(本文约4000字,阅读需10分钟)

登月造假新证据?32马赫返回嫦娥六号烧焦半边隔热技能有多灾_飞船_阿波罗 科技快讯

先说一个疑问,最近网上常有评论:为什么嫦娥六号返回器表面烧焦了,乃至都烧起泡了,而美国阿波罗飞船表面看起来没怎么烧焦?

这是阿波罗11号返回舱(指令舱)的历史照片,刚刚经历了32马赫返回地球的减速过程,局部温度可以超过2000摄氏度,结果飞船表面大部分地方看起来只是发黑、“掉漆”而已。

而以同样速率返回地球的嫦娥六号,照片右边还好一点,左边看起来都烧穿了几层,露出了蜂窝形状的材料。

嫦娥五号的情形也基本一样,都是烧焦很严重,而且不屈均。

(不仅烧焦,还起泡了!

彷佛只有两种阐明比较“合理”:要么便是咱们的飞船隔热技能,还不如五十多年前的阿波罗;要么便是阿波罗飞船造假了,根本不因此第二宇宙速率从月球返回的。

那阿波罗飞船没烧焦的原形究竟是什么呢?嫦娥六号又为什么会涌现一边烧焦、一边没烧焦的情形呢?

一、烧蚀看起来惨烈,实在更前辈

实在自从1961年加加林上天以来,飞船上的隔热材料,大体上经历了三代发展,阿波罗飞船属于是第二代早期的技能,而我国神舟飞船,用的是第三代技能。

嫦娥五号和六号实在是缩小版的神舟飞船,技能水平基本一样,实际上都是比阿波罗飞船前辈得多的,并不是说看起来烧焦了就“掉队”了。

(嫦娥六号返回器,一开始可是洁白的)

目前人类所有的飞船从太空返回的时候,都紧张是利用空气减速的,好处便是完备不须要燃料和发动机,重量轻巧;代价便是气动减速会产生大量的热量,一欠妥心就会烧掉了。

那办理隔热便是头等大事,最早在1920年,造出了天下上第一枚液体燃料火箭、美国火箭鼻祖罗伯特·戈达德就提出来,要在返回器的表面覆盖一层耐高温的物质,再覆盖一层导热系数低的物质,就可以办理热防护的问题。

(不同金属的比热容和热导率,第一代热防护技能)

然后1956年,苏联第一种核导弹R5,当时只是用石棉、隔热纤维组成的普通隔热层,就碰着了弹头再入过热的问题,有点扛不住高温。

但是很快,美国和苏联的工程师都办理了这个问题,用一些熔点非常高、比热容也非常高的金属合金,涂在飞船的外表面,直接硬抗,一层不足就多涂几层,防止热量通报到飞船内部,这便是第一代隔热技能——“硬隔热”。

(多层构造)

靠耐热材料硬扛,大略粗暴,初步办理了问题,但是缺陷是非常笨重,而且温度上限也不足。
苏联第一代东方号飞船、美国第一代水星号飞船,用的都是这种技能。

(美国水星飞船,紧张是硬隔热)

1960年代,美苏竞赛载人登月的时候,就提出了第二代隔热技能,在硬抗的根本上,引入了一个新观点“烧蚀”。

大略说便是,这种烧蚀材料汽化的时候,会接管并带走大量的热量。

(烧蚀材料,就像是沸腾的水)

这就好比咱们拿一个锅烧开水,不管你是小火慢炖还是大火收汁,只要锅里的水没烧干,一贯是沸腾状态,那温度就始终保持100度,多出来的热量都被水蒸气带走了。

那飞船表面的烧蚀材料,就像是一层“沸腾的水”,虽然材料会不断花费减少,但是不管表面是多高的温度,热量都不随意马虎传到飞船里面。
美国阿波罗飞船、苏联同盟号飞船,就都利用了烧蚀隔热技能。

(阿波罗飞船的防热大底)

阿波罗飞船的隔热大底,利用的是一种编号为AVCOAT 5026-39的材料,把一种含有金属添加剂的硅酸钠做成蜂窝状构造,然后蜂窝格子里添补环氧酚醛树脂。

发射之前是棕黄色的,烧完之后就变成了一层碳和二氧化硅,可以比较好地隔绝热量。

以是说,烧蚀材料虽然烧焦了很惨烈,但实在比那种纯靠金属合金硬抗的技能更前辈。

那都变成碳了,为什么阿波罗飞船看起来没怎么变黑呢? 这里就必须讲到飞船的气动形状了,这部分就可以彻底阐明阿波罗和嫦娥六号的烧焦程度问题。

二、飞船的气动形状决定,2000度只是在局部

飞船一样平常长成个倒锥形、或者纺锤形,反正都是上窄、下宽,这种形状的好处是飞船不管以什么姿态冲进大气层,哪怕是倒着飞的,都会在气动阻力的浸染下,稳定在一个正常姿态,就像是不倒翁一样。

这个在空气动力学上叫做“静稳定”。

苏联第一代东方号飞船,完备便是个球,就不稳定、随意马虎转圈,加加林在里面老遭罪了。

但是稳定之后也有两个代价,第一个代价便是“局部温度更高”,迎风的那一壁,也便是飞船底部,承受的热量最多,局部温度也最高,能达到2000度旁边;而飞船的顶部,实在等离子火焰就少很多,温度也低一些。

(2000度只涌如今赤色区域,其他区域温度实在只有几百到1000度)

那么设计飞船的时候,就要重点加强底部的隔热,用最厚的隔热材料;而飞船的侧面和上面,隔热材料就可以少用一点,乃至都不须要烧蚀材料。

像航天飞机、星舰这种形状就更明显了,底部都须要厚厚的隔热瓦,而背部就只须要普通隔热层。

(神舟飞船的隔热大底,比较少见)

(阿波罗飞船的底部也完备烧焦了,只是很少有正对的视角)

第二个代价便是“有效空间减少”,锥形的倾斜角度越大,虽然理论上侧背温度就会越低,但是飞船的可利用空间也会越小。

就像是买屋子,大家都知道方方正正的户型利用率最高,三角户型就很难支配家具;飞船也是一样,侧面倾斜角度越大,内部空间利用就越难。

(我国新飞船比美国新飞船倾角更小,这是技能更前辈的表现)

以是你看咱们新一代飞船,倾斜角度就明显比美国阿波罗飞船、猎户座飞船的角度更小,解释咱们飞船内部空间是更充裕的,这是技能更前辈的表现。

但是侧面角度小了,等离子火焰就更大了,以是你看2020年我国新一代飞船测试的照片,侧面也烧黑了。

那为什么嫦娥六号侧面烧焦不屈均呢?实在是由于飞船返回的时候,它的底部不是完备正对着提高方向的,而是轻微侧着一点。

嫦娥六号的返回器跟神舟飞船一样,是半弹道式,或者叫弹道-升力式,也便是具有一定的升力。

简化一下飞船的受力剖析,飞船受到重力、升力、阻力。
飞船的提高方向,跟飞船中轴线有一个夹角,这便是攻角。

利用这个攻角和升力,嫦娥六号返回器的顶部,有一个空气舵,便是这个翻转的板子,掌握它的角度,就可以掌握侧滑浸染力的大小,调度飞船的姿态,从而实现降落地点的掌握。

你去看神舟飞船的顶部,也有这个空气舵面。

那这种轻微侧滑的状态,就造成了一边火焰大,一边火焰小,我国公开论文资料里就有先容,神舟飞船以第一宇宙速率返回,防热大底的温度是2000度,迎风的侧面是1000度,背风的侧面只有300度,以是就涌现了一边烧焦、一边没烧焦的情形。

(火焰不是均匀的,而是一边大、一边小)

嫦娥六号虽然以靠近第二宇宙速率返回,但是采取了二次减速,也便是让烧蚀的过程变长了而已,整体温度并不会明显升高,底部还是2000多度,侧面也一样是一边烧焦、一边没烧焦。

(神舟飞船是一边烧焦,一边没有)

阿波罗飞船也是一样采取了半弹道式、二次减速,底部温度超过2000度,烧蚀材料完备烧焦,但是大多数照片看不到底部的,只能看到底部边缘是已经完备烧黑了;而阿波罗飞船侧面倾斜角度很大,以是全体侧面的温度实在都只有几百度,不须要利用烧蚀材料,只利用几层金属隔热层,属于是捐躯飞船空间来降落隔热难度。

(阿波罗飞船也是一样,一边烧蚀轻微、另一边严重)

阿波罗飞船也一样是半弹道式返回,以是也会涌现一边烧蚀更严重的情形、最外层隔热片大部分脱落;另一边烧蚀就相对轻一些。

以是结论便是:

采取半弹道式的飞船,都有迎风面和背风面,迎风面温度高,背风面温度低,以是会涌现烧蚀不屈均的情形,一边侧面烧焦、另一边没有。
神舟飞船如此,嫦娥六号如此,同盟飞船如此,阿波罗飞船也是如此。

如果照片只拍到了一侧灼烧不严重的情形,实在就很随意马虎忽略另一壁,这类比拟,就属于以偏概全了。

(神舟飞船也是如此,这边烧蚀严重)

(但是另一侧却基本无缺)

三、飞船隔热技能,目前中国已经反超美国

那为什么说神舟飞船的隔热技能是第三代呢?

这是由于阿波罗飞船,以及美国重返月球的猎户座飞船,它的隔热大底都是工人手工打造的,33万个蜂窝格子,人工往里面注入环氧酚醛树脂,造一块须要半年。

美国工人手工打造飞船,五十多年了还是这个技能,没啥进步

而我国神舟飞船虽然也是类似蜂窝构造,采取了编号为H88和H96两种材料,但是已经不再是手工制造,而是采取了热压罐自动成型,8个小时就能造出来。

从神舟十八号开始,神舟飞船便是批量生产的状态了,这比阿波罗那种手搓工艺要前辈很多。

最关键的是,我国新一代飞船,也便是未来载人登月的飞船,之以是敢把侧面倾斜角度做小,加强内部空间利用率,是由于新型飞船的侧面,采取了更加前辈的烧蚀材料,而且是可以拆卸、改换的,飞船落地之后你别看侧面烧焦很吓人,拆下来换新的就可以,这样就实现了飞船的重复利用。

这个技能,你别说阿波罗飞船没有,就连美国最新的猎户座飞船、波音星际客机飞船都没有采取,它们的倾斜角比我们的飞船倾斜角度更大,是摧残浪费蹂躏了不少空间的。

(我国新一代飞船防热设计已经超过了美国)

以是,不要看到飞船烧焦了,就以为是“掉队”,也不要看到阿波罗飞船侧面没烧焦,就以为是“造假”。

(可拆卸,实现飞船重复利用)

这便是为什么我一定要坚持科普,常常把阿波罗和嫦娥放在一起来聊,由于只有当你知道了个中的科技事理,才不随意马虎被西方媒体忽悠,才能明白我们科技真正厉害的地方。

如果没有实锤证据就把阿波罗的很多征象直接归纳为“造假”,那反而是“简化”了历史,“简化”了我们追赶和超越的难度。

就像是把苏联解体大略归结为“被星球大战操持忽悠”的一样,完备是避重就轻,忽略了苏联自身轻视民生轻工业、经济失落衡腐败等问题。
如果不能精确对待历史问题,反而给西方糟粕思想的侵蚀留下了空间。

别鄙视了美国假新闻那一套,如果“承认阿波罗载人登月造假”可以打败中国,他们会绝不犹豫承认当年是造假。
反正美国形象早就没有任何信誉了,多这一个造假的形象也无所谓。

事实上,“阿波罗载人登月造假”最早本来便是美海内部滋长的阴谋论而已,如果能用来降落其他国家的民智,美国精英们也会绝不犹豫否认哪怕是自己的历史,否认自家科学家和宇航员的功绩,输出“登月造假”论调,用来打击对手的唯物史不雅观。

但是我们坚持科学第一、实事求是,就足以抵挡任何形式的西方糟粕侵袭。

末了以这张图作为结尾,这个阿波罗飞船怎么完备跟新的一样呢?

很大略,这个只是阿波罗飞船的海上逃生演习模型。

神舟飞船水上演习,棕黄色是刷漆

我国神舟飞船也有一样的演习模型,有银色的,也有跟阿波罗飞船一样刷成棕黄色的。
由于根本就没飞过,自然不存在什么烧焦。

拿这种照片来说事的,纯粹便是误导了。

(印度那个也是打捞演习模型而已)

再补充一下,印度飞船看起来是崭新的,也是由于印度飞船目前进度太慢了,只进行过万米投放翱翔,完备没有再入大气层,自然不存在烧蚀。
咱平常调侃印度无所谓,别当真就行了。