飞机也有重大意义。美国航天飞机就是因为每次使用后要大量修复防热瓦而失去经济性,最后只得下马。
- W J! E" C8 \- `0 {
3 X6 D/ X) Z1 y* l' ?中国的新防热技术的细节当然是保密的,但不仅能承受高温,还能隔热,还能穿透电磁波,使得通信、探测问题得到解决。主动雷达或者激光制导的高超导弹,想想都刺激。在M5-10一级,黑障问题还不大;M20以上黑障就严重了,飞行器表面材料透波还不行,还得研究电磁波穿透等离子鞘体的问题。2 s' G0 u8 X, v$ O* p( C9 w
: @6 `: M( H# V3 e4 }" P
中国现在的电磁波穿透测试已经到1650C了。2 j/ c* K, c/ t2 N- n6 h' `. y Q. ?
1 Y- _( x. B& u; V. P美国高超还在研制短时间飞行、一次性使用的导弹,而且只能打固定目标,谈不上雷达或者激光制导。中国已经部署可以打移动目标的高超导弹了,并且可以对拦截手段进行反制性机动。. l% n9 y& Q( n5 V
! n! C* T. o! P中国正在研制的是可重复使用、远程长航时(相对于高超)的军用和民用高超飞行器。比如说,无侦-8只要把动力问题解决,立刻就是高超侦察机,而不止是火箭-滑翔侦察机。其他还能干什么用,那就开动想象力吧。
$ i% G" r( i5 A; E# B- e5 J0 I1 }8 q) j- B
在高超飞行中,激波生热达到很高的温度,空气分子分解后,会与表面材料发生化学反应。所以高超的热防护是热力学、材料物理和材料化学的综合问题。这是绝对前沿,以前没人研究这样的问题,所以理论问题大堆,实际问题更多,需要的是在大量的实践中摸索。五角大楼宣称,中国一年里进行的高超试验比美国10年都多。没办法,没有美国高人指点,中国人只有苦干实干。哦,美国高人自己指点自己也不灵?这个事情就比较麻烦了。" g1 H8 o4 E/ m [
y2 d9 k4 H1 b) V% y
航天气动院在文章里对具体技术当然语焉不详,但提到几个思路:
9 @/ Q7 D, J$ z1、高度抛光,这能降低摩擦生热,但对形体本身造成的激波生热应该作用不大% c( [' _0 s7 m1 d$ D9 _2 P
2、在材料中渗入铌、钼、硼可以增加防热性能
4 A8 r- s2 d% ^) T- l y* ^3、通过导热把表面生热转化为推进能量、在喷射中带走
) H0 h/ r" b" E1 s
; K! U" `4 ?& a1 f3 w+ V这些其实都是NASA在50-60年代研究再入问题时就琢磨过的,属于常识。既然这些思路离解决问题都有很大距离,放在文章里就是“正确的废话”。要走通,就是技术秘密了。但中国已经达到TRL8了。TRL是美国DARPA的技术成熟程度等级表,中国现在也用了。TRL9最高,是达到批量投产的成熟程度,TRL8为通过所有工程验证试验,而不只是实验室规模试验。也就是说,投产已经就绪。
1 C4 Y8 o# w9 V0 k8 R7 U. A2 o i* R- t- B* U/ ]$ S
好奇一下:美国耐高温技术很厉害,否则航空发动机就厉害不起来了。但在高超材料方面,又落后于中国,而中国航发似乎还没有超过美国。这是怎么回事?有可能航发材料耐高温的关键在于冷却技术,而高超材料没法冷却;但航发要耐久,高超又没有那么高的耐久需要。两国不同的技术路线导致差异。猜想而已,也是题外话。
: j: z3 v/ i- a( d' t
8 @0 l, `% b- Y7 X! i( E0 z就现在,美国,吃灰吧。高超的灰香甜吗?不知道,微量的硼好像还有营养作用,多了好像有害健康? |
评分
-
查看全部评分
|