会“出汗”的火箭发动机

2018-09-06 02:18
军事文摘·科学少年 2018年7期
关键词:部件降温热量

天气越热,人体出汗就越多。这是因为人的身体具有调节功能,能够通过出汗的方式利用汗水的挥发吸收掉一部分热量,从而降低身体的温度。

为了使动辄达上千摄氏度的火箭发动机能够降温,保证火箭更安全地把航天器送入预定轨道,聪明的科研人员巧妙地利用人体出汗这一仿生学原理,设计出了会“出汗”的火箭发动机。目前,火箭发动机“出汗”有以下两种形式。

“自发出汗”的火箭发动机

第一种是通过自发地“出汗”来降低材料本身的温度,从而达到热防护的目的。这种自发汗冷却多见于粉末冶金材料制品,可以通过加入基材内的低熔点金属粉末颗粒,在高温下气化蒸发带走热量,以达到为火箭发动机降温的目的。这种采用自發汗冷却的火箭发动机不仅能够适应较高的温度和强度,而且还能适应严酷的震动环境,可谓是“一专多能”。

“被迫出汗”的火箭发动机

如果说第一种方式是在火箭发动机本身材料上加入“喜欢”出汗的介质,让发动机“自觉”地出汗,那另一种出汗方式则需要采用“强迫”的方式让火箭发动机出汗。这种方式首先需要把材料制成多孔材料,犹如密密麻麻的“汗孔”一般,这样火箭发动机的冷却介质就可以通过高压驱动从多孔材料的“汗孔”中渗出,并通过蒸发将基体部件的热量带走使部件降温。与此同时,从“汗孔”中渗出的液体燃料会在部件表面形成一层冷气膜,把高温燃烧的火焰与部件材料表面隔开,从而达到冷却降温及防止火焰烧蚀的目的。

总之,由于发汗冷却在冷却效果上的优秀表现,随着航天技术的发展,今后会有越来越多的火箭发动机将通过“出汗”这种舒适、惬意的方式来降低自身温度,从而使火箭发射更安全。

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