航天飞机的防热衣

　　飞机在天空高速飞行，其表面对空气产生压缩与摩擦，使空气受到阻滞，动能转变为热能，温度急剧升高，这种现象称为气动加热。在30公里高空，当飞机速度每秒1000米时，温度在300℃左右，而飞行速度增加到每秒1700米时，温度可达900℃。

　　高温使制造飞机的材料强度、刚度下降，机械性能变坏，使飞机的承载能力下降。而且，材料在高温下会产生蠕变和屈曲，导致飞机外形变化，甚至引起飞机机翼发生颤振。还有，当温度超过350℃时，飞机上各种胶、涂料和密封材料也会遭到破坏。因此，高速飞行的气动加热给飞机带来一系列问题，阻碍了飞行速度的提高，人们把这称之为“热障”。

　　于是人们采用了耐热材料，例如钛合金、不锈钢、镍钻合金等都是耐热材料，但是耐热材料承受的温度仍然有限，还需采用防热措施。根据空气动力学的研究，将飞机的前缘由尖头改为钝头，能耗散掉气动加热的大部分热量，达到降温。还有，设计出良好的气动外形，采用后掠机翼等，都可降低加热程度。

　　航天飞机是一种要返回地球大气层、并且要重复使用100次的飞行器。在有些情况下，它返回大气层时会产生10000℃以上的温度，若不采取强有力的防热措施，它就会象流星一样烧毁。因此，航天飞机的防热问题更加突出。现在是采用了表面隔热的防热技术。这种技术在航天飞机的表面上粘上一层隔热陶瓷砖。通常称为防热瓦。但它的缺点是强度差，且易吸水。因此，在瓷砖表面涂上一层结晶玻璃陶瓷，可以防潮、防腐，又可增加强度。为了防止航天飞机飞行时的剧烈震动将瓷砖震破，在瓷砖下面垫有一层有弹性的隔热层，然后用硅橡胶把瓷砖、隔离层和飞机壳体粘结起来，成为航天飞机的隔热衣。美国“哥伦比亚”号航天飞机的隔热衣就由31000块防热瓦组成，采用表面隔热防热措施后，内部温度可保持在180℃以下。良好的防热技术，使航天飞机得以多次往返飞行。