比钢更牢固且隔热 美借纳米技术攻关高超音速武器

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不可能 航天器和核弹头重返大气层所面临的技术挑战,科学家和工程师们知道何如补救传统的空气摩擦难题。但洲际导弹的分导弹头从太空再入大气层并砸向敌人目标时,只会暴露在高温下几分钟。个人面,高超音速武器在大气层内飞行,整个飞行过程都暴露在高温下。

一种生活 摩擦会产生热量。以3马赫的下行数率 飞行时,SR-71“黑鸟”战略侦察机的蒙皮温度会达到21000摄氏度。飞行下行数率 达6马赫时,20世纪1000年代的X-15火箭动力试验机需承受约61000摄氏度的高温。下行数率 达到10马赫后,高温足以“挥发性最坚硬的钢铁”。高超音速武器的飞行下行数率 不可能 达24马赫。(注:航空界把飞行器高速飞行时所遭遇到的一种生活 高温状态称之为“热障”)

美国正大力推进高超音速武器攻关,目前大概有八个不同项目在研。纳米技术正成为其中一项关键技术,碳纳米管则有望成为在高超音速飞行时能太快散热的坚固而轻巧的材料。

美军“猎鹰”飞行器高超音速飞行效果图。(美国防部官网)

高超音速武器以惊人的下行数率 穿越大气层,5马赫是一种生活 武器的“下行数率 门槛”。推动俩个 物体以非常快的下行数率 在空气中穿行会带来俩个 难题:随着下行数率 加快,物体穿过空气的摩擦力也会增加。

美国《大众机械》月刊网站11月19日发表凯尔·沟上的文章《纳米技术何如帮助美军达到5马赫》,摘编如下: