返回大气层(Atmosphericentry)是指人造或自然的物体从外空间进入大气层。欲安全返回大气层,要考虑三方面的主要问题:1。飞行器的形状和结构;2。空气的动力学模型;3。飞行物的热防护层。
定义
返回大气层(Atmosphericentry)是指人造或自然的物体从外空间进入大气层。在地球情况,是指从卡曼线(100km)的高度进入大气层。本文主要描述研究行星表面的工具控制重新进入大气的过程,但也包括不受控制的无意或偶然发生的情况,如人造卫星脱轨和由于轨道脱变落回行星的空间垃圾。
遭到这种过程情况的工具包括一些从轨道返回(空间飞船)和从外轨道(次轨道)的工具。这种过程最主要的要求是有特别方法避免由于空气动力学所发生的热损害工具。已发展了各种先进技术使返回大气层成为可能。
历史
最早提出物体从地球外进入大气层,其表面要有防护物概念的人是罗伯特戈达德;他早在1920年提出;“速度每秒30公里流星进入大气时,其内部是冷的,但在一定范围内,由于表面突然受热而受腐蚀和脱落。为此,如物体的外表面有一层硬的不溶解的导热差的表面层,就可保护其内部”。1950年后,苏联和美国不断发展火箭及其回收技术。对发射物返回大气层问题进行了许多深入研究:主要包括发射物的形状和其表面的防护层二方面。
1951年美国的阿伦和埃格斯发现:从简单工程原理得出,迟钝形(高阻力)物体有最有效的防护层。阿伦二人指出,进入大气层物体所产生的热和它的阻力系数(dragcoefficient)成反比。
内容
3。1进入物的形状
最简单对称形状是球或是球截面,它可是一个完全的球,或前身是球截面而后身为汇聚锥体。它可用牛顿冲击理论分析。早期苏联的金星探测器用纯球形,而美国阿波罗探测器则用前身球截面后身汇聚锥体。
球园锥
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