防熱盾

防熱盾是航天技術中太空飛行器在進入大氣層時保護太空飛行器不被熱量破壞的保護層。

基本介紹

• 中文名：防熱盾
• 外文名：Heat shield
• 使用領域：航天技術
• 使用對象：飛機

簡介

防熱盾是航天技術中太空飛行器在進入大氣層時保護太空飛行器不被熱量破壞的保護層。一些飛機也需要防熱盾

勇氣號火星探測器的防熱盾

勇氣號火星探測器的防熱盾

基礎

航天飛船在返回大氣時會被周圍的空氣強烈阻礙，空氣里的激波使得飛船強烈加熱。
一般載人的太空飛行器在返回地球大氣層時需要放熱盾的保護。
對放熱盾的原料的要求非常高，它們必須抵抗數千度的高溫。它必須儘快地把激波導致的熱量傳遞給周圍環境，同時其導熱率必須非常低，來保護太空人和設備。
超音速飛機也必須使用特殊的保護層來保護激波對其機身的破壞。

可重使用的防熱盾

太空梭的絕熱瓦等可重複使用的防熱盾多為通過熔結合成的多空玻璃纖維材料，在它們的表面覆蓋有一層薄薄的嚴密的、脆的和耐高溫的抗熱層。

太空梭機翼前端等尤其關鍵的絕熱瓦是用碳複合材料製成的。

不可重複使用的防熱盾

俄羅斯的聯盟號宇宙飛船使用不可重複使用的防熱盾。這樣的防熱盾常是玻璃纖維複合材料或者泡沫塑膠做的。它受熱後蒸發來降低飛船的溫度。

在其它行星的大氣中不載人探測器的防熱盾可能必須承受達10,000度以上的高溫。這些防熱盾也是不可重複使用的。至今為止承受溫度最高的防熱盾是伽利略號探測器在進入木星大氣過程中使用的防熱盾。1995年12月7日伽利略號探測器以每小時17萬千米的速度進入木星大氣層，激波導致了1.6萬度的高溫，伽利略號的防熱盾必須承受每平方厘米43千瓦的熱密度。因此該探測器三分之二的重量是防熱盾的重量，其防熱盾在進入木星大氣的過程中大部分被蒸發。

此外在返回大氣層時飛船還可以利用防熱盾的熱容量。在過一段時間後飛船可以在防熱盾的熱量傳到需要被保護的結構之前拋棄防熱盾。