چرا موشک‌های هایپرسونیک ذوب نمی‌شوند؟
سرعت فوق‌العاده بالا، حرارت شدید… اما بدنه سالم می‌ماند! راز مقاومت این موشک‌ها را کشف کنید!
وجود برخی عوامل در موشک‌های هایپرسونیک، باعث می‌شود بدنه این موشک‌ها در سرعت بالا ذوب نشود.چرا بدنه موشک در سرعت بالا ذوب نمی‌شود؟
این سؤال واقعاً جالب است و به علم مواد، هوافضا و دینامیک جریان هوا مربوط می‌شود. بیایید قدم‌به‌قدم توضیح دهیم:
۱. گرمای ناشی از سرعت بالا
وقتی یک موشک یا هواپیما در سرعت‌های مافوق صوت یا بالاتر حرکت می‌کند، اصطکاک بین هوا و سطح آن باعث ایجاد گرمای شدید می‌شود. در دماهای خیلی بالا، این گرما می‌تواند مواد معمولی را ذوب یا تجزیه کند.
۲. چرا بدنه موشک ذوب نمی‌شود؟
چند دلیل اصلی وجود دارد:
انتخاب مواد مقاوم به حرارت
بدنه موشک‌ها معمولاً از آلیاژهای سبک و مقاوم به حرارت مثل آلومینیوم تقویت‌شده، تیتانیوم یا فولادهای ویژه ساخته می‌شود. این مواد نقطه ذوب بالایی دارند و تا دماهای بسیار زیاد می‌توانند بدون آسیب تحمل شوند.
پوشش‌های حرارتی (Thermal Protection Systems)
موشک‌ها و فضاپیماها روی بدنه‌شان پوشش‌های مخصوص حرارتی دارند. این پوشش‌ها مانند یک عایق عمل می‌کنند و مانع می‌شوند که گرما به بدنه اصلی برسد. نمونه معروف آن، کاشی‌های سرامیکی شاتل فضایی هستند که گرمای بسیار بالا را تحمل می‌کنند.
هواشناسی و طراحی آیرودینامیکی
شکل موشک طوری طراحی می‌شود که جریان هوا گرما را از سطح به عقب یا اطراف منحرف کند و دما در نقاط بحرانی به حد ذوب مواد نرسد.
لایه نازک پلاسمای حرارتی
در سرعت‌های خیلی بالا، هوا جلوی بدنه یونیزه شده و به شکل پلاسما درمی‌آید. این پلاسما یک لایه نازک و داغ روی بدنه تشکیل می‌دهد ولی جریان سریع هوا به خنک شدن آن کمک می‌کند.
۳. نتیجه
به لطف ترکیب مواد مقاوم، پوشش‌های حرارتی و طراحی آیرودینامیکی، بدنه موشک حتی در سرعت‌های خیلی بالا ذوب نمی‌شود، گرچه دمای سطح ممکن است به هزاران درجه برسد.
ارسال نظر