|
|
本帖最后由 晨枫 于 2023-10-26 10:33 编辑
+ y; L# j) s! l' n: \4 U! x: [4 W7 B# M: Q* |3 Z6 w
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。) C# U1 e- T; n0 U$ T
! v/ T& o: }6 S$ N
https://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage
' j4 @$ W! {8 X- [: }& ~
; D; G5 i& N* r+ V! l; x$ O
+ e2 @) `) n* P$ J" O
黄圈为传感器窗口( Q5 N3 g+ V5 S0 q
! q, X4 Z3 _1 j' z# ?6 [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。1 ?0 n! ~* e. T; z
/ [& |2 y4 d% [4 r ]. s% v
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。
( K; B# l. G# t6 }( I5 P( e+ N9 X" F' C2 W
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。2 f% \6 N5 f* _/ C+ _& A6 A' r
; D+ i/ Z6 X; I# z+ R7 S& z# x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。
1 i4 U+ p1 @8 L. H0 ?- Q
3 O9 d" F! l# s7 m/ N5 B( D3 K中国现在的电磁波穿透测试已经到1650C了。
( |2 Y4 |( {& K: g; w
) s+ ]8 r; X, k y' W i# s4 C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。
/ H' Y& O1 M' }* O1 L' U+ p) X" {% h( W
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。* t$ F/ H, {! P; V! t( g$ P- M
* q) A; {8 U1 s/ o- P0 e5 r6 W
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。
% n4 U( k' ]3 z. m1 f5 I4 c; d* u- ]4 a
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:
: L* o; }5 ~* Q9 k1、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! v- @2 X# E' o5 N2 O. R2、在材料中渗入铌、钼、硼可以增加防热性能
3 H) H ? M2 [. u0 `1 K3、通过导热把表面生热转化为推进能量、在喷射中带走7 x+ e2 w9 X: F2 R1 n8 c" x7 X$ g
4 G" O- u- c1 R: G+ r1 w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。2 G, |1 O3 T- K5 U- Q0 t
+ e& a+ C$ Z. D/ f6 n6 _
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。
}/ ?( ^& a4 E/ h6 O7 U" m9 |
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
|