动静称俄罗斯总统普京在谈到“前锋”崇高高贵音速导弹时，先锋曾说这种导弹航行就冰棍，高超会边飞边融化，声速是导弹什么“冰棍效应”。这是像化怎么回事？2020年9月，俄罗斯总统普京在谈到最新退役的雪糕“前锋”崇高高贵声速导弹时，确实说过：这种导弹在航行中会像雪糕一样融化，样融是先锋以其能蒙受极高的外貌温度。在与俄核工业代表进行的高超集会上，他又说：“这就像是声速‘冰棍效应’，一边飞，导弹一边融化。像化航行中的雪糕温度靠近2000度，只比太阳温度低一点儿，样融但质料可在需求的先锋时间内抵御住这一低温。”这看似一个打趣，现实是对导弹弹头抗烧蚀机理的一个很是得当的比方。▲俄罗斯前锋导弹弹头高速滑翔航行▲俄罗斯前锋导弹弹头高速滑翔航行，其外貌会像雪糕一样“融化”，带走外貌热量导弹在超高速航行时，因为流过其外貌的气流激烈受压，动能转化为热能，同时导弹与气流之间发生粘性摩擦也孕育发生部门热能，从而使导弹受热。这种征象就是“气动加热”，温度跟着航行速率增年夜而连忙增高。它也和航行高度无关，由于高度越低，空气密度越年夜，气动加热也就越严峻。例如，射程3000千米的弹道导弹，在穿梭年夜气层腾飞、爬高时，因气动加热而升温到几百度，靠近方针再入年夜气层时，弹头温度可以到达几千度。是以导弹，出格是中长途导弹，在设计弹头时必需思量热防护问题。科研职员也先后找到了四种热防护方案：热沉式、辐射隔热式、烧蚀式、发汗冷却式。应用最广、效率最好的是烧蚀式，出格是对中长途导弹弹头，险些毫无破例地都抉择了这种。普京说的“冰棍”，就是这种体式格局里的一种。▲颠末再入磨练的美国MK5弹头再入体外壳烧蚀式防热，是哄骗防热质料在受热前提下孕育发生汽化、蒸发、升华、散失等一系列物理化学变化，耗损部门品质，同时将年夜部门气动加热在外貌耗损或带走，从而到达掩护航行器的目的。这在列国再入航行器设计中获得了宽泛使用，包孕弹道航行器、飞船、返回式卫星等。烧蚀防热合用的航行使命规模很宽泛，情况前提可在一个极广的规模内变化，从永劫间(2000秒数目级）、低气动加热率，到几十秒时间、高气动加热率，都能合用。▲弹头烧蚀实验后可见锻造的端头帽和纤维布包裹的再入体壳体，被烧蚀失的部门像雪糕融化一样带走了致命的热量可以看出，接纳烧蚀式防热的要害，是烧蚀质料的抉择与制造。按照烧蚀机理和烧蚀特性，今朝烧蚀质料大抵可以分红四类。第一，碳化塑料烧蚀质料，包孕单基塑料，以无机质料或有机质料加强的塑料。例如，很多导弹弹头的端头部门，接纳了碳纤维编织质料。第二，热塑性烧蚀质料，诸如泰氟隆，在烧蚀历程中间接升华成气体。第三，耐低温氧化物烧蚀质料，包孕石英等质料。它们在高热流冲洗下，会发生硬化、熔融、蒸发等征象，并在气体冲洗下游动。第四，耐低温陶瓷烧蚀质料，好比石墨。它们在烧蚀历程中是氧化和升华历程起作用，受传导介质的影响并受外貌发生的多相化学反映的影响。美国航天飞机机翼前缘外貌，就是用了陶瓷贴片瓦质料。▲再入体发射前与收受接管后的比力，可见右侧外貌曾经被严峻烧蚀上述四种质料都有其最合用的情况前提。弹道导弹、崇高高贵音速导弹，航行时面对的情况前提规模很宽，是以没有固定的某种质料比其它质料出格优胜。但比拟而言，碳化烧蚀质料，使用规模最广，由于它兼有别的两种热防护要领，辐射式、发汗冷却式的一些最好的特征，外貌温度可以到达很高，而隔热问题却因为碳化塑料的分化温度低而极易解决。这就是列国终极都将碳纤维编织质料作为避免导弹弹头烧蚀的终极解决方案的缘故原由。从这点来看，高速导弹在航行中还真如普京所说，就像“雪糕”一样边飞边融化。李文盛：电子工程学士及军事学硕士，原总参某部高级工程师，从事军事信息与军事战略研究，以及长途作战问题研究，持久到场中国军控学会《年度国际武备节制与扩军陈诉》及中国国际问题研究所《寰球核态势评价陈诉》的撰写，在军表里十余家刊物揭晓学术及军事科普论文400余篇，介入《俄罗新军事基本环境》、《美国将来作战体系》等多部论著撰写，掌管或到场了多项及部队科研名目，得到部队科技前进奖多项，为核战略与核兵器成长、作战应用专家，在防空与反导，以及通例长途作战方面也有较深研究。出品：科普中国作者：李文盛筹谋：金赫监制：光亮网科普事业部

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