火箭发射时穿过大气层没有摩擦燃烧但返回时却因为摩擦严重,这是为什么?

如题所述

火箭发射时穿过大气层没有摩擦燃烧但返回时却因为摩擦严重,这是为什么?

流体通过大气层时开始发光也同样是通过浪涌加热,加热到高度约120km,也就是稀薄的大气浪涌开始发光的程度,最低高度约35km左右消失。 由于大气密度增加到这个地步,速度减弱或者解体,所以大部分松散材质的流星都会在这个高度解体爆炸。 比如车里雅宾斯克的小行星在这个高度爆炸了!由于宇宙飞船返回速度小,加热到发光高度后会变低,但是在宇宙空间站等具备太阳能电池的宇宙飞船这样的比较大型的结构中,高度100km处大部分会被撕裂,同时烧蚀的发光也大致从这个高度开始,在高温下产生的等离子体使宇宙飞船

大部分不具有耐烧蚀结构的宇宙飞船将在约80km左右的高度被解体,碎片也将在散落的过程中被烧毁。 达到40-30的高度后,由于大气的强力阻力,速度会下降,无法支撑浪涌加热的高温,发光也会消失!所以如果流星体和被分解的碎片没有燃烧完,就会到达地表,变成陨石和落到地球上的卫星的碎片!其实道理很简单,速度很慢! 卫星返回地球时的初始速度为第一宇宙速度,由于角动量守恒和引力势效应,其守恒速度能力非常强。 也就是说,即使达到高度100km,其速度也远远小于第一宇宙速度

火箭头部带有整流罩,主要是为了防止火箭高速运动时产生的空气加热损伤有效载荷。 整流罩由特殊的材质和结构构成,可以防止材料在数千度的高温压缩空气下损伤、损坏,保护内部的有效载荷。 必须同时保证一般的返回舱设计主要有三种方法来防止进入大气层后的燃烧衰变:吸热式的防热方法,在反馈室中应用热传导性能好、熔点高的吸热材料来吸收产生的大量热量防止辐射式热,可以使用辐射性能好的钛合金、陶瓷等复合材料更好地散热;通过烧蚀防止热量,直接利用特殊的高分材料容易熔化而升华的热量。

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第1个回答  2021-06-13

主要是速度的影响,速度越快与大气的摩擦力越大,产生的热量也成正比。

其实可以想像一下,火箭发射卫星跟卫星返回正好是两个相反的过程。火箭发射后,越往高处速度就慢,因为这个时候是火箭的引力和地球的引力较量,而越往高空,由于燃料动力减弱,速度会变得更慢,最后就只有跟普通战斗机一样的速度了,而火箭返回时的速度达每秒7公里以上,相差这么大的速度,受到的摩擦力当然也是完全不同了。


当然火箭与大气的摩擦的不剧烈,就不会产生高温燃烧。虽然火箭的速度很快,没有大气阻力,但它也不会自然燃烧。火箭发射时不会产生高温燃烧。万一发生火灾,科学家们也有应对政策,会在发射火箭的外壳上涂上一层耐高温材料“钛”,以免在高温下损坏火箭。

卫星返回

美国的阿波罗飞船返回时就是升力载入,包括我国的神舟五号(也是一个钟形),但它的返回过程由GNC分系统进行再入过程中的升力控制,因此它是弹道-升力再入。


升力再入能够取得比弹道再入更精确的落点,并且升力再入阶段会由控制系统干预修正,因此它的再入走廊宽度将大大增加,以便应对各种返回条件,比如第二宇宙速度进入大气层的月球轨道返回,则必须采用升力再入,如果以弹道返回,那很可能成为一颗流星,那么高速度连降落伞都没有条件打开(我国2013年的小飞(嫦娥五号 T1飞行试验器,绰号 舞娣)用的就是水漂弹道方式升力再入)

第2个回答  2021-06-06
主要是因为空气的阻力问题,因为火箭上升的阻力并没有下降的阻力那么大,所以上升的时候没有摩擦燃烧,但下降的时候会摩擦燃烧。
第3个回答  2021-06-06
因为火箭发射时有隔温层,这个隔温层会保护火箭,但是在返回大气层的时候就丧失了隔温层。
第4个回答  2021-06-06
因为火箭在落地的时候有自由落体运动,所以会提高加速度,这个时候的摩擦会更加剧烈,所以才会出现摩擦严重的现象。
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