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6大案例！復盤氣凝膠如何在導彈、火箭、飛船上發(fā)揮作用

6大案例！復盤氣凝膠如何在導彈、火箭、飛船上發(fā)揮作用(圖1)

氣凝膠是一種性能極佳的隔熱防火材料，得益于納米級的網(wǎng)絡(luò)孔徑結(jié)構(gòu)，氣凝膠隔熱保溫材料可以用更輕的質(zhì)量、更小的體積達到更好的隔熱效果，這一特點在航空、航天、甚至國防軍工應(yīng)用領(lǐng)域具有極大的優(yōu)勢。

另外，氣凝膠還可以作為飛機、艦船/艇、坦克、導彈等的外層材料，起到防輻射、吸收紅外線和漫反射波實現(xiàn)隱形功能，屏蔽自身電子信號實現(xiàn)反偵察的功能。本文盤點了近年來氣凝膠在航空航天、國防軍工等領(lǐng)域的一些應(yīng)用案例，復盤國產(chǎn)氣凝膠是如何在導彈、火箭、飛船上發(fā)揮作用的。（以下內(nèi)容僅供參考。）

夢幻炮彈——隔熱氣凝膠

近日，根據(jù)《南華早報》透露，中國科學家公開宣布已經(jīng)成功研制出“夢幻炮彈”?！皦艋门趶棥备拍钣?012年由美國海軍首次提出，設(shè)想使用電磁軌道炮或電磁線圈炮發(fā)射，然后在GPS信號的引導下以驚人的5馬赫速度飛行。但在2021年美國正式放棄該項目。

報道還稱，中國研制的“夢幻炮彈”可以7馬赫的速度連續(xù)飛行100公里，并隨時根據(jù)北斗信號進行調(diào)整，以保持高精度的打擊。此外，炮彈在空氣中飛行時，會與空氣摩擦產(chǎn)生大量的熱量。為了防止這種情況發(fā)生，中國科學家使用成本低且可以大量生產(chǎn)的氣凝膠作為隔熱材料。

更讓人矚目的是，中國“夢幻炮彈”研制成功的消息，是伴隨著中國海軍在電磁武器方面的一系列突破而出現(xiàn)的，包括儲能系統(tǒng)、合金材料涂層、控制和監(jiān)測系統(tǒng)以及連續(xù)射擊試驗等。

來源：

https://mp.weixin.qq.com/s/z6lJBxI8dSWekr69Wzn5Rw

神州十六號飛船——隔熱氣凝膠

2023年5月30日9時31分，由航天科技集團五院抓總研制的神舟十六號載人飛船從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空。這次的神舟十六號飛船是改進后新一批神舟載人飛船中的第一艘。神舟十六號航天飛船使用了多種隔熱材料來保護航天器和宇航員免受劇烈的溫度波動和輻射的影響。其中，最重要的隔熱材料是多層外包隔熱層，主要由以下三種材料構(gòu)成：

玻璃纖維: 玻璃纖維隔熱材料被廣泛應(yīng)用于航天器中。玻璃纖維是一種低密度、高強度、防火、抗化學腐蝕、絕緣、抗輻射等特性的材料，它擁有非常優(yōu)秀的隔熱性能。
陶瓷纖維: 陶瓷纖維作為一種高溫隔熱材料，具有良好的隔熱、抗氧化、抗輻射和耐熱性能。在神舟十六號航天器中，陶瓷纖維主要被用于高溫部件的隔熱。
氣凝膠：氣凝膠是一種超輕、超細的多孔材料，它幾乎沒有熱傳導性，可達到極高的隔熱效果。在神舟十六號航天器中，氣凝膠通常被用來作為隔熱層的填充材料。

這些隔熱材料都具有卓越的隔熱性能，可以有效保護航天器和宇航員免受高溫或低溫的影響。

6大案例！復盤氣凝膠如何在導彈、火箭、飛船上發(fā)揮作用(圖4)

資料來源：

https://www.forsman.com.cn/gongsidongtai/1706.html

祝融號火星車——氣凝膠隔熱保溫材料

6大案例！復盤氣凝膠如何在導彈、火箭、飛船上發(fā)揮作用(圖6)

分離相機拍攝的祝融號火星車

2021年5月15日中國首輛火星車———“祝融號”登陸火星表面，并開展了火星表面巡視探測?；鹦潜砻鎼毫拥牡蜏卮髿猸h(huán)境為火星車的熱控設(shè)計帶來巨大挑戰(zhàn)。當時，中國造的固體氣凝膠雖然強度較差，但非常輕，同時擁有極佳的保溫能力，即使兩面溫差達上百度也可以有效保溫，性能堪稱不可思議，祝融號火星車使用氣凝膠挺過了火星夜間時的嚴酷低溫，保護了內(nèi)部電子設(shè)備的安全，并完成了預(yù)定任務(wù)。不過可惜的是，原定2022年蘇醒的祝融號火星車目前仍沒有波動。

6大案例！復盤氣凝膠如何在導彈、火箭、飛船上發(fā)揮作用(圖7)

祝融號車體上的氣凝膠隔熱材料

東風-17——隔熱氣凝膠

2019年東風-17在閱兵儀式亮相于大眾的視野。根據(jù)推測，東風-17的速度能達到8到10馬赫，射程在1800公里到2500公里左右，此外東風-17在飛行1400公里后會釋放高超音速滑翔彈頭，并在60000米高度進行垂直進攻，而且借助氣動力進行速度調(diào)整與變軌。

東風-17以國防科大的團隊所研究的氣凝膠隔熱材料作為外衣，使得東風-17在極快加速度的同時不被空氣摩擦所產(chǎn)生的高溫給破壞，而且氣凝膠材料良好的透波性能不會阻擋東風-17內(nèi)部的制導裝置。

6大案例！復盤氣凝膠如何在導彈、火箭、飛船上發(fā)揮作用(圖9)

來源:

https://mp.weixin.qq.com/s/0pIo8p_rdClc1vdqe8Z4AA

天舟一號、天舟四號——氣凝膠保溫材料

2017年在天舟一號中，氣凝膠作為真空隔熱板安裝在低溫鎖柜中，在飛船中搭建了一個超級冰箱。

2022年5月10日，在天舟四號貨運飛船的發(fā)射任務(wù)中，氣凝膠材料再立新功，作為某些具有較強溫度敏感性的基礎(chǔ)保障、醫(yī)療檢測等物資的“快遞盒”，為神舟十四號乘組的重要物資運送提供了有力技術(shù)支撐。

長征五號火箭——燃氣管理系統(tǒng) 隔熱和氣凝膠宇航服

在2016年11月3日晚，我國新一代大運力運載火箭長征五號在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功首飛。中國航天科工三院306所研制的高性能納米氣凝膠隔熱氈產(chǎn)品，被用于長征五號B運載火箭發(fā)動機的燃氣系統(tǒng)、隔離氣瓶和氧渦輪的隔熱層，有效隔絕發(fā)動機產(chǎn)生的熱能，對發(fā)動機燃氣管路周邊的電子元器件實現(xiàn)了有效防護。此外，宇航服內(nèi)的夾層也應(yīng)用氣凝膠來隔熱，從而達到保護宇航員的效果。

6大案例！復盤氣凝膠如何在導彈、火箭、飛船上發(fā)揮作用(圖12)