为什么有些火箭怕冷?有些火箭却怕热?要解决问题可不简单!

“长征二号丙”

我们在观看火箭发射时,经常会看到这样一幕,点火起飞之后箭身哗哗哗地往下掉碎片,仿佛下起了鹅毛大雪,很是壮观!这其实是火箭临时添加的一种保温材料,一般会在低温天气给火箭配备。这就说明着火箭其实是怕冷的,这又是为什么呢?

运载火箭作为一种大型集成设备,包含了多种不同类型的零部件,它们各自对于温度都有不同的适应性,其中箭载仪器、发动机以及大部分有效载荷对于低温是较为敏感的,需要在低温天进行保温处理。为此,科研人员研制了阻燃型聚乙烯泡沫塑料,在低温天气选择性地给整流罩、仪器舱和发动机舱贴上,就像给火箭穿了一层“保暖衣”。伴随火箭起飞,这些“保暖衣”会被起飞的气动力吹落,像雪片一样疯狂掉落,保温工作就此完成。对于大部分火箭而言,怕冷是共性。与此同时,还有另一部分火箭却是怕热的。

“长征二号F”遥十三(二级发动机舱加了保温层)

过去,我国大部分火箭采用的是常温液体推进剂,怕高温的属性偏弱,火箭发射时无需做太多辅助的隔热工作。到了新一代运载火箭时期,火箭改用液氧煤油、液氢液氧等低温推进剂,怕高温的属性很强,这就需要做好火箭的隔热工作,特别是在夏季。

“长征七号”遥三

在传统火箭中只有长三甲系列火箭的三子级是低温液体火箭,采用的是液氢液氧推进剂,它使用发泡剂作为绝热材料,该材料对大气环境有一定的危害。为降低对环境的影响,科研人员找到了一种更加环保的新型发泡剂,绝热效果与原来相当。新型发泡剂绝热材料去掉了铝箔隔离层,结构由原来的四层减少到三层,最里层为厚度不到一毫米的贴附层,中间层为厚度不到20毫米的低密度全闭孔聚氨酯泡沫塑料,最外层则为阻绝外界水汽和保护里层材料的保护层[1]。

“长征三号乙”(三级加了隔热层)

由于去掉了铝箔隔离层,新型绝热材料不仅降低了成本,而且降低了重量,以“长五”为例,8个低温贮箱的绝热结构一共能减重上百千克,对提高火箭的运载能力有积极的作用。此外,简化结构之后,新型绝热材料的生产工作量也更小了,有利于提升材料的生产效率[1]。

“长征五号B”遥二

目前,经过进一步优化的新型绝热材料已经用在以“长征五号”为代表的新一代低温液体火箭上面,为这些低温液体火箭贮箱阻绝了与外界的热量交换,为火箭安全飞行保驾护航!

作者:大白高国

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参考资料

[1]部分引自中国运载火箭技术研究院发布

http://www.calt.com/n482/n742/c8528/content.html?ivk_sa=1024320u

公司名称:河北禹灿环境科技有限公司
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