为什么飞船返回地球时，要不惜燃烧的危险加速通过大气层？弹头再入大气层的段的黑障如何为弹头进行精确制导_飞船_大气层_制导

本文目录

• 为什么飞船返回地球时，要不惜燃烧的危险加速通过大气层
• 弹头再入大气层的段的黑障如何为弹头进行精确制导
• 神舟十三号返回，惊险黑障区是什么为什么人类科技无法消除
• 什么是飞行黑障，是怎样产生的
• 黑障现象是如何产生的
• 宇宙飞船返回地球要经历黑障区，是什么意思
• 着陆器从太空返回地球，为什么在接触地面瞬间，会有一道白光

为什么飞船返回地球时，要不惜燃烧的危险加速通过大气层

现阶段，无论是载人飞船，还是货运飞船，它们都是用火箭送入太空中。当太空飞船执行完任务之后，它们是如何返回地球的呢？

当太空飞船返回时，它们会受到地心引力的作用而向下加速。但同时，稠密的大气层会让太空飞船减速。总得来说，太空飞船返回地球时是减速的过程，而非加速落到地球上。

再入大气层

根据牛顿力学可知，地球的第一宇宙速度为7.9公里，这是太空飞船的最大轨道速度。随着轨道高度的增加，轨道速度会逐渐下降。载人飞船的轨道高度一般为400公里，对应的轨道速度约为7.7公里/秒。如此巨大的动能，太空飞船没有足够的燃料来使自身减速，只能依靠地球稠密的大气层来减速。

太空飞船在轨道上先启动火箭发动机进行制动，使它能够脱离原来的轨道，并在地球引力的作用下再入大气层。一般来说，100公里是太空分界线。太空飞船再入大气层的方式有很多种，例如，弹道式、跳跃式、滑翔式，无论哪一种都是利用空气阻力进行减速。

在太空飞船再入大气层的过程中，由于飞船前方的空气被强烈压缩（而非飞船与空气剧烈摩擦），导致飞船外表的温度大幅度升高至1000度以上。为了保证飞船的安全，需要采取措施来应对这种高温。

飞船如何应对高温？

我国的神舟载人飞船系列会在飞船外表涂上一层烧蚀材料，它们在高温的作用下会被烧毁，脱离飞船，从而带走大量的热量。美国宇航局（NASA）的航天飞机则是采用隔热瓦，机腹覆盖着隔热陶瓷，机翼和机鼻上安装的是碳-碳复合材料，其余机身使用其他隔热材料。

隔热材料对于太空飞船的安全返回起到至关重要的作用。在2003年，NASA的哥伦比亚号航天飞机升空时，由于外挂燃料箱上的泡沫掉下来击中机翼，打穿了机翼上的一块隔热瓦。当哥伦比亚号航天飞机返航时，炽热的气体从机翼上的破洞大量涌入，导致航天飞机解体，机上的7位宇航员全部遇难。

当太空飞船的速度得到充分减速后，将会打开巨型的降落伞，使飞船进一步减速到每秒十几米。我国的神舟载人飞船在离地面大约1.4米时，还会启动反推火箭，以使飞船能够安全着陆。NASA的航天飞机则是采用滑翔的方式返回地球，最后着陆时也会打开减速伞进行制动。

太空飞船返回时会经历高温，为什么升空时不会呢？

原因在于火箭升空时，其速度并不快。火箭起飞时的重量大，并且稠密的大气层会产生很大的阻力，所以火箭加速困难，速度较小，气动热效应并不强烈。

当火箭穿过稠密的地球大气层之后，由于空气阻力更小，火箭的质量变得更低，后续的加速变得更容易，并且也不会出现很强的气动热效应。正因为如此，哥伦比亚号航天飞机才能带着一个破洞安全飞上太空。

太空电梯

如果未来能够建成太空电梯，那么，往返太空时不会经历巨大的速度变化，也不会产生极高的温度，隔热将不再是一个大问题。只是目前没有强度足够高的材料，太空电梯还停留在理论阶段。

弹头再入大气层的段的黑障如何为弹头进行精确制导

弹头再入时的黑障阶段意味着弹头被“离子鞘”包裹，无法发射和接受电波，这一阶段往往采用惯性制导。

惯性制导是利用陀螺仪和加速度表组成的惯性测量装置测量导弹的运动参数，控制其按预定路线飞行的一种制导方式。与制导程序要求的预定值进行比较，如果有误差，制导系统即发出指令，修正导弹的弹道直至命中目标。惯性制导系统由惯性测量装置、计算机和执行机构等组成。惯性测量装置测出导弹运动参数的变化，计算机根据实时测得的数据、发射前输入的初始条件和重力影响等数据，算出导弹的实际飞行速度、航向、姿态和坐标，并将这些数据与制导程序要求的预定值进行比较，根据偏差大小产生相应的制导指令，执行机构根据制导指令控制导弹沿正确的路线飞行。

惯性制导技术是一种完全自主式的制导技术,具有自主性强、隐蔽性好、机动、连续、实时和不受气候条件限制等优点,因而在现代武器中应用广泛。惯性制导技术是制导系统的基础。国外先进国家均非常重视惯性技术的研究,如美国一直致力于惯性器件、数字、导航与载体控制技术等惯性技术的研究发展。

由于惯性制导会积累误差,射程越远,飞行时间越长,误差增加也越大，所以目前弹道导弹大都采用多种制导方式结合的办法，并在飞行过程中相互修正。由于黑障阶段时间不长，靠惯性制导基本不会有过大的误差，在跨过黑障以后，一些导弹会立刻用其他制导手段予以修正，保证弹头的精确性。

神舟十三号返回，惊险黑障区是什么为什么人类科技无法消除

一直关注我国的航天事业，阅读了很多有关航天方面的资料，对黑障有一点了解。

飞船返回舱高速进入大气层，压缩前方空气做功，同时克服空气摩擦阻力做功，使周围空气内能增大，温度急剧升高，可达到2000℃以上，结果，使周围空气发生分解和电离，变成等离子体，返回舱就被一层等离子体所包围。

等离子体有一种特性，能屏蔽电磁波，致使地面控制人员与返回舱中的宇航员联系中断，就是所谓的“黑障”现象，这种现象大约持续5分钟左右，发生黑障现象时，地面上的雷达找不到返回舱，地面指挥人员失去了对返回舱的控制，有一定的危险性，所以，又称为“黑色五分钟”。

受科学技术水平所限，现在还不能避免黑障现象，但科学家一直在努力研究这个问题，相信在不远的将来，一定能成功克服黑障现象。

什么是飞行黑障，是怎样产生的

“黑障”是飞行器在大气层超高速飞行时产生通信中断的现象。

1. 黑障产生的条件：飞行器速度高于7马赫。目前主要是航天器返回大气层时，超高音速武器再入大气层时。

2. 黑障产生的原因：当飞行器在大气层内高速飞行时，使飞行器表面与周围气体摩擦产生几千摄氏度的高温，气体分子和材料分子呈炙烤状态，并因超高速而呈黏滞状态，温度不易散发，形成一个包裹在飞行器表面的套鞘。

由于这个套鞘温度极高，使套鞘内的气体和飞行器表面材料的分子被分解和电离，形成一个等离子区。

等离子区内的等离子体能吸收和反射电波，这样无线电信号像进入黑洞一样被完全吸收，飞行器与外界之间的无线电信号被完全阻断，既出不去，也进不来，形成“黑障”。

3. 黑障产生的高度：飞行器返回大气层80Km～35Km公里之间。飞行器发射时，因要逃离地球引力，加速过程较长，当速度达到7.9Km/s时，它已经到了大气层上面，周围气体摩擦不足以产生黑障。

4. 黑障产生的时间：大约4～7分钟时间。随着科技的进步，破解黑障通信手段突破，有的国家的航天器返回地球的黑障区时间可以降低到几十秒内。

5. 黑障产生的影响：地面测控系统无法及时获得飞行器的状态信息，如飞行姿态、当前位置、系统工作状态等，也无法控制飞行器，这时飞行器一旦偏离目标，就会导致不可预知的安全事故。

黑障现象是如何产生的

拿神舟九号来说，神九载人飞船在返回地面时经历了四个阶段：

制动飞行阶段、自由滑行阶段、再入大气层阶段、着陆阶段。

其中，第三阶段即再入大气层时，飞船的返回舱与地球的距离约 100公里，高速下坠的飞船表面与“稠密”大气发生摩擦而产生巨大热量，在飞船表面形成了高温等离子气体层，屏蔽了电磁波，使飞船在约240秒的时间内暂时失去与地面的联系，这就是“黑障”现象；当返回舱距离地球约40公里时，黑障消失，返回舱恢复与地面通信联系，继续下降。

宇宙飞船返回地球要经历黑障区，是什么意思

黑障区的主要特点，就是这个阶段高温等离子体鞘和电磁波相互作用，使得电磁信号无法有效传递，而导致航天器失去联系。

黑障常见于返回式航天器在返回大气的过程中。返回舱要利用空气减速，所以以阻力大的一面面对疾风，emmm，面对空气。

这时空气被返回舱压缩，温度升高。就好像气缸里的气体被压缩会升温一个道理。返回舱在这个时候把动能转化掉，就可以减速了。但是这时的温度极高，周围的空气最高达到两千摄氏度，周围空气电离形成等离子体，通信就中断了。这时就叫再入体进入了黑障区。

速度降低，脱离黑障之后就可以恢复通信了。随着空气密度越来越大，再入体的速度也越来越低。这时才适合打开降落伞着陆。
解决这个黑障区失去联系的方法也有很多，改变通信方式，或者改变天线位置到等离子鞘薄弱的地方。今后有了更好的火箭，还能让返回舱提前减速，不用经历高速接触大气的过程，也就没黑障了。

目前有些超高音速武器装备也面临黑障问题。

着陆器从太空返回地球，为什么在接触地面瞬间，会有一道白光

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