代曉琴
太空浩瀚無垠,令人神往。
地球是這漫漫太空中的一分子,有厚厚的大氣層,還有強大的引力。地面的任何東西要沖出大氣層,不是一件容易的事兒。
在火箭家族中,有許多從地面飛入太空的成功“箭士”,令大家羨慕不已。
運載火箭小長征是一個不折不扣的太空迷,無時無刻不夢想著去太空遨游一番。為了實現(xiàn)自己的太空夢,他不怕苦不怕累,鍛煉身體,磨煉意志。
小長征選了一個風(fēng)和日麗的日子,做好起飛姿勢,準(zhǔn)備一飛沖天。可是,他很快發(fā)現(xiàn)自己動力不足,根本不能沖出大氣層。
小長征明白,必須加快自己的飛行速度,為此延長了訓(xùn)練時間,飛行速度果然越來越快。如果他繼續(xù)這么訓(xùn)練,飛行速度可以為每秒數(shù)千米——這樣的速度足以讓他掙脫地球的引力,沖出大氣層。但是,飛行速度越快,小長征與大氣摩擦得越厲害,這會讓小長征的體溫驟升。
“恐怕我還沒到太空,就已經(jīng)壞了?!毙¢L征穿著用鈦合金、鈹合金、鋁合金和玻璃鋼等材料做成的鎧甲,沮喪地嘆氣。這種鎧甲傳熱非???,強度會因高溫大大削弱。一旦過多熱能傳到小長征體內(nèi),各種控制儀器和電子元件會被燒壞。
嘆氣歸嘆氣,小長征去太空的夢想始終沒有變。為了解決高溫問題,他要向去過大空的成功“箭士”請教。在途中,他意外地發(fā)現(xiàn)一家賣隔熱外套的航天超市,看到里面擺放著形態(tài)各異、功能不一的隔熱外套,萌發(fā)了給自己買一件隔熱外套的想法。
正在這時,彈道導(dǎo)彈先生來航天超市買隔熱外套。他試穿了一款銅制厚外套,穿上后帥極了。小長征沒想到隔熱外套還有增加“顏值”的效果,立刻也選了那款外套。穿上后,他試著飛上天,發(fā)現(xiàn)身體變得很笨重,飛行速度慢了許多。顯然,穿銅制厚外套不能解決小長征的問題。
航天超市又來了一位新顧客——洲際導(dǎo)彈先生,他試穿了一款合成樹脂外套,看上去很有紳士風(fēng)范,而且那外套似乎很輕。小長征見了,覺得很不錯,便學(xué)著洲際導(dǎo)彈先生,也試穿了那款外套。結(jié)果,小長征在外套里悶得慌,渾身不舒服。看來,那款外套也不適合小長征。
后來,小長征又試穿了幾款隔熱外套,都覺得不合適。
“究竟什么樣的隔熱外套才適合我呢?”小長征陷入沉思,認真分析、思考……漸漸地,他有了主意:他需要的是一件既耐高溫、有良好隔熱性能,又非常薄而堅韌的外套。
這樣的隔熱外套,哪里有?
經(jīng)過苦尋,小長征最終找到了一種耐燒蝕隔熱涂料。在鎧甲上涂了這種涂料后,小長征感覺它與自己的身體完美結(jié)合,自己輕巧又堅韌,而且再也不怕熱了。很快,他能以每秒數(shù)千米的速度飛行。
看,小長征嗖的一聲飛入了太空……
科學(xué)小貼士
火箭要把航天器送入太空,必須以每秒數(shù)千米的高速穿越大氣層?;鸺赃@么快的速度飛行,與大氣摩擦,溫度驟升,其頭部溫度甚至為上千攝氏度。所以,火箭必須不怕熱,才能完成使命。
火箭不怕熱,得益于一種高科技特種涂料??茖W(xué)家經(jīng)過試驗,在耐高溫的有機合成樹脂中添加云母粉、二氧化硅、氧化硒、硫化汞等物質(zhì),制成一種既耐高溫又有良好隔熱性能的耐燒蝕隔熱涂料。這種涂料在火箭的外殼上形成保擴層,猶如給火箭穿上隔熱外套。火箭在大氣中高速飛行時,一方面,涂層中的氧化硒、硫化汞等物質(zhì)因受熱而揮發(fā),帶走部分熱量;另一方面,耐高溫的有機樹脂形成有微孔的碳化層,將外界大部分熱量與火箭外殼隔開。由于涂層有一定厚度,即使氣流把表面的碳化層沖走,下面的碳化層也能“接班”,一直工作到火箭完成飛行任務(wù)為止。
除了用于火箭和飛船等航天器隔熱,這種涂料還可用在飛機發(fā)動機的隔熱和抗激光穿透等方面。