飛機(jī)螺旋槳講解

飛機(jī)螺旋槳講解.txt我是天使，回不去天堂是因?yàn)轶w重的原因。別人裝處，我只好裝經(jīng)驗(yàn)豐富。泡妞就像掛QQ,每天哄她2個小時，很快就可以太陽了。 本文由chuyalong520貢獻(xiàn)doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。飛機(jī)螺旋槳轉(zhuǎn)自：/thread-7777T-8.html航空航天技術(shù)科普知識講座之三齊壽祥：齊壽祥：高級工程師北京航空航天學(xué)會科普與教育委員會副主任，中國科學(xué)院科普宣教團(tuán)成員?？破兆骷摇T會副主任，中國科學(xué)院科普宣教團(tuán)成員。科普作家。飛機(jī)螺旋槳在發(fā)動機(jī)驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生拉力，牽拉飛機(jī)向前飛行。這是人們的常識?？墒?，有人認(rèn)為螺旋槳的拉力是由于螺旋槳旋轉(zhuǎn)時槳葉把前面的空氣吸入并向后排，用氣流的反作用力拉動飛機(jī)向前飛行的，這種認(rèn)識是不對的。那么，飛機(jī)的螺旋槳是怎樣產(chǎn)生拉力的呢？如果大家仔細(xì)觀察，會看到飛機(jī)的螺旋槳結(jié)構(gòu)很特殊，如圖1所示，單支槳葉為細(xì)長而又帶有扭角的翼形葉片，槳葉的扭角(槳葉角)相當(dāng)于飛機(jī)機(jī)翼的迎角，但槳葉角為槳尖與旋轉(zhuǎn)平面呈平行逐步向槳根變化的扭角。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。1圖1雙槳葉螺旋槳槳葉的剖面形狀與機(jī)翼的剖面形狀很相似，前槳面相當(dāng)于機(jī)翼的上翼面，曲率較大，后槳面則相當(dāng)于下翼面，曲率近乎平直，每支槳葉的前緣與發(fā)動機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)方向一致，所以，飛機(jī)螺旋槳相當(dāng)于一對豎直安裝的機(jī)翼。圖2螺旋槳的工作示意圖中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。2槳葉在高速旋轉(zhuǎn)時，同時產(chǎn)生兩個力，一個是牽拉槳葉向前的空氣動力，一個是由槳葉扭角向后推動空氣產(chǎn)生的反作用力。圖3槳葉剖面圖從槳葉剖面圖中可以看出槳葉的空氣動力是如何產(chǎn)生的，由于前槳面與后槳面的曲率不一樣，在槳葉旋轉(zhuǎn)時，氣流對曲率大的前槳面壓力小，而對曲線近于平直的后槳面壓力大，因此形成了前后槳面的壓力差，從而產(chǎn)生一個向前拉槳葉的空氣動力，這個力就是牽拉飛機(jī)向前飛行的動力。另一個牽拉飛機(jī)的力，是由槳葉扭角向后推空氣時產(chǎn)生的反作用力而得來的。槳葉與發(fā)動機(jī)軸呈直角安裝，并有扭角，在槳葉旋轉(zhuǎn)時靠槳葉扭角把前方的空氣吸入，并給吸入的空氣加一個向后推的力。與此同時，氣流也給槳葉一個反作用力，這個反作用力也是牽拉飛機(jī)向前飛行的動力。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。3由槳葉異型曲面產(chǎn)生的空氣動力與槳葉扭角向后推空氣產(chǎn)生的反作用力是同時發(fā)生的，這兩個力的合力就是牽拉飛機(jī)向前飛行的總空氣動力。早期飛機(jī)大多使用槳葉角固定不變的螺旋槳，它的結(jié)構(gòu)簡單，但不能適應(yīng)飛行速度變化?，F(xiàn)代的螺旋槳飛機(jī)多采用槳葉角可調(diào)的變距螺旋槳，如圖3所示，這種螺旋槳可根據(jù)飛行需要調(diào)整槳葉角，提高螺旋槳的工作效率。圖4變距螺旋槳由于螺旋槳在旋轉(zhuǎn)時，槳根和槳尖的圓周速度不同，為了保持槳葉各部分都處于最佳氣動力狀態(tài)，所以把槳根的槳葉角設(shè)計(jì)成最大，依次遞減，槳尖的槳葉角最小。(如圖1所示)。工作狀態(tài)的槳葉是一根懸壁梁受力態(tài)勢，為了增加槳根的強(qiáng)度，槳根的截面積設(shè)計(jì)為最大。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。4一架飛機(jī)上槳葉數(shù)目根據(jù)發(fā)動機(jī)的功率而定，有2葉、3葉和4葉的，也有5葉、6葉的。如圖4—6是多槳葉飛機(jī)。圖53槳葉飛機(jī)圖6槳葉飛機(jī)中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。5圖7槳葉飛機(jī)裝于飛機(jī)頭部的螺旋槳為拉力式螺旋槳(如圖4)，裝于飛機(jī)后部的螺旋槳為推力式螺旋槳(如圖6)，還有既裝有拉力式螺旋槳又裝有推力式螺旋槳的飛機(jī)(如圖7)。圖8裝有推、拉式兩副螺旋槳的飛機(jī)第二次世界大戰(zhàn)以前的飛機(jī)，基本上是使用活塞式發(fā)動機(jī)作動力裝置驅(qū)動螺旋槳。近代在渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上研制出了渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)和渦輪槳扇發(fā)動機(jī)。用這兩種發(fā)動機(jī)驅(qū)動螺旋槳使螺旋槳的工作效率大大提高，同時也提高了飛機(jī)的性能。9是裝有渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)的運(yùn)輸機(jī)，圖圖10是裝有渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)的轟炸機(jī)，該機(jī)的螺旋槳是由同軸串聯(lián)的兩組反向旋轉(zhuǎn)的槳葉組成。圖11是美法兩國共同研制的新型渦輪槳扇發(fā)動機(jī)。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。6圖9國產(chǎn)裝有渦輪螺旋槳的運(yùn)—8飛機(jī)。圖10裝有渦輪螺旋槳的轟炸機(jī)。圖11新型渦輪槳扇發(fā)動機(jī)。螺旋槳飛機(jī)最大飛行速度在700千米/小時左右，如果飛行速度再提高，飛行中產(chǎn)生的激波阻力是螺旋槳飛機(jī)無中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。7法克服的。這項(xiàng)技術(shù)問題請看航空航天技術(shù)科普知識講座的第四講“飛行器的三障空航天技術(shù)科普知識講座之四：圖1人類在探索飛行器的過程中，曾遇上三個攔路虎，就是人們常說的“三障”，即“音障”、“熱障”和“黑障”。所謂“障”就是在技術(shù)上遇到的障礙。自美國人萊特兄弟1903年發(fā)明飛機(jī)以后，人們逐漸認(rèn)識到航空技術(shù)將對人類的未來產(chǎn)生巨大影響。因此，一些國中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。8家不惜投入大量人力物力，對航空技術(shù)進(jìn)行探索和開發(fā)。這期間有無數(shù)航空先驅(qū)者不惜犧牲自己的生命換來了一個又一個技術(shù)進(jìn)步，使航空技術(shù)紀(jì)錄一再打破，才形成了今天的航空技術(shù)水平。在整個航空技術(shù)發(fā)展中，突破“音障”是一項(xiàng)重大的技術(shù)進(jìn)步。第二次世界大戰(zhàn)期間，活塞式發(fā)動機(jī)、螺旋槳飛機(jī)的速度已經(jīng)發(fā)展到頂峰。但由于技術(shù)上的需要，還要把速度再提高，因?yàn)楫?dāng)時的空戰(zhàn)主要是以機(jī)炮和機(jī)槍作為空戰(zhàn)武器，誰的速度快，誰就能搶到有利空域贏得勝利。所以當(dāng)時的飛機(jī)設(shè)計(jì)師和飛行員一再努力追求飛行速度。美國飛行員耶格爾駕駛時速700多千米的“野馬”式戰(zhàn)斗機(jī)與德國飛機(jī)作戰(zhàn)時，還感到速度低，所以他經(jīng)常采用先把戰(zhàn)機(jī)拉高，然后俯沖，借助重力加速度提高飛機(jī)速度的戰(zhàn)術(shù)與敵機(jī)作戰(zhàn)?？墒钱?dāng)飛機(jī)出現(xiàn)800千米/時的速度時，飛機(jī)便產(chǎn)生了失控的感覺。飛機(jī)震動得特別厲害，難以駕馭。后來人們認(rèn)識到，當(dāng)飛機(jī)速度超過800千米/時，空氣會產(chǎn)生一種“壓縮效應(yīng)”。這種效應(yīng)會使機(jī)頭前部的空氣被壓縮成密度很高的“空氣墻”，使飛機(jī)難以逾越。產(chǎn)生這種現(xiàn)象時，飛機(jī)剛好接近于音速，后來人們管這種現(xiàn)象叫“音障”。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。9很多人試圖突破“音障”，但當(dāng)時受技術(shù)條件限制，都沒能成功。著名的英國飛行員德哈維蘭在1946年9月27日駕駛D?108試驗(yàn)飛機(jī)作飛行試驗(yàn)。11?當(dāng)飛行速度達(dá)到0.815馬赫時，由于飛機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈震顫造成空中解體，付出了機(jī)毀人亡的代價。雖然經(jīng)過多次試圖突破“音障”都沒有成功，但通過實(shí)踐人們認(rèn)識到“音障”形成的原因，也初步設(shè)想出突破“音障”的方法。直到1947年美國做了一架向“音障”沖刺的試驗(yàn)飛機(jī)一一X—1飛機(jī)。這是一架以火箭發(fā)動機(jī)作動力的試驗(yàn)機(jī)，這架飛機(jī)生來就是為了挑戰(zhàn)“音障”的。機(jī)身外形像一顆機(jī)槍子彈的彈頭。機(jī)頭尖尖的，薄形機(jī)翼，盡量做到減小飛機(jī)的迎流面積，以減小飛機(jī)的阻力。采用酒精和液氧的火箭發(fā)動機(jī)，用B—29轟炸機(jī)作母機(jī)將其帶到6400米高空投放，由查爾斯?耶格爾駕駛，經(jīng)過多次試驗(yàn)，終于在1947年10月14日的第九次試驗(yàn)中突破了“音障”，飛行速度達(dá)到1.015馬赫。查爾斯?耶格爾成為世界上超音速飛行的第一人。圖2中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。10查爾斯?耶格爾駕駛X—1試驗(yàn)機(jī)突破“音障”的壯舉，意義非常重大，它為現(xiàn)代軍事航空和航天技術(shù)的開發(fā)鋪平了道路。什么是馬赫數(shù)？飛行器的飛行速度常用馬赫數(shù)表示，馬赫其人是奧地利的物理學(xué)家，為了紀(jì)念他在超音速彈丸研究作出的貢獻(xiàn)，把飛行器的飛行速度v與當(dāng)?shù)匾羲賏之比值稱為馬赫數(shù)，即馬赫=v/a(馬赫也可寫成Ma或M)。公式中當(dāng)?shù)匾羲賏是個變量，它隨大氣高度的變化(空氣密度變化)而變化，比如在15ºC的海平面a為341米／秒。在50ºC的1萬米高空a為300米/秒。飛行器的飛行速度與馬赫數(shù)的關(guān)系：在人們考量飛行器的速度時，常說某飛行器是亞音速飛行或超音速飛行。究竟亞音速或超音速的馬赫數(shù)是多少？國際上還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但一般認(rèn)為：低速飛行區(qū)馬赫數(shù)為0.411中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。亞音速飛行區(qū)跨音速飛行區(qū)超音速飛行區(qū)高超音速飛行區(qū)馬赫數(shù)為馬赫數(shù)為馬赫數(shù)為馬赫數(shù)為0.4－0.750.75－1.21.20－5.05.0以上。什么是“音障”？怎樣突破“音障”？圖3圖4圖5如圖3所示，當(dāng)飛機(jī)用亞音速(MV0.75)以下的速度飛行時，在機(jī)頭前方的空氣受到的沖擊壓力不大，空氣微團(tuán)中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。12可避讓飛行。音波也能向機(jī)頭前方傳播，飛機(jī)能順利飛行。若把飛機(jī)速度提高到接近音速(M20.8)時，機(jī)頭前部(包括機(jī)翼前緣)的空氣來不及避讓飛機(jī)，如圖4所示，此時飛機(jī)的迎流面對空氣的壓力加大，空氣密度即隨之增大，飛機(jī)要消耗更多的能量推開機(jī)頭前方的高壓空氣，待飛機(jī)的速度達(dá)到音速時，音波就不能向前傳播，產(chǎn)生很大的激波阻力。這些現(xiàn)象出現(xiàn)后，使機(jī)頭前部的空氣溫度升高，能量迭聚，形成一堵高溫高壓的空氣墻，使飛機(jī)難以逾越，這種現(xiàn)象就叫作“音障”。一旦加大飛機(jī)的動力，改進(jìn)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)外形就可以突破“音障”。如圖5所示，出現(xiàn)物極必反的形勢，飛機(jī)可輕易地飛行在音波的前方。突破“音障”對飛機(jī)結(jié)構(gòu)有什么要求？“音障”是飛機(jī)的飛行速度與音速相近時，產(chǎn)生阻礙飛機(jī)飛行速度的能量“墻”，由高溫、高壓及高密度的空氣和聲波的能量迭聚而成。人們認(rèn)識到“音障”形成的原由，也就不難突破了。早于飛機(jī)發(fā)明以前就有人對音障問題進(jìn)行研究了。大家都知道最早的炮彈都是圓球形的。球形的物體飛行阻力大，中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。13射程遠(yuǎn)不了。經(jīng)過研究把炮彈做成尖錐的流線體。這樣的彈頭射出炮口就能在幾倍音速下飛行。若把飛機(jī)也做成像炮彈一樣的尖錐形，不是就容易突破“音障”了嗎？于是人們就根據(jù)這一想法先做了X－1的試驗(yàn)機(jī)，果然成功地突破了音障。后來就把所有的超音速飛機(jī)都做成尖錐形的流線體機(jī)身和薄形機(jī)翼，最典型的高速飛機(jī)要數(shù)SR－71高空高速偵察機(jī)了，如圖6，它能在24000米的高空飛到馬赫數(shù)3.2的速度。圖6另外，“音障”既然是一堵“墻”，若突破它，除把飛機(jī)做成流線體之外，還要加大發(fā)動機(jī)的動力，活塞發(fā)動機(jī)／螺旋槳時代的飛機(jī)絕沒有能力突破“音障”。當(dāng)航空技術(shù)進(jìn)入噴氣式發(fā)動機(jī)時代，有了噴氣式發(fā)動機(jī)強(qiáng)大的動力，突破“音障”也就輕而易舉了。再有一種有利于飛機(jī)突破“音障”的方法，是把機(jī)翼做成像燕子翅膀一樣的后掠翼形，如圖7所示的幾種翼形：中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。14圖7這樣翼形的飛機(jī)如同箭頭一般，以銳角沖向“音障”形成的阻力“墻”，能大大減低阻力，便于飛機(jī)突破“音障”高速飛行。音爆是怎么回事？飛機(jī)突破“音障”時所產(chǎn)生的爆炸聲稱謂“音爆”。在飛機(jī)的飛行速度達(dá)到音速時，受到“音障”的阻礙，這個阻礙實(shí)際上是飛機(jī)頭部的壓縮空氣幕給飛機(jī)一個反作用力，若此時飛機(jī)加大油門提高動力，嘭的一聲就穿過了這層阻力層，實(shí)際上是飛機(jī)沖刺“音障”時的動能和受到飛機(jī)對壓縮空氣勢能在突破“音障”的一瞬間變成聲能釋放出的聲響。但這個能量很大，若飛機(jī)在城市上空做突破“音障”飛行，“音爆”的沖擊波可能造成對建筑物的破壞。圖8是飛機(jī)在突破“音障”瞬間的照片，從圖片中可以看出飛機(jī)在突破“音障”時，是有聲有色的。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。15圖8(飛行器的“三障”之二－－“熱障”)航空航天技術(shù)科普知識講座之四：航空航天技術(shù)科普知識講座之四：齊壽祥：齊壽祥：高級工程師北京航空航天學(xué)會科普與教育委員會副主任，中國科學(xué)院科普宣教團(tuán)成員?？破兆骷?。員會副主任，中國科學(xué)院科普宣教團(tuán)成員?？破兆骷??！盁嵴稀笔窃趺椿厥拢繜嵴稀笔窃趺椿厥?？在飛機(jī)速度成功地突破“音障”以后，又在不斷地攀登新的速度高峰。當(dāng)把飛機(jī)速度提高到2馬赫時，又遇到了一中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。16個技術(shù)上的大問題，也就是“熱障”問題。所謂“熱障”就是飛機(jī)在高速飛行時，由于氣流對機(jī)身產(chǎn)生沖擊力、壓力和摩擦力轉(zhuǎn)換成熱能，對機(jī)身加熱所造成的“熱障礙”。大家都知道摩擦生熱這一物理現(xiàn)象在自然界是普遍的。只要物體與物體之間有了相對摩擦就會產(chǎn)生熱量，這是由于摩擦過程的動能轉(zhuǎn)換成熱能的緣故。飛機(jī)在飛行中氣流對飛機(jī)壓力和摩擦所產(chǎn)生熱量稱為“氣動加熱”。飛機(jī)的飛行速度越高，氣流對飛機(jī)表面的加熱也就越高。當(dāng)飛機(jī)飛行速度在2馬赫時，飛機(jī)的迎流面溫升可達(dá)100°C。當(dāng)速度提高到2.5馬赫時，溫升能到200°C。若速度再提高，溫度梯度也上升得更高。航天飛機(jī)在重返大氣層時速度可達(dá)25馬赫，此時航天飛機(jī)的迎流面溫升達(dá)到1400°C。氣動加熱對飛機(jī)有哪些影響呢？氣動加熱對飛機(jī)有哪些影響呢？原來一般制造飛機(jī)用的結(jié)構(gòu)材料都是鋁合金，這種材料比重小，而且工藝性好。但鋁合金的熔點(diǎn)低，在200°C的環(huán)境中鋁合金構(gòu)件的強(qiáng)度就會降低，若飛機(jī)溫升過高，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低能造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)破壞，空中解體。除了氣動加熱影響飛機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度外，飛機(jī)上還有很多儀器儀表，這些設(shè)備的工作溫度范圍一般均在50°C—60°C。超過工作溫度，儀器儀表指示就不靈了。雖然飛機(jī)的駕駛艙可設(shè)空調(diào)降溫，但飛行速度太快，機(jī)身產(chǎn)生的升溫若超過200°C以上，艙內(nèi)中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。17空調(diào)也無濟(jì)于事了。用什么辦法解決“熱障”問題呢？用什么辦法解決“熱障”問題呢？解決“熱障”問題有兩種方法：一是使飛機(jī)的飛行速度不進(jìn)入“熱障”，二是給進(jìn)入“熱障”的飛機(jī)加防熱罩。用鋁合金材料制造的飛機(jī)可承受的氣動加熱一般不超過2.2馬赫，所以到目前為止，世界上實(shí)用型的超音速飛機(jī)大多數(shù)都控制在2.2馬赫速度以內(nèi)。這樣可以充分發(fā)揮飛機(jī)的結(jié)構(gòu)效率。下面的圖9、圖10和圖11是實(shí)用型超音速飛機(jī)舉例。圖9中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。18圖10圖11如果把飛行速度再提高，氣動加熱就會使飛機(jī)進(jìn)入“熱障”了。因此必須對飛機(jī)的氣動力設(shè)計(jì)及材料、結(jié)構(gòu)、動力和機(jī)載設(shè)備都要作出重新設(shè)計(jì)，目前能在“熱障”條件下飛行的飛機(jī)不多。下面的圖12和圖13是可在“熱障”條件下飛行的飛機(jī)舉例。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。19圖12圖13米格－25是世界上飛得最快的戰(zhàn)斗機(jī)，由前蘇聯(lián)在60年代中期開發(fā)的，飛行速度在M2.5左右，最大速度可達(dá)M2.8,機(jī)身結(jié)構(gòu)材料80%為不銹鋼，8%為鈦合金，其余為鋁合金及其他材料。機(jī)載設(shè)備也比較簡單。美國的SR－71高空高速偵察機(jī)是實(shí)用型唯一能飛行在M3以上的飛機(jī)。能在24000米的高空以M3.2的速度飛行。從飛機(jī)的外形可以清楚地看到它的氣動外形設(shè)計(jì)特點(diǎn)，為了減小飛行中的氣動阻力，盡量設(shè)計(jì)成流線體機(jī)身，使飛機(jī)的迎流面最大限度地減中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。20小，而且使用93%的鈦合金作飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料，等于給飛機(jī)穿了一身防高溫的鈦鎧甲，從而使飛機(jī)能在M3.2的“熱障”條件下飛行。另外，航天飛機(jī)及太空飛船在返加地面時由于重力作用飛行速度能達(dá)到25倍音速，隨漸落過程空氣密度逐漸增加，氣動加熱可使航天飛機(jī)或飛船的迎流面溫度達(dá)到1400°C，在這一溫度范圍下，一般金屬構(gòu)件都將熔化，必須使用特殊材料，作出特殊處理才能躲過這樣高溫。最早的辦法是使用燒蝕材料作高溫防護(hù)罩。現(xiàn)在使用泡沫陶瓷瓦片作高溫防護(hù)層，在自然界里最耐高溫的材料當(dāng)屬陶瓷了，若把陶瓷作成泡沫瓦片既耐高溫又起熱絕緣的作用，不使溫度向機(jī)艙內(nèi)傳導(dǎo)。美國的航天飛機(jī)就是用2.6萬塊蜂窩結(jié)構(gòu)硅瓷片組成的防護(hù)層，才得以通過返回大氣層時的“熱障”考驗(yàn)的。一般飛船的返回艙迎流面也用蜂窩硅瓷材料做成的防熱大底，以保護(hù)飛船的返回艙在通過大氣層時受到的高溫加熱。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。21圖14—航天飛機(jī)外殼由2.6萬塊蜂窩陶瓷片組成耐高溫防護(hù)層。耐高溫防護(hù)層。飛船返回艙由蜂窩硅瓷材料做的防熱大底。圖15—飛船返回艙由蜂窩硅瓷材料做的防熱大底。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。22這是未來天地往返飛機(jī)，也得由蜂窩陶瓷瓦作防熱材圖16—這是未來天地往返飛機(jī)，也得由蜂窩陶瓷瓦作防熱材料。飛船返回艙的氣動加熱及其“黑障”問題當(dāng)飛船返回艙重返地球時(也包括航天飛機(jī)重返地球時)，到了大氣層段，將以超高速進(jìn)入大氣層，其速度可達(dá)每秒7.5千米。以此速度飛行的返回艙對迎流面的空氣能造成強(qiáng)大的壓力。另外氣流還與艙體表面形成強(qiáng)烈的摩擦，因此產(chǎn)生了巨大的氣動加熱，使艙體表面急聚升溫，溫升可達(dá)中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。23一兩千攝氏度，形成一個氣動加熱的高溫層包裹著高速飛行的返回艙，貼近返回艙表面的氣體和返回艙材料表面的分子被分解和電離，形成一個等離子層。由于等離子體具有吸收和反射電磁波的能力，因此包裹返回艙的等離子體層，實(shí)際是一個等離子電磁波屏壁層。所以當(dāng)返回艙進(jìn)入被等離子體包裹狀態(tài)時，艙外的無線電信號進(jìn)不到艙內(nèi)，艙內(nèi)的電信號也傳不到艙外，一時間，艙內(nèi)外失去了聯(lián)系，在技術(shù)上對這種現(xiàn)象稱之為“黑障”。怎樣解決返回艙氣動加熱問題？采用以下方法防護(hù)返回艙的氣動加熱危害：1、 把返回艙做成鐘形，以鐘底面作迎流面，由于鐘底面的面積大，既起到增大阻力、減速作用又能使氣動加熱形成的高溫氣體大部分沿弧形的鐘底射向空間，保護(hù)艙身盡量減少受熱(如圖17所示)中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。24圖172、 給返回艙穿“防熱服”，盡管鐘形的艙底能擴(kuò)散一部分熱量，但艙身還是受到相當(dāng)大的氣動加熱，為此給艙身穿一件由燒蝕材料制成的“防熱服”來解決返回艙艙身的防熱問題。所謂燒蝕材料，是用石棉、陶瓷等耐高溫材料與酚醛組成的無機(jī)復(fù)合材料。用這種材料做成的容器受高溫燃燒時，燃燒面能熱解、熔蝕，一層一層地剝落，從而帶走熱量，不致把熱量向容器內(nèi)部傳導(dǎo)。為了減輕返回艙的重量，用燒蝕材料做成蜂窩結(jié)構(gòu)的外殼(如圖18所示)。這樣既獲得了耐高溫的效果，又保證了外殼的強(qiáng)度和減輕了重量。中國旋翼機(jī)網(wǎng)站(/)國內(nèi)最大的旋翼機(jī)論壇，免費(fèi)圖紙下載。25圖183、 給返回艙加一個防熱大底。返回艙的艙身和艙底是分體設(shè)計(jì)的，為艙身所穿的防熱服在飛船運(yùn)行的全過程始終是穿在艙體上，而為艙底設(shè)計(jì)的防熱大底，卻在返回艙開傘后，速度逐漸降低，起動拋底程序?qū)⒎罒岽蟮讙伒?。以便露出裝在艙底的四臺返推火箭噴口，待返回艙離地面幾米時，打開返推火箭，使返回艙能像氣墊船一樣緩緩著地。從圖15可以看出防熱大底是由蜂窩結(jié)構(gòu)雙層的燒蝕材料制成的。如何對待“黑障”問題？關(guān)于返回艙氣動加熱外表面形成電離層，出現(xiàn)電磁波屏壁問題，即所謂“黑障”問題，目前國際上尚無很好的解決辦法。好在造成屏壁時間很短，而且當(dāng)返回艙出現(xiàn)“黑障”時，是處于