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火箭发射卫星的时候穿过大气层没有因为摩擦燃烧,而返回时却因为摩擦燃烧了,为什么?

十万个为什么 空空 2024-4-29 15:37:44 8次浏览

关于问题火箭发射卫星的时候穿过大气层没有因为摩擦燃烧,而返回时却因为摩擦燃烧了,为什么?一共有 1 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【科学黑洞】的最佳回答:

感谢邀请。

火箭在地面上发射升空的过程和返回舱在入大气层返回地球虽然都是在大气层里穿梭,但还是有几点不同之处的。

首先来说就是速度和大气层稀薄程度的影响

航天上发射火箭一般都是要把卫星等探测器送出地球绕地飞行甚至是脱离地球束缚,飞向其它天体。这个过程就涉及到了两个速度第一宇宙速度 7.9km/s,第二宇宙速度 11.2km/秒。所以说火箭发射升空这是一个逐渐加速的过程,一级火箭不够达到第一宇宙速度,就用多级火箭。而大气层却是越往上越稀薄的,空气密度是逐渐减小的过程。而返回舱或者一些太空垃圾入大气层的初速度就是 7.9km/s,虽然有着空气摩擦减速但是却难以抵消地球引力对它的加速。所以说在入大气层不仅速度高,随着降落大气密度越来越大,所以返回时因大气摩擦看起来像燃烧了一样。

火箭等航天设备的特殊构造

火箭头部都会有整流罩加以保护主要防止火箭高速运动时产生的气动加热使有效载荷受损。整流罩采用特殊的材质和结构构成,保证在数千度的高温压缩空气下,材料不被损坏瓦解,保护内部的有效载荷。同时也要保证

而一般返回舱的设计防止在入大气层后燃烧瓦解主要是三种办法:

一是靠吸热式防热,在返回舱上应用导热性能好、熔点高的吸热材料来吸收产生的大量热量;

二是靠辐射式防热,用具有辐射性能很好的的钛合金、陶瓷等复合材料,可以更好的散热;

三是靠烧蚀防热,直接利用特殊高分材料已易融化、升华的带走热量。

而一些探测器在完成任务后落入大气层,没有回收必要,自然希望它燃的越彻底越好。所以设计上不会有防燃烧考虑。

小科普:一般达到航天上的速度已经远超声速,已经可以达到压缩流体的状态,空气被压缩温度会急剧升高达数千度,它们的热量才是导致火箭和返回舱燃烧的主要原因。至于摩擦产热只是其中一小部分。


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