天氣越熱,人體出汗就越多。這是因為人的身體具有調(diào)節(jié)功能,能夠通過出汗的方式利用汗水的揮發(fā)吸收掉一部分熱量,從而降低身體的溫度。
為了使動輒達上千攝氏度的火箭發(fā)動機能夠降溫,保證火箭更安全地把航天器送入預(yù)定軌道,聰明的科研人員巧妙地利用人體出汗這一仿生學(xué)原理,設(shè)計出了會“出汗”的火箭發(fā)動機。目前,火箭發(fā)動機“出汗”有以下兩種形式。
“自發(fā)出汗”的火箭發(fā)動機
第一種是通過自發(fā)地“出汗”來降低材料本身的溫度,從而達到熱防護的目的。這種自發(fā)汗冷卻多見于粉末冶金材料制品,可以通過加入基材內(nèi)的低熔點金屬粉末顆粒,在高溫下氣化蒸發(fā)帶走熱量,以達到為火箭發(fā)動機降溫的目的。這種采用自發(fā)汗冷卻的火箭發(fā)動機不僅能夠適應(yīng)較高的溫度和強度,而且還能適應(yīng)嚴酷的震動環(huán)境,可謂是“一專多能”。
“被迫出汗”的火箭發(fā)動機
如果說第一種方式是在火箭發(fā)動機本身材料上加入“喜歡”出汗的介質(zhì),讓發(fā)動機“自覺”地出汗,那另一種出汗方式則需要采用“強迫”的方式讓火箭發(fā)動機出汗。這種方式首先需要把材料制成多孔材料,猶如密密麻麻的“汗孔”一般,這樣火箭發(fā)動機的冷卻介質(zhì)就可以通過高壓驅(qū)動從多孔材料的“汗孔”中滲出,并通過蒸發(fā)將基體部件的熱量帶走使部件降溫。與此同時,從“汗孔”中滲出的液體燃料會在部件表面形成一層冷氣膜,把高溫燃燒的火焰與部件材料表面隔開,從而達到冷卻降溫及防止火焰燒蝕的目的。
總之,由于發(fā)汗冷卻在冷卻效果上的優(yōu)秀表現(xiàn),隨著航天技術(shù)的發(fā)展,今后會有越來越多的火箭發(fā)動機將通過“出汗”這種舒適、愜意的方式來降低自身溫度,從而使火箭發(fā)射更安全。