Question

飞船进入大气层为什么会燃烧

Answer 1

　　飞船进入大气层燃烧的原因：飞船返回地球的时候会发生强烈的气动加热现象，导致发生燃烧现象，需要注意的是，飞船升空的时候并不会燃烧。飞船正式入轨加速是在大气边缘完成，那时已经没有什么大气与飞船发生摩擦，而返回时，飞船再入大气，利用大气与飞船摩擦减速，7.9km/s会减少到小于音速，这全部是在大气层内完成，所以会导致飞船燃烧。

　 　气动加热现象简介

　　物体与空气或其他气体作高速相对运动时所产生的摩擦力转为热力的过程，全称是空气动力加热。高速气流流过物体时，由于气流与物面的强烈摩擦，在边界层内，气流损失的动能转化为热能，使边界层内气流温度上升，并对物体加热（见边界层传热传质）。

　　在高超声速飞行中，飞行器周围的空气因受剧烈压缩而出现高温，是气动加热的主要热源。气动加热会使飞行器结构的刚度下降，强度减弱，并产生热应力、热应变和材料烧蚀等现象，同时引起飞行器内部温度升高，使舱内工作环境恶化。这种因气动加热造成的飞行器结构在设计和材料制造工艺上的困难，称为“热障”。因此，气动加热是超声速流动和高超声速流动研究和飞行器热防护设计中必须考虑的问题。气动加热的理论主要包括高速边界层传热理论和驻点区的热能和辐射传热理论。

　　物体由于在气体中做相对高速运动而摩擦，继而产生热。那么要降低气动加热现象对物体的影响，我们可以降低物体表面的粗糙程度使表面更光滑，减少摩擦。或者将物体尽量改为流线型，这样也有助于减少摩擦。当摩擦减少了，气动加热产生的热能就可以降低。