航天飞机减速伞的材料奥秘复材云集|复合材料

发布日期：2023-02-06 17:01:02 浏览次数：297 评论：0

导读

1981年4月12日，美国航天飞机哥伦比亚号在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。当时，只见哥伦比亚号尾部发出一道熊熊的火焰，冒

1981年4月12日，美国航天飞机“哥伦比亚号”在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。当时，只见“哥伦比亚号”尾部发出一道熊熊的火焰，冒出灰白色的烟云，接着它就凌空而起，长长的白烟一直向天空伸展。由此，美国成功发射了世界上第一艘航天飞机。

（图片来自网易新闻）

航天飞机发射时壮丽的画面和宇航员们在太空中的精彩表现是载人航天最动人的情节，但在完成一系列的太空工作之后，宇航员们总是要返回地面的。2003年美国“哥伦比亚号”在返航着陆前16分钟悲剧性地空中解体，说明航天飞机的返程是一个更富挑战的过程。

航天飞机发射减速火箭从太空轨道回到大气层后，靠机翼滑翔利用空气阻力进行减速，然后宇航员手动控制航天飞机对准机场的降落跑道，放下着陆装置，减速伞从航天飞机尾部释放出来，进一步降低速度直至停止滑行。至此，航天飞机才算是完美地完成了太空旅行。

（2005年8月9日,'发现'号航天飞机在美国加利福尼亚州爱德华兹空军基地安全着陆。航天飞机着陆瞬间,其尾部射出一具高速旋转的彩色环形减速伞,十分壮观。图自百度百科）

航天飞机采用的是水平着陆方式，看似与普通商用飞机的着陆方式一样，实则有本质区别。商用飞机是有自带动力的，着陆一次不成功还可以拉起机头飞起重来一次。而航天飞机则不然，进入大气层后，它就成了一个无动力的滑翔机，因此它的降落只有一次机会，不允许有丝毫的差错，否则就是悲剧。这就要求航天飞机在滑翔中具有良好的操控，尤其要有优异的着陆操控性能，而为航天飞机实施最后减速的减速伞就显得尤为重要了。

航天飞机的降落伞可不是一般跳伞员的降落伞可比的，航天飞机着陆时瞬间时速仍高达每小时354公里，减速伞被释放出来时承受的超强冲力可想而知，这就对减速伞的牢固度提出了极高的要求，一般的材料极难胜任。

最初，人们用来制作降落伞的先驱材料有丝绸、醋酯纤维、人造丝、亚麻纱线和棉纱线等，但这些先驱材料的致命弱点是断裂强度低、易受微生物侵蚀及其他环境影响，远远不能达到航天减速的要求。后来人们的目光转向尼龙、聚酯、芳族聚酰胺纤维等新型降落伞纺织材料，其中杜邦公司的Kevlar®品牌芳纶纤维以其卓越的优异特性，已在航天降落伞领域获得了广泛的应用。

杜邦™ Kevlar®纤维是最重要的对位芳族聚酰胺纤维之一，坚固、耐用、尺寸稳定，且具不熔融性，即从火源移开就能自熄。它系高模量（低伸长率）纤维，耐高温性能非常好，即使在超过500°F的温度条件下，仍显示出极好的强度和稳定性。因此，在航天减速时空气摩擦产生的高温中，仍能保持完好，从而保护航天飞机的安全。

不仅仅是航天飞机的返回，其实，整个航天技术的发展在很大程度上都依赖于高性能新材料的应用。除了航天降落伞，Kevlar®纤维更是在航天飞行器、宇航员的太空服上发挥着举足轻重的作用，保护他们在太空中的安全作业。

“如果没有Kevlar®的存在，这（漫步太空）会是一件非常可怕的事情” - Scott Parazynski，曾7次漫步太空的美国NASA宇航员

(文/小编)

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